民航飛機(jī)客艙維修方法研究和分析

民航飛機(jī)客艙維修方法研究和分析緒論課題研究背景及意義隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的提高、“一帶一路”政策、中等收入群體增加，以及旅游業(yè)旺盛等原因，我國(guó)民航業(yè)正處于快速發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年我國(guó)民航旅客運(yùn)輸量5.49億人次，年均增長(zhǎng)率達(dá)到12.6%。以南方航空為例，到2020年，預(yù)計(jì)機(jī)隊(duì)規(guī)模將達(dá)到1000架，年客運(yùn)量將達(dá)到1.6億人次。民航業(yè)的高速發(fā)展也帶來(lái)了許多問(wèn)題，航班延誤是其中較為嚴(yán)重的一個(gè)問(wèn)題。2017年7月的全球航班準(zhǔn)點(diǎn)率報(bào)告顯示，全球準(zhǔn)點(diǎn)率最低航空公司前10名里，中國(guó)航空公司占了8名，問(wèn)題嚴(yán)重性可見(jiàn)一斑；航班延誤的原因有很多，包括天氣原因、交通管制、飛機(jī)故障、飛機(jī)調(diào)配以及航班插隊(duì)等原因。為了降低航班延誤率，航空公司可以做到的就增強(qiáng)維修能力，盡可能地降低飛機(jī)故障維修所用的時(shí)間?？团撟鳛槁每徒佑|得最多的地方，自然要保持較高的維修效率和維修水平，才能達(dá)到減小延誤率和讓旅客更加滿意的目的。客艙的工作對(duì)象主要包含：旅客座椅、乘務(wù)員座椅、廚房、廁所、馬桶、地板、隔板、旋梯吧臺(tái)、烤箱、咖啡壺、壁板、天花板、行李箱、旅客服務(wù)組件、地毯隔熱棉、緊急撤離系統(tǒng)、旅客娛樂(lè)系統(tǒng)、各類標(biāo)牌救生設(shè)備、各種門(mén)的裝飾板及乘務(wù)員服務(wù)面板及各種應(yīng)急設(shè)備[1]，這些都是在飛行過(guò)程中經(jīng)常被旅客或空乘使用的設(shè)備，這些設(shè)備由于經(jīng)常使用，容易發(fā)生失效，產(chǎn)生故障；如果不能及時(shí)、有效地進(jìn)行排故，將會(huì)對(duì)旅客的旅行體驗(yàn)造成不良體驗(yàn)，久而久之就會(huì)有損航空公司的形象和口碑等，直接影響到航空公司的收益。由于飛機(jī)制造商和政策等的原因，飛機(jī)上只有很少的零部件可以由中國(guó)制造，其他零部件都是進(jìn)口件，客艙里的設(shè)備和零部件也不例外，甚至維修工具和各種維修消耗品，例如各類粘接膠、打磨消耗砂紙、清潔劑、溶劑等都需要經(jīng)過(guò)特殊采購(gòu)才能從國(guó)外進(jìn)口最后送至維修現(xiàn)場(chǎng)。這樣的采購(gòu)方式使得維修金錢(qián)成本額外昂貴，同時(shí)，由于客艙空間并不算寬闊，很多體積大一點(diǎn)的零部件或設(shè)備維修或更換困難，維修的時(shí)間成本也很高，一旦在航線上出現(xiàn)這類故障，又需要進(jìn)行維修，就有可能造成航班延誤。在二十世紀(jì)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，民航運(yùn)輸市場(chǎng)不大，航空公司機(jī)隊(duì)規(guī)模不大，導(dǎo)致航空公司與飛機(jī)制造商、零部件制造商等的話語(yǔ)權(quán)并不大，維修工作只能按工卡手冊(cè)施工，基本沒(méi)有自主權(quán)，絕大部分航材、非航材消耗品和工具等都只能依賴進(jìn)口；但是由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力越來(lái)越強(qiáng)，中國(guó)民航業(yè)發(fā)展得也很好，市場(chǎng)廣闊，航空公司機(jī)隊(duì)規(guī)模也變得龐大，飛機(jī)制造商也不得不重視中國(guó)航空公司的意見(jiàn)，航空公司或維修單位對(duì)客艙某些部件的更好的維修方案也得到了飛機(jī)制造商的承認(rèn)。由于客艙很多較大零部件，例如行李箱蓋板等板材、洗手臺(tái)下的金屬箱等，一旦某一處發(fā)生故障，手冊(cè)上的維修方法很多都是直接更換，但是由于部件體積較大的原因，更換耗時(shí)較長(zhǎng)；同時(shí)，這些部件或設(shè)備很多都是進(jìn)口件，價(jià)格十分昂貴，維修成本高。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，目前很多航空公司都在爭(zhēng)取獲得授權(quán)，研究制造適航的零部件，降低維修成本；同時(shí)，對(duì)于客艙的較大零部件或設(shè)備故障，著手研究超規(guī)范維修，在取得授權(quán)獲得批準(zhǔn)后，不按工卡手冊(cè)施工，而是對(duì)其進(jìn)行一定程度的改裝，以達(dá)到維修的目的而又不需進(jìn)行零部件或設(shè)備的直接更換。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)肖國(guó)平等人著手研究?jī)?yōu)化客艙維修了流程，嘗試把精益生產(chǎn)技術(shù)引進(jìn)客艙維修當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理5S，對(duì)客艙維修生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改進(jìn)，制定可實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)化工序，推動(dòng)持續(xù)改善生產(chǎn)流程創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新。針對(duì)客艙內(nèi)裝飾品以及塑料件表面等，也有很多學(xué)者在研究如何以更低的成本去維修。對(duì)于墻紙的修理，肖毅和王玨研究使用修飾筆來(lái)對(duì)損傷小于四分之一英寸的劃痕和刮傷直接進(jìn)行涂畫(huà)修理，也可以對(duì)挖補(bǔ)修理后的墻紙進(jìn)行涂畫(huà)修理[2]。對(duì)于塑料件破損的裂紋或斷裂修復(fù)一般采用鋪層修理工藝，通過(guò)鋪層修理可以使裝飾件強(qiáng)度接近原始強(qiáng)度，但是不可能超過(guò)或等同于原始強(qiáng)度。對(duì)于鋪層層數(shù)的依據(jù),通過(guò)裂紋尺寸和板材厚度來(lái)確定[3]。而對(duì)于金屬件的表面修理，龔勇研究采用納米噴涂工藝。在鋁合金件出現(xiàn)磨損劃傷、掉色、發(fā)黑、失去光澤等的情況下，采用新型的納米噴鍍工藝進(jìn)行修理，這能使色彩表達(dá)更加豐富，同時(shí)又具有方便、高效、安全、環(huán)保、低成本的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)完全滿足客艙維修手冊(cè)的要求和適航法規(guī)的要求,符合客艙鋁合金裝飾件的外觀和使用要求[4]。國(guó)外的航空公司則更注重于零部件的可靠性分析和維修方案的確定。由于飛機(jī)內(nèi)部的客艙零部件很少得到客艙零部件制造商規(guī)定的可靠性分析或維護(hù)計(jì)劃，航空公司只能按照自己的想法來(lái)確立維修方案，這樣就會(huì)造成維修成本的提高。Ubair.H.Rehmanjan從客艙座椅開(kāi)始著手研究，對(duì)客艙座椅進(jìn)行12或24個(gè)月的故障統(tǒng)計(jì)，分析出現(xiàn)得最多的故障類型，進(jìn)行系統(tǒng)分析并分類，確定哪些故障需要馬上進(jìn)行維修，從而減少其他故障的發(fā)生[5]。本文主要做的工作客艙維修首先要保障飛機(jī)和旅客的安全，在此基礎(chǔ)上還要讓旅客在飛行途中更加舒適；其次要把維修的時(shí)間盡可能地縮短，同時(shí)又不影響維修質(zhì)量；再之要盡可能想辦法在保證適航的同時(shí)降低維修成本；最后就是對(duì)零部件進(jìn)行改裝，使其不容易失效。本文主要講述如何用超規(guī)范維修來(lái)達(dá)到以上的維修目標(biāo)，同時(shí)利用TRIZ理論對(duì)超規(guī)范維修的維修流程進(jìn)行一定的改進(jìn)。飛機(jī)客艙故障分析故障的分類故障的定義是“設(shè)備不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)”。設(shè)備的故障按技術(shù)性原因分類，可分為四大類，分別是：磨損性故障、腐蝕性故障、斷裂性故障和老化性故障。1、磨損性故障磨損性故障是指由于運(yùn)動(dòng)部件磨損，在某一時(shí)刻超過(guò)極限值所引起的故障。而磨損是指機(jī)械在工作過(guò)程中，在接觸狀態(tài)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在摩擦作用下，形狀、尺寸以及表面質(zhì)量發(fā)生變化的現(xiàn)象。按其形成機(jī)理可分為黏附磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、微振磨損等四種類型[6]。（1）黏附磨損：黏附磨損是指當(dāng)摩擦表面的輪廓峰（輪廓峰是指金屬表面經(jīng)過(guò)精加工后仍然存在的凸峰）在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時(shí)的溫升和壓力形成黏附結(jié)合點(diǎn)后，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，導(dǎo)致結(jié)合點(diǎn)發(fā)生變形和破壞，從而形成黏附磨損。（2）表面疲勞磨損：表面疲勞磨損是指交變接觸應(yīng)力的作用下的兩個(gè)接觸面，由于表面疲勞而造成了物質(zhì)損失，材料表面形成點(diǎn)蝕或剝落。（3）腐蝕磨損：腐蝕磨損是指零件表面發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，引起材料損失的現(xiàn)象。（4）微振磨損：微振磨損是指兩個(gè)接觸面間沒(méi)有宏觀相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但在外界變動(dòng)載荷作用下，有小振幅的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（振幅一般為2～20μm），此時(shí)接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，微振磨損一般使金屬表面出現(xiàn)麻坑或溝槽。2、腐蝕性故障腐蝕性故障按腐蝕機(jī)理不同可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及物理腐蝕三類。（1）化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕是指金屬材料在干燥氣體和非電解質(zhì)溶液中直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成化合物的過(guò)程，反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有電流產(chǎn)生。（2）電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕是指金屬和電解質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)所造成的腐蝕，反應(yīng)過(guò)程中有電流產(chǎn)生。（3）物理腐蝕：物理腐蝕是指金屬與熔融鹽、熔堿、液態(tài)金屬相接處，使金屬某一區(qū)域不斷溶解，另一區(qū)域不斷形成的物質(zhì)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，物理腐蝕是單純的物理溶解。3、斷裂性故障斷裂性故障可分為脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。（1）脆性斷裂：脆性斷裂是指材料在未斷裂之前沒(méi)有塑性變形發(fā)生，或發(fā)生很小的塑性變形導(dǎo)致破壞的現(xiàn)象，脆性斷裂的構(gòu)件常形成碎片。引起脆性斷裂的原因有很多，可以由材料性質(zhì)不均勻引起，或由于加工工藝處理不當(dāng)所引起，或由于惡劣環(huán)境所引起，例如低溫，使材料的機(jī)械性能降低。（2）疲勞斷裂：疲勞斷裂是指由于熱疲勞、機(jī)械疲勞（彎曲疲勞、接觸疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、復(fù)合載荷疲勞等）以及復(fù)雜環(huán)境下的疲勞等各種綜合因素共同作用，超出材料的疲勞極限所引起的斷裂（3）應(yīng)力腐蝕斷裂：應(yīng)力腐蝕斷裂是指有熱應(yīng)力、焊接應(yīng)力、殘余應(yīng)力或者其他外拉應(yīng)力的零件，如果同時(shí)存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質(zhì)，就會(huì)使材料產(chǎn)生裂紋，并以顯著速度發(fā)展的一種斷裂。（4）塑性斷裂：塑性斷裂前，一件材料在外力作用下產(chǎn)生的變形量超過(guò)其最大彈性變形量后，此時(shí)材料將不能恢復(fù)到原樣，而會(huì)保留一定的變形量，使得其工作狀況不良好，久而久之零件將發(fā)生斷裂。4、老化性故障老化性故障是指上述綜合因素作用于設(shè)備，使其性能老化所引起的故障。故障的維修維修思想在1958年噴氣客機(jī)剛開(kāi)始進(jìn)行民航客運(yùn)服務(wù)時(shí)，由于零件的尺寸和復(fù)雜程度急劇增加，事故率也增加了。按照傳統(tǒng)的維修理念，只要增加檢查次數(shù)和縮短返修時(shí)間，就可以保證飛機(jī)的安全；但是這樣做之后僅僅是讓維修成本大幅增加，而事故率并沒(méi)有得到顯著下降，并且在維修周期縮短到一定程度之后，事故的發(fā)生率不降反升。后來(lái)從1961年開(kāi)始，美國(guó)開(kāi)始研究新的維修理論，通過(guò)對(duì)大量事故進(jìn)行分析研究，并研究分析各類零件的可靠性，得到了新的一套維修理論。（1）航空器的整體可靠性是由各個(gè)系統(tǒng)的綜合功能決定的，不是和每個(gè)零部件的可靠性必然聯(lián)系在一起，有些零部件的損壞，并不直接影響飛行安全，或是功能可以由其他零部件或系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償，或是只影響飛行的經(jīng)濟(jì)性。因此，應(yīng)該從航空器的整體可靠性來(lái)分析每個(gè)零部件或每個(gè)系統(tǒng)。（2）通過(guò)對(duì)失效零部件的分析，發(fā)現(xiàn)零部件的失效曲線并不只有隨時(shí)間推移，零部件故障率在某一時(shí)期突然增長(zhǎng)一種，而是有多種情況，其中主要的有三類：第一類是由于使用初期零部件有磨合期的存在，故障率隨時(shí)間推移逐漸降低并趨于穩(wěn)定，然后在某一時(shí)期突然上升，如圖2.1所示。第二類也是有磨合期的存在，但當(dāng)零部件度過(guò)磨合期故障率趨于穩(wěn)定后，故障率一直保持不變，如圖2.2所示。第三類也是有磨合期的存在，在度過(guò)磨合期后，零部件的故障率隨著時(shí)間推移不斷上升，如圖2.3所示。圖2.1第一類故障曲線圖2.2第二類故障曲線圖2.3第三類故障曲線（3）從飛機(jī)的整體可靠性來(lái)分析，真正影響飛行安全的零部件故障只占整個(gè)故障的一小部分，而且這種聯(lián)系和影響可以通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)減少或消除。（4）設(shè)計(jì)和維修是聯(lián)系在一起的，維修只能最高只能達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的的性能，如果問(wèn)題依舊存在，就只能通過(guò)設(shè)計(jì)制造層面來(lái)解決問(wèn)題。（5）針對(duì)不同的零部件要采用不同的維修方式，維修工作不夠或者過(guò)量都會(huì)使零部件的可靠性降低。維修方式針對(duì)新的維修理論，有三種維修方式被研究出來(lái)。（1）定時(shí)維修方式：定時(shí)維修是對(duì)某些重要的，符合第一類故障曲線的零部件給予一定的使用期限，到時(shí)后直接給予更換、報(bào)廢，而這類零部件往往決定了檢修的時(shí)限，在零部件使用時(shí)間到達(dá)檢修期時(shí)，無(wú)論其實(shí)際狀態(tài)如何，必須更換該部件。（2）視情維修：視情維修是針對(duì)第二類故障曲線的零部件的維修方式，由于該類零件沒(méi)有明顯的故障增長(zhǎng)時(shí)限，所以為了充分發(fā)揮零部件的效能，通過(guò)檢測(cè)和觀察這些零部件的使用情況，根據(jù)零件的實(shí)際情況來(lái)決定是否維修或更換。（3）狀態(tài)監(jiān)控：對(duì)零部件的故障分析可以看出，某些零部件對(duì)飛機(jī)的飛行安全并不直接造成影響，即使這些零部件發(fā)生故障，飛機(jī)也能安全運(yùn)行。我們就可以在對(duì)這些零部件進(jìn)行監(jiān)控，在這些零部件發(fā)生故障后及時(shí)排除[7]?？团摴收暇S修方法規(guī)范維修在民航客機(jī)客艙中，常見(jiàn)的故障有幾種，第一種是燈的故障，例如窗燈、頂燈等；第二種是熱水器、烤箱、打印機(jī)、客艙話筒等設(shè)備的故障；第三種是乘客座椅部分的故障，例如餐桌板、扶手等的故障[8]。客艙中絕大部分的零部件都是不直接影響飛機(jī)飛行安全的，因此，一般采用狀態(tài)監(jiān)控維修方式，一旦發(fā)生故障就及時(shí)發(fā)現(xiàn)，待留適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行排故。規(guī)范維修通常沒(méi)有通用標(biāo)準(zhǔn)流程，只能按廠家手冊(cè)所給步驟施工，也就是常說(shuō)的嚴(yán)格按手冊(cè)施工，定檢時(shí)客艙維修工藝流程如圖2.4所示。圖2.4定檢時(shí)客艙維修工藝流程在日常維護(hù)中，規(guī)范維修可以解決客艙的大部分故障。規(guī)范維修是指按手冊(cè)和規(guī)范進(jìn)行的維修，包括修理、更換OEM（OriginalEquipmentManufacturer原始設(shè)備制造商）件、更換PMA（PartsManufacturerApproval零部件制造商批準(zhǔn)書(shū)）件、更換自制件以及串件等。對(duì)于損壞件的更換，可以采用原始設(shè)備制造商生產(chǎn)的零部件，該件為飛機(jī)出廠時(shí)的件；也可以選擇采用符合規(guī)定的、取得相關(guān)證書(shū)的零部件制造商所生產(chǎn)的零部件；當(dāng)以上兩種件成本過(guò)高，經(jīng)濟(jì)效益過(guò)低時(shí)，或者訂貨流程過(guò)慢，維修單位可以選擇向局方申請(qǐng)自己制造相關(guān)零部件，當(dāng)取得局方批準(zhǔn)后，就可以自己生產(chǎn)合格的、符合安全標(biāo)準(zhǔn)的零部件安裝到飛機(jī)上，這樣做可以很大程度降低維修成本。在航線和大修的客艙維修過(guò)程中，有時(shí)某個(gè)零部件需要更換，但是航材庫(kù)中并沒(méi)有相關(guān)零部件，而又來(lái)不及訂貨，或者已經(jīng)訂貨但尚未送達(dá)的情況下，可以從機(jī)庫(kù)中某架飛機(jī)把相應(yīng)的、可用的零部件拆卸下來(lái)，裝到即將出庫(kù)或即將進(jìn)行航班飛行的飛機(jī)上，待航材庫(kù)訂貨回來(lái)后再把零部件裝到拆卸了相應(yīng)零部件的飛機(jī)上，這種維修被稱為串件。超規(guī)范維修當(dāng)維修單位或航空公司發(fā)現(xiàn)客艙的某個(gè)零部件經(jīng)常出現(xiàn)故障、故障不容易維修或者手冊(cè)上制定的維修方案維修成本太高時(shí)，就會(huì)運(yùn)用到超規(guī)范維修。超規(guī)范維修是指維修的內(nèi)容超出飛機(jī)制造廠家制定的維修手冊(cè)的內(nèi)容，超規(guī)范維修的維修方案通常由以下兩個(gè)途徑獲得：（1）可以把問(wèn)題提交給飛機(jī)制造廠家，由廠家重新制定合適的維修方案。但是飛機(jī)制造廠家重新制定的方案一般是針對(duì)全球的航空公司而修訂的，由于顧客類型、氣候等原因，并不一定合適；而且飛機(jī)制造廠家要重新制定維修方案一般需要較長(zhǎng)的時(shí)間，這會(huì)使故障保留很久，不利于航空公司運(yùn)營(yíng)飛機(jī)。（2）超規(guī)范維修的維修方案也可以由航空公司在獲得有關(guān)授權(quán)后自行制定。這樣做的好處是制定維修方案的時(shí)間會(huì)比飛機(jī)制造廠家短很多，而且也可以結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，進(jìn)一步降低維修成本。超規(guī)范維修流程如圖2.5所示圖2.5超規(guī)范維修流程在該流程中，現(xiàn)有方法論存在些許不足，要想出合適的維修方案給機(jī)務(wù)工作人員帶來(lái)了不少麻煩。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以嘗試?yán)肨RIZ理論來(lái)分析故障，并制定合適的維修方案。TIRZ理論概括及應(yīng)用流程TIRZ理論概括蘇聯(lián)海軍專利局專利審核員根里奇?阿奇舒勒及一批研究人員經(jīng)過(guò)多年的努力，在分析研究了世界上大量高水平專利的基礎(chǔ)上，提出和創(chuàng)建了發(fā)明問(wèn)題解決理論。TRIZ是利用TRIZ工具得到標(biāo)準(zhǔn)解，然后進(jìn)行對(duì)比分析，得出最優(yōu)化解決方案。TRIZ已形成完整的理論體系：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。TRIZ理論的主要方法是將人們所需要解決的實(shí)際存在進(jìn)行定義，根據(jù)TRIZ所提供的原理將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)換為可以歸類的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，并針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，提煉出可能的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，為創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)明提供思路。TRIZ和其他傳統(tǒng)的常用創(chuàng)新方法有本質(zhì)的區(qū)別：使用TRIZ前后對(duì)比如圖2.4所示，一般來(lái)說(shuō)，一位工程師在面對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單問(wèn)題時(shí)，需要嘗試10～100次才能找到解決方案，而相對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，則需要嘗試上千次，耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月甚至幾年；如果運(yùn)用TRIZ來(lái)尋找最有效方式，則嘗試次數(shù)可減少至原來(lái)的1/1000～1/10，相應(yīng)地，產(chǎn)生這些解決方案所用的時(shí)間將會(huì)減少[9]。圖2.4TRIZ運(yùn)用前后對(duì)比TRIZ應(yīng)用流程TRIZ通用問(wèn)題求解流程為：發(fā)現(xiàn)和定義問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題；與之對(duì)應(yīng)的TRIZ應(yīng)用流程則是：識(shí)別問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)新概念生成三個(gè)階段，TRIZ應(yīng)用流程如圖2.6所示。裁剪組件或流程功能模型建立裁剪組件或流程功能模型建立工程問(wèn)題選擇與描述IFR、資源IFR、資源分析或技術(shù)進(jìn)化分析因果鏈分析或根原因分析建立建立問(wèn)題模型與關(guān)鍵問(wèn)題（KeyProblem）選擇 問(wèn)題識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則發(fā)明問(wèn)題解決算法ARIZ技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則發(fā)明問(wèn)題解決算法ARIZ物質(zhì)-場(chǎng)模型Howto模型物理物質(zhì)-場(chǎng)模型Howto模型物理矛盾技術(shù)矛盾39個(gè)工程參數(shù)40個(gè)發(fā)明原理分離原理、滿足或繞開(kāi)矛盾，40個(gè)發(fā)明原理76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解科學(xué)效應(yīng)科學(xué)效應(yīng)與效應(yīng)知識(shí)庫(kù)解決問(wèn)題創(chuàng)新創(chuàng)新概念生成、創(chuàng)意生成、產(chǎn)生解決方案……解決次生（次級(jí)解決次生（次級(jí)）問(wèn)題方案（概念）驗(yàn)證與評(píng)估概念驗(yàn)證圖2.6TRIZ應(yīng)用流程[10]客艙內(nèi)鉸鏈故障分析問(wèn)題描述鉸鏈底座故障問(wèn)題描述民航客機(jī)作為商業(yè)用途的飛機(jī)，在保證安全的前提下，會(huì)盡可能地讓飛機(jī)的重量變得更加輕便，以達(dá)到省油的目的；特別是在客艙內(nèi)不涉及飛行安全的部件，會(huì)更加地追求輕薄，以降低飛行重量，但是追求輕薄的板料在日常使用很容易由于強(qiáng)度不夠而容易發(fā)生故障，客艙垃圾門(mén)就是一個(gè)典型的例子。模型圖和實(shí)景圖如圖3.1和圖3.2所示。圖3.1客艙垃圾門(mén)示意圖圖3.2客艙垃圾門(mén)實(shí)景圖客艙廁所垃圾箱由于不涉及飛行安全，在各種機(jī)型上都做得比較薄，鉸鏈底座在日常勤務(wù)中容易發(fā)生故障，而這在波音787上尤為嚴(yán)重。圖3.2所示垃圾箱是整體的鋁合金，體積較大，而廁所空間狹窄，很難進(jìn)行更換；假如進(jìn)行更換，就必須更換整個(gè)箱體，里面的部件拆卸非常繁瑣，很難在日常勤務(wù)的時(shí)間內(nèi)完成；由于是進(jìn)口件，所以更換整個(gè)箱體非常昂貴，價(jià)格高達(dá)上千美金，維修成本太高。因此，對(duì)該部件進(jìn)行超規(guī)范維修和改裝是很有意義的。故障情境及解決思路工作人員在對(duì)飛機(jī)做日常勤務(wù)工作中，可能用力過(guò)猛或用力方向不正確，就很可能會(huì)使飛機(jī)客艙廁所垃圾箱門(mén)上鉸鏈底座金屬疲勞；當(dāng)積累到一定程度就會(huì)發(fā)生斷裂性故障，鉸鏈底座開(kāi)裂，如圖3.3、3.4所示。圖3.3鉸鏈底座開(kāi)裂圖3.4鉸鏈底座開(kāi)裂要解決的問(wèn)題及要求對(duì)于新的技術(shù)系統(tǒng)，我們要求箱體在日常勤務(wù)中不會(huì)輕易發(fā)生部分?jǐn)嗔?，并且不?huì)帶來(lái)次生問(wèn)題。問(wèn)題分析箱門(mén)連接系統(tǒng)的組件分析組件分析是指識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)的組件及其超系統(tǒng)組件，得到系統(tǒng)和超系統(tǒng)組件列表，箱門(mén)連接系統(tǒng)的組件列表如表3.1所示。表3.1箱門(mén)連接系統(tǒng)的組件列表技術(shù)系統(tǒng)主要功能組件超系統(tǒng)組件箱門(mén)連接系統(tǒng)連接箱門(mén)和箱體箱門(mén)轉(zhuǎn)軸箱體鉸鏈螺釘人上表指出了箱門(mén)連接系統(tǒng)是由那些組件構(gòu)成的，這是識(shí)別問(wèn)題的第一步。箱門(mén)連接系統(tǒng)的相互作用矩陣組件相互作用分析用于識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)及超系統(tǒng)組件之間的相互作用，分析的的結(jié)果由相互作用矩陣表示，箱門(mén)連接系統(tǒng)組件相互作用矩陣如表3.2所示。表3.2箱門(mén)連接系統(tǒng)組件相互作用矩陣箱門(mén)轉(zhuǎn)軸鉸鏈螺釘箱體人箱門(mén)++轉(zhuǎn)軸+鉸鏈+--螺釘+-箱體-人以相互作用矩陣為基礎(chǔ)，按照矩陣中組件出現(xiàn)的順序，將其作為功能載體，分析功能載體可以提供的功能，就可以建立系統(tǒng)的功能模型箱門(mén)連接系統(tǒng)的功能模型對(duì)箱門(mén)連接系統(tǒng)進(jìn)行功能模型分析，可以重新發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)組件的目的和其表現(xiàn)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的癥結(jié)，才可以運(yùn)用其他方法進(jìn)一步加以改進(jìn)，而功能分析的結(jié)果就是功能模型，箱門(mén)連接系統(tǒng)功能分析表如表3.3所示，箱門(mén)連接系統(tǒng)功能模型如圖3.5所示。表3.3箱門(mén)連接系統(tǒng)功能分析表功能載體功能名稱功能等級(jí)性能水平成本箱門(mén)定位轉(zhuǎn)軸AxN支撐人AxN轉(zhuǎn)軸支撐箱門(mén)BN連接鉸鏈BN鉸鏈支撐轉(zhuǎn)軸BN螺釘連接箱體BN連接鉸鏈BN箱體定位螺釘AxN支撐鉸鏈AxI人移動(dòng)箱門(mén)H人人支撐壓支撐壓迫連接連接定位箱門(mén)箱體螺釘定位箱門(mén)箱體螺釘連接定位連接定位定位支撐鉸鏈轉(zhuǎn)軸鉸鏈轉(zhuǎn)軸圖3.5箱門(mén)連接系統(tǒng)功能模型通過(guò)功能模型的分析可以得出：（1）由于箱體尺寸的原因，厚度過(guò)薄，導(dǎo)致強(qiáng)度不足，在開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)的循環(huán)下，容易發(fā)生疲勞斷裂；（2）人在移動(dòng)箱門(mén)的時(shí)候會(huì)壓迫箱門(mén)，而這個(gè)力最終都是由箱體來(lái)支撐。箱門(mén)連接系統(tǒng)的原因軸分析原因軸分析可以從系統(tǒng)存在的問(wèn)題入手，層層分析形成此現(xiàn)象的原因，直到分析到不可分解，然后沿著原因軸從根本原因向問(wèn)題逐個(gè)檢查原因節(jié)點(diǎn)，找到第一個(gè)可以改變或控制得原因節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行規(guī)范化描述，找到解決問(wèn)題的入手點(diǎn)。箱門(mén)連接系統(tǒng)的原因軸分析如圖3.6所示廠家希望降低箱體的重量和成本箱體在與鉸鏈連接部位強(qiáng)度不足箱體壁做得較薄廠家希望降低箱體的重量和成本箱體在與鉸鏈連接部位強(qiáng)度不足箱體壁做得較薄箱體在與鉸鏈連接部位容易發(fā)生斷裂箱體在與鉸鏈連接部位容易發(fā)生斷裂與與由于杠桿原理手施加的向下的力僅由門(mén)鉸鏈支持人操作箱門(mén)時(shí)手接觸的是箱門(mén)遠(yuǎn)離鉸鉸鏈的上角由于杠桿原理手施加的向下的力僅由門(mén)鉸鏈支持人操作箱門(mén)時(shí)手接觸的是箱門(mén)遠(yuǎn)離鉸鉸鏈的上角箱體出現(xiàn)受力不均勻與箱體出現(xiàn)受力不均勻與門(mén)被打開(kāi)后門(mén)的重力僅由鉸鏈支持門(mén)被打開(kāi)后門(mén)的重力僅由鉸鏈支持圖3.6箱門(mén)連接系統(tǒng)的原因軸分析1、因果分析的規(guī)范化描述有害壓力手有害受力不均不足箱體強(qiáng)度 2、選擇解題的入手點(diǎn) （1）增加箱體的強(qiáng)度 （2）消除或減輕受力不均現(xiàn)象（3）消除或減輕手對(duì)箱門(mén)的壓力物理矛盾分析及解決方案物理矛盾分析物理矛盾是指在一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)中，對(duì)同一個(gè)參數(shù)提出了不同或是相反的要求時(shí)，就出現(xiàn)了物理矛盾。箱體既要厚又要薄根據(jù)因果分析，如果箱體太薄就會(huì)造成其強(qiáng)度不足，箱體太厚又會(huì)造成其重量過(guò)重以及安裝運(yùn)輸?shù)炔环奖恪?、時(shí)間分離Step1：定義物理矛盾參數(shù)：箱體厚度要求1：厚度大，可以提供足夠的強(qiáng)度，但太重會(huì)導(dǎo)致安裝運(yùn)輸?shù)炔环奖?。要?：厚度小，可以減小飛機(jī)重量，還可以使安裝運(yùn)輸?shù)雀臃奖?，但?qiáng)度不足。Step2：如果想實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的理想狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)的不同要求應(yīng)該在什么時(shí)間得以實(shí)現(xiàn)？時(shí)間1：安裝完成后及使用過(guò)程中，厚度大時(shí)間2：安裝過(guò)程以及使用過(guò)程中，厚度小Step3：以上兩個(gè)時(shí)間區(qū)域是否交叉？是：嘗試其他分離方法□否：應(yīng)用空間分離2、空間分離Step1：定義物理矛盾參數(shù)：箱體厚度要求1：厚度大，可以提供足夠的強(qiáng)度，但太重會(huì)導(dǎo)致安裝運(yùn)輸?shù)炔环奖?。要?：厚度小，可以減小飛機(jī)重量，還可以使安裝運(yùn)輸?shù)雀臃奖悖珡?qiáng)度不足。Step2：如果想實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的理想狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)的不同要求應(yīng)該在什么時(shí)間得以實(shí)現(xiàn)？時(shí)間1：箱體與鉸鏈結(jié)合處，厚度大時(shí)間2：除箱體與鉸鏈結(jié)合處的箱體，厚度小Step3：以上兩個(gè)空間區(qū)域是否交叉？□是：嘗試其他分離方法否：應(yīng)用空間分離備選方案1：把箱體和鉸鏈的結(jié)合處與箱體分離開(kāi)來(lái)，把箱體進(jìn)行切割，加裝一個(gè)強(qiáng)度足夠的厚金屬片來(lái)提供足夠的強(qiáng)度，如圖3.7所示。圖3.7切割箱體后安裝L型厚金屬片備選方案2：不切割箱體，直接安裝L型厚金屬片如圖3.8所示。圖3.8直接安裝L型厚金屬片物場(chǎng)分析及76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解應(yīng)用故障的物-場(chǎng)模型1、待解決的關(guān)鍵問(wèn)題及相關(guān)的物質(zhì)、場(chǎng)問(wèn)題：手把門(mén)向下壓會(huì)使鉸鏈底座損壞物質(zhì)：門(mén)，箱體場(chǎng)：機(jī)械場(chǎng)2、建立物場(chǎng)模型，如圖3.9所示（1）有用功能——期望功能（2）有害功能——不期望功能壓力支持力S1S2MeMe壓力支持力S1S2MeMeS1SS1S2箱體箱門(mén)箱門(mén)箱體箱體箱門(mén)箱門(mén)箱體圖3.9建立物場(chǎng)模型確定代表性的解通過(guò)物場(chǎng)模型變換規(guī)則中的規(guī)則4，消除有害的物質(zhì)或場(chǎng)的最有效方法是引入第三種物質(zhì)或場(chǎng)，再結(jié)合76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，可以采用S1.2.4：如果系統(tǒng)中存在有用作用的同事又存在有害作用，可以通過(guò)引入F2來(lái)抵消F1的有害作用，,或?qū)⒂泻ψ饔棉D(zhuǎn)換為有用作用；或者采用S1.2.1：在S1和S2之間引入S3來(lái)消除有害作用。確定具體的解壓力S3S1S2Me壓力箱門(mén)箱體新的物-場(chǎng)模型如圖3.10所示壓力S3S1S2Me壓力箱門(mén)箱體F2S1S2MeF2S1S2Me箱門(mén)箱體箱門(mén)箱體圖3.10新的物場(chǎng)模型（1）在箱門(mén)和箱體之間引入新的機(jī)械場(chǎng)備選方案3：把箱門(mén)的轉(zhuǎn)軸加長(zhǎng)到合適的長(zhǎng)度，并且在轉(zhuǎn)軸上方大理石臺(tái)和下方的地板各鉆一個(gè)孔，把轉(zhuǎn)軸安裝在里面，讓轉(zhuǎn)軸來(lái)提供支持力。備選方案4：在方案三的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)軸的上下方各安裝兩個(gè)轉(zhuǎn)軸固定裝置，把轉(zhuǎn)軸安裝在里面，讓轉(zhuǎn)軸來(lái)提供一定的支持力，如圖3.11所示。圖3.11安裝轉(zhuǎn)軸固定裝置（2）在手和箱門(mén)之間引入新的物質(zhì)S3來(lái)使手不能壓迫箱門(mén)備選方案5：在箱門(mén)的右下角安裝一個(gè)把手，讓人只能用手把箱門(mén)輕輕向上提起才能開(kāi)門(mén)，消除手對(duì)箱門(mén)向下的壓力。（3）在箱體上安裝加厚金屬片S3來(lái)提供足夠的支持力備選方案6：直接安裝一片比鉸鏈稍長(zhǎng)的金屬片，如圖3.12所示。圖3.12安裝稍長(zhǎng)金屬片備選方案7：直接安裝與箱體高度一致的金屬片，增大受力面積，如圖3.13所示。圖3.13安裝與箱體高度一致的金屬片備選方案8：在上述備選方案7的基礎(chǔ)上，在加厚金屬片的頂端和底端切割箱體，使金屬片的頂端和底端能夠暴露在箱體外，在金屬片的頂端和底端加上粘合劑，使其與箱體外的大理石與地板相粘連，提供支持力。備選方案9：由于鉸鏈附近的箱體受到向外的剪切力作用，容易發(fā)生斷裂，所以可以加裝一塊有弧度的金屬板或塑料板S3，如圖3.14所示，該金屬板S3可以預(yù)先提供一個(gè)向內(nèi)的拉力，并且拉力的大小可由金屬板或塑料板的變形量大小來(lái)改變，拉力的作用位置也可以由金屬板或塑料板與箱體的接觸位置進(jìn)行改變。圖3.14加裝變形板備選方案10：使用工具在對(duì)鉸鏈附近箱體進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，使其有一個(gè)向內(nèi)的拉應(yīng)力，抵消一部分鉸鏈對(duì)箱體的拉力。概念驗(yàn)證方案匯總表3.4備選方案匯總序號(hào)名稱方案描述1切割箱體后安裝L型厚金屬片采用空間分離的方法，把箱體和鉸鏈的結(jié)合處與箱體分離開(kāi)來(lái)，把箱體進(jìn)行切割，加裝一個(gè)強(qiáng)度足夠的L型厚金屬片來(lái)提供足夠的支持力2直接安裝L型厚金屬片在方案1的基礎(chǔ)上，不切割箱體，在箱體上額外添加兩個(gè)螺釘孔，直接安裝L型厚金屬片，3加長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸并在轉(zhuǎn)軸上下方鉆孔放置轉(zhuǎn)軸把箱門(mén)的轉(zhuǎn)軸加長(zhǎng)到合適的長(zhǎng)度，并且在轉(zhuǎn)軸上方大理石臺(tái)和下方的地板各鉆一個(gè)孔，把轉(zhuǎn)軸安裝在里面，讓轉(zhuǎn)軸來(lái)提供一部分支持力4加長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸并在轉(zhuǎn)軸上下方安裝固定裝置放置轉(zhuǎn)軸在方案3的基礎(chǔ)上，安裝一個(gè)固定裝置，把轉(zhuǎn)軸放置到固定裝置里面，讓轉(zhuǎn)軸提供一部分支持力5在箱門(mén)的右下角安裝把手在箱門(mén)的右下角安裝一個(gè)把手，讓人只能用手把箱門(mén)輕輕向上提起才能開(kāi)門(mén)，消除手對(duì)箱門(mén)向下的壓力6安裝比鉸鏈稍長(zhǎng)的金屬片直接安裝一片比鉸鏈稍長(zhǎng)的金屬片來(lái)提高箱體的強(qiáng)度7安裝與箱體高度一致的金屬片在方案6的基礎(chǔ)上，把金屬片加長(zhǎng)，安裝與箱體高度一致的金屬片來(lái)提高箱體的強(qiáng)度，增大受力面積8在金屬片頂端和底端加上粘合劑在方案7的基礎(chǔ)上，對(duì)加厚金屬片的頂端和底端的箱體進(jìn)行切割，使金屬片的頂端和底端能夠暴露在箱體外，在金屬片的頂端和底端加上粘合劑，使其與箱體外的大理石與地板相粘連，提供支持力。9安裝變形金屬板在鉸鏈位置的箱體內(nèi)安裝一塊變形金屬板，金屬板可以預(yù)先提供一個(gè)向內(nèi)的拉力，并且拉力的大小可由變形板的變形量大小來(lái)改變10對(duì)鉸鏈附近箱體進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理使用工具在對(duì)鉸鏈附近箱體進(jìn)行預(yù)應(yīng)力處理，使其有一個(gè)向內(nèi)的拉應(yīng)力，抵消一部分鉸鏈對(duì)箱體的拉力方案評(píng)價(jià)方案一和方案八都對(duì)金屬箱體進(jìn)行了切割，考慮到垃圾箱內(nèi)滅火瓶釋放時(shí)內(nèi)部空間要盡量密封，切割后的箱體可能會(huì)有密封上的問(wèn)題，如果加上每次維修時(shí)加上密封膠又會(huì)使得維修略為復(fù)雜，維修耗時(shí)增多。方案二已經(jīng)廣泛運(yùn)用到實(shí)際維修當(dāng)中，實(shí)際使用效果較好。方案三對(duì)底板和頂板進(jìn)行鉆孔可能會(huì)導(dǎo)致腐蝕、底板應(yīng)力集中等一系列次生問(wèn)題。方案四則在方案三的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，理論分析不會(huì)產(chǎn)生次生問(wèn)題，但是要控制固定裝置與轉(zhuǎn)軸之間的間隙，使得固定裝置即不會(huì)阻礙轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，又能提供力矩防止箱體承受過(guò)大了力，有一定的難度，或許可以再進(jìn)行改進(jìn)，在固定裝置里裝上軸承，使轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不受影響。方案五安裝把手是最簡(jiǎn)單的方案，理論上也很有效，可以與其他任何一個(gè)方案相配合來(lái)使用。方案六有些過(guò)于想當(dāng)然，斷裂有可能在加厚金屬片的兩端箱體發(fā)生。方案七對(duì)方案六進(jìn)行了一定的改進(jìn)，但還是有可能會(huì)造成箱體的斷裂。方案九需要對(duì)鉸鏈的附近的箱體進(jìn)行受力分析，計(jì)算出合適的預(yù)應(yīng)力，并找到適合的材料，再結(jié)合變形片的材料形變量與彈力的關(guān)系找到最合適的形變量，再計(jì)算每個(gè)螺釘應(yīng)該使用多大的力矩，過(guò)程較為復(fù)雜，且能不能實(shí)現(xiàn)仍需探討。方案十比方案九少了給螺釘計(jì)算力矩并打上力矩的步驟，但也要計(jì)算箱體的預(yù)應(yīng)力大小，還需要特制工具，甚至可能會(huì)對(duì)箱體造成損壞等此生問(wèn)題?？团搹N房臺(tái)面塌陷故障分析問(wèn)題描述廚房臺(tái)面塌陷問(wèn)題描述客艙的廚房臺(tái)面由于承載著烤箱等設(shè)備，一直承受著較大的重量，并且廚房?jī)?nèi)很不時(shí)會(huì)有水、湯汁等液體灑落到臺(tái)面上，一旦沒(méi)有及時(shí)并正確地清理，液體就可能從臺(tái)面的邊角處滲入復(fù)合材料臺(tái)面中，久而久之就會(huì)使得材料發(fā)生腐蝕，力學(xué)性能發(fā)生改變，空客330的客艙廚房?jī)?nèi)就有上述問(wèn)題[12]，實(shí)景圖如圖4.1所示，示意圖如圖4.2所示。圖4.1客艙廚房臺(tái)面塌陷實(shí)景圖該廚房臺(tái)面是一個(gè)整體，體積較大，如果進(jìn)行更換將會(huì)有很大的工作量，并且該復(fù)合材料臺(tái)面價(jià)格也很昂貴。用TRIZ理論對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出超規(guī)范維修和改裝的解決方案也是很有意義的。圖4.2客艙廚房臺(tái)面示意圖問(wèn)題分析組件分析表4.1臺(tái)面支撐系統(tǒng)組件列表技術(shù)系統(tǒng)主要功能組件超系統(tǒng)組件廚房臺(tái)面支撐系統(tǒng)支撐臺(tái)面上的物體臺(tái)面烤箱腐蝕液功能模型分析表4.2臺(tái)面支撐系統(tǒng)功能分析表功能載體功能名稱功能等級(jí)性能水平成本臺(tái)面支撐烤箱BI支撐腐蝕液AxH烤箱彎曲臺(tái)面AxH腐蝕液腐蝕臺(tái)面H腐蝕液腐蝕液腐蝕腐蝕支撐支撐壓迫臺(tái)面烤箱壓迫臺(tái)面烤箱支撐支撐圖4.3臺(tái)面支撐系統(tǒng)功能模型圖通過(guò)功能模型分析可以得出：（1）臺(tái)面與隔板之間存在縫隙，導(dǎo)致腐蝕液進(jìn)入縫隙，腐蝕液被臺(tái)面吸收，導(dǎo)致臺(tái)面腐蝕、變軟；（2）烤箱一直在對(duì)臺(tái)面施加壓力，同時(shí)，烤箱在工作過(guò)程中會(huì)有熱量產(chǎn)生，這也對(duì)臺(tái)面的力學(xué)性能有一定影響。原因軸分析復(fù)合材料臺(tái)面發(fā)生腐蝕腐蝕液流到縫隙處臺(tái)面與隔板之間存在縫隙與復(fù)合材料臺(tái)面發(fā)生腐蝕腐蝕液流到縫隙處臺(tái)面與隔板之間存在縫隙與廚房臺(tái)面發(fā)生塌陷廚房臺(tái)面發(fā)生塌陷烤箱會(huì)對(duì)臺(tái)面進(jìn)行加熱烤箱會(huì)對(duì)臺(tái)面進(jìn)行加熱烤箱持續(xù)壓迫著臺(tái)面烤箱持續(xù)壓迫著臺(tái)面圖4.4臺(tái)面支撐系統(tǒng)原因軸分析圖有害熱量烤箱有害壓力烤箱1、因果分析的規(guī)范化描述存在縫隙2、選擇解題的入手點(diǎn)（1）消除臺(tái)面與隔板之間的縫隙（2）減輕或消除烤箱對(duì)臺(tái)面的壓力（3）減少或消除烤箱傳遞到臺(tái)面的熱量矛盾問(wèn)題求解消除縫隙據(jù)因果分析，導(dǎo)致臺(tái)面塌陷的原因之一是臺(tái)面與臺(tái)面之間存在縫隙。如果可以增強(qiáng)臺(tái)面縫隙的密封（可靠）性，就可以阻礙腐蝕液進(jìn)入的縫隙，不過(guò)這可能會(huì)引起系統(tǒng)的適應(yīng)性及多用性變差。改善的參數(shù)：可靠性（27）惡化的參數(shù)：適應(yīng)性及多用性（35）查找矛盾矩陣，得到TRIZ發(fā)明原理13、35、8、24，通過(guò)對(duì)比最終選擇適于本項(xiàng)目的24號(hào)原理——借助中介物原理原理：借助中介物原理備選方案1：在臺(tái)面上放置一層隔水層，使得腐蝕液無(wú)法進(jìn)入縫隙，如圖4.5所示。備選方案2：在臺(tái)面與隔板之間的縫隙添加一圈密封膠，增強(qiáng)其密封性，使腐蝕液不能進(jìn)入縫隙，如圖4.6所示。圖4.6添加密封膠備選方案3：在與隔板交接處的臺(tái)面端口上涂上一層密封膠，使得進(jìn)入縫隙的腐蝕液無(wú)法進(jìn)入臺(tái)面的復(fù)合材料中。減輕或消除壓力根據(jù)因果分析，烤箱對(duì)臺(tái)面的壓力也是導(dǎo)致臺(tái)面塌陷的原因之一。如果可以減輕或消除烤箱對(duì)臺(tái)面的壓力，就可以減輕或消除臺(tái)面的塌陷，不過(guò)這可能會(huì)引起系統(tǒng)的重量發(fā)生惡化。改善的參數(shù)：力（10）惡化的參數(shù)：靜止物體的重量（2）查找矛盾矩陣，得到TRIZ發(fā)明原理18、13、1,、28，通過(guò)對(duì)比最終選擇適于本項(xiàng)目的1號(hào)原理——分割原理。原理：分割原理備選方案4：把支撐烤箱的臺(tái)面部分分割出來(lái)，轉(zhuǎn)而使用可拆卸的橫條來(lái)支撐烤箱，如圖4.7所示，這樣就算橫條損壞也易于維修。減少或消除熱量根據(jù)因果分析，烤箱對(duì)臺(tái)面的加熱（溫度）也是導(dǎo)致臺(tái)面塌陷的原因之一。如果可以減輕或消除烤箱熱量傳遞到臺(tái)面，就可以減輕臺(tái)面的腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而減輕臺(tái)面的坍塌，不過(guò)這可能會(huì)引起系統(tǒng)更加復(fù)雜。改善的參數(shù)：溫度（17）惡化的參數(shù)：系統(tǒng)的復(fù)雜性（36）查找矛盾矩陣，得到TRIZ發(fā)明原理2、17、24、16，通過(guò)對(duì)比最終選擇適合項(xiàng)目的24號(hào)原理——借助中介物原理。原理：借助中介物原理備選方案5：在臺(tái)面上加一層隔熱層，減少?gòu)目鞠鋫鬟f到臺(tái)面的熱量。物場(chǎng)分析及76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解應(yīng)用臺(tái)面腐蝕的物-場(chǎng)模型待解決的關(guān)鍵問(wèn)題及相關(guān)的物質(zhì)、場(chǎng)問(wèn)題：腐蝕液腐蝕臺(tái)面。物質(zhì)：腐蝕液、臺(tái)面場(chǎng)：化學(xué)場(chǎng)建立工程系統(tǒng)的物-場(chǎng)模型，如圖4.8所示。S1S2ch腐蝕腐蝕液臺(tái)面S1S2ch腐蝕腐蝕液臺(tái)面圖4.8臺(tái)面腐蝕的物場(chǎng)模型確定代表性的解通過(guò)查找76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，得到S1.2.2：引入改進(jìn)的S1或（和）S2來(lái)消除有害作用。S1S2ch腐蝕腐蝕液改進(jìn)的臺(tái)面新的物場(chǎng)模型如圖4.9所示。S1S2ch腐蝕腐蝕液改進(jìn)的臺(tái)面圖4.9新的物場(chǎng)模型確定具體的解備選方案6：把隔板附近的臺(tái)面切割出來(lái)，更換上與臺(tái)面相同或不同的材料，可以更換成廉價(jià)的替代物，腐蝕情況嚴(yán)重時(shí)更換；也可以更換成防腐金屬材料，使得腐蝕液無(wú)法進(jìn)入材料內(nèi)部并長(zhǎng)時(shí)間停留。切割臺(tái)面如圖4.10所示。備選方案7：改進(jìn)臺(tái)面的結(jié)構(gòu)，在縫隙里開(kāi)槽，如圖4.11所示，并在槽與縫隙內(nèi)涂上防腐劑，使得腐蝕液不能長(zhǎng)時(shí)間停留在縫隙內(nèi)。概念驗(yàn)證方案匯總方案匯總?cè)绫?.3所示表4.3備選方案匯總序號(hào)名稱方案描述1在臺(tái)面上加防水層在臺(tái)面上放置一層隔水膠墊，阻止腐蝕液進(jìn)入縫隙2在縫隙處添加密封膠在臺(tái)面與隔板之間的縫隙添加一圈密封膠，增強(qiáng)其密封性，阻止腐蝕液進(jìn)入縫隙3在臺(tái)面端口涂上密封膠若無(wú)法阻止腐蝕液進(jìn)入縫隙，則在與隔板交接處的臺(tái)面端口上涂上一層密封膠，使得進(jìn)入縫隙的腐蝕液無(wú)法進(jìn)入臺(tái)面的復(fù)合材料中4用橫條支撐烤箱重量把支撐烤箱的臺(tái)面部分分割出來(lái)，轉(zhuǎn)而使用可拆卸的橫條來(lái)支撐烤箱，這樣使得易于維修橫條損壞5在臺(tái)面上加隔熱層在臺(tái)面上加一層隔熱層，減少?gòu)目鞠鋫鬟f到臺(tái)面的熱量6分割臺(tái)面把隔板附近的臺(tái)面切割出來(lái)，更換上與臺(tái)面相同或不同的材料，可以更換成廉價(jià)的替代物，腐蝕情況嚴(yán)重時(shí)更換；也可以更換成防腐金屬材料，使得腐蝕液無(wú)法進(jìn)入材料內(nèi)部并長(zhǎng)時(shí)間停留7在縫隙開(kāi)槽改進(jìn)臺(tái)面的結(jié)構(gòu)，在縫隙里開(kāi)槽，并在槽與縫隙內(nèi)涂上防腐劑，使得腐蝕液可以流出縫隙，不能長(zhǎng)時(shí)間停留在縫隙內(nèi)方案評(píng)價(jià)方案一增加一層防水膠墊，可能還是會(huì)有腐蝕液進(jìn)入縫隙，效果可能不太理想，并且其所在位置會(huì)受到烤箱的加熱，會(huì)帶來(lái)很多次生問(wèn)題。方案二在縫隙處涂上一圈密封膠，確實(shí)可以有效地防止腐蝕液進(jìn)入縫隙。方案三選擇在臺(tái)面端口涂上密封膠，也可以有效防止進(jìn)入縫隙的腐蝕液進(jìn)一步滲進(jìn)復(fù)合材料臺(tái)面中，但要注意，方案二和方案三都要選擇耐熱的材料，否則可能會(huì)因?yàn)榭鞠涞臒崃慷н^(guò)快。方案四則是用橫條支撐烤箱，使臺(tái)面不用承受過(guò)大壓力，而橫條與臺(tái)面沒(méi)有接觸，也不用擔(dān)心腐蝕液的問(wèn)題，但是要考慮強(qiáng)度與固定烤箱的問(wèn)題。方案五加了一層隔熱層，可以有效減少傳遞到臺(tái)面的熱量，但是隔熱層要考慮防水的問(wèn)題，否則腐蝕液將會(huì)進(jìn)入到隔熱層中，帶來(lái)次生問(wèn)題。方案六切割了臺(tái)面，然后用質(zhì)量更好的防腐金屬件替代與隔板相連的那部分臺(tái)面，可以起到防腐的效果，也更能提供支持力，但要考慮腐蝕液進(jìn)入金屬件與臺(tái)面的縫隙的問(wèn)題。方案