吳立秋 延偉華

（泛亞汽車(chē)技術(shù)中心有限公司）

2.3.3 物場(chǎng)模型分析法

物場(chǎng)模型分析方法是通過(guò)建立問(wèn)題系統(tǒng)內(nèi)結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題模型來(lái)描述系統(tǒng)問(wèn)題，用符號(hào)語(yǔ)言清楚地表達(dá)問(wèn)題系統(tǒng)的功能，從而正確描述系統(tǒng)構(gòu)成要素以及構(gòu)成要素之間的相互聯(lián)系的一種方法。它一般應(yīng)用在問(wèn)題系統(tǒng)的“參數(shù)”屬性不明顯的情況下，此時(shí)矛盾矩陣無(wú)法有效地發(fā)揮作用。因?yàn)樵谀承┣闆r下，矛盾是不可見(jiàn)的，但系統(tǒng)問(wèn)題依然存在，并且可以得到解決。此時(shí)，問(wèn)題系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)”屬性比較明顯，適用于物場(chǎng)模型分析法。

這是一種與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題建模方法，它所構(gòu)造的每個(gè)系統(tǒng)是為了完成某些功能要求而存在的，它所希望的功能是：物體或者物質(zhì)（S1）的輸出，是由另一個(gè)物體或者物質(zhì)（S2）在某些場(chǎng)（能量類(lèi)型、工具）的作用下引發(fā)的。當(dāng)技術(shù)系統(tǒng)問(wèn)題的“結(jié)構(gòu)”屬性比較明顯，可適用于物場(chǎng)模型分析法[5]。

在C柱飾板難安裝問(wèn)題中，有部分存在的矛盾具備這類(lèi)屬性，因此也可采用這種方法進(jìn)行進(jìn)一步分析，通過(guò)76標(biāo)準(zhǔn)解找到解決問(wèn)題的方法。對(duì)C柱飾板安裝系統(tǒng)中某一具備結(jié)構(gòu)屬性的矛盾進(jìn)行物場(chǎng)模型分析舉例，如圖4所示。

圖4 C柱飾板與衣帽架搭接示意圖

該系統(tǒng)中，物質(zhì)S2（C柱飾板卡腳）在插入物質(zhì)S1（衣帽板卡槽）時(shí)，這個(gè)過(guò)程存在一個(gè)F1（機(jī)械力場(chǎng)），但S2在F1中容易發(fā)生位移，因此功能不足。在這個(gè)解法中，需要改善的是連接功能；可應(yīng)用的發(fā)明原則或科學(xué)效應(yīng)是磁性材料；可改變或增加的資源為C柱飾板連接卡子；可參考的專(zhuān)利為200820171674.8《一種磁鐵卡子》。

根據(jù)76標(biāo)準(zhǔn)解法的2.4.2項(xiàng)引入一個(gè)新的場(chǎng)“F2（磁力場(chǎng)）”和一個(gè)產(chǎn)生F2的新的物質(zhì)S3（磁性卡子），從而彌補(bǔ)了原先系統(tǒng)中存在的S2容易發(fā)生位移的功能不足。得到一個(gè)解決問(wèn)題的潛在解決方案，在C柱飾板卡腳上增加一種磁性卡子以改善安裝時(shí)的連接功能，如圖5所示。

圖5 C柱飾板物場(chǎng)模型圖的標(biāo)準(zhǔn)解法示例

除了文章介紹的TRIZ特有工具以外，還可以運(yùn)用定義系統(tǒng)可用資源清單、九宮格、5WHY法、發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)算法（ARIZ）及科學(xué)效應(yīng)等方法來(lái)尋找可以改進(jìn)和使用的資源。在對(duì)這些資源進(jìn)行分類(lèi)分析后，通過(guò)查找相應(yīng)的專(zhuān)利，對(duì)于C柱飾板難安裝問(wèn)題，本TRIZ項(xiàng)目獲得了74個(gè)潛在解決方案，如C柱飾板預(yù)埋緊固件，用于與鈑金連接；先定位C柱飾板，再用機(jī)械手結(jié)構(gòu)工具拍打安裝緊固點(diǎn)；模塊化分塊安裝C柱飾板，上下方向拆分C柱飾板成小塊；與衣帽板連成一體的C柱飾板，在連接處減薄材料并翻開(kāi)安裝；工人采用可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的全自動(dòng)機(jī)械手自動(dòng)安裝C柱飾板；使用變剛度碳纖維材料，使C柱后端剛度提高，省掉卡子等。

2.3.4 通過(guò)工具選擇出最優(yōu)解決方案

對(duì)于C柱飾板難安裝問(wèn)題，選擇方案如此之多。對(duì)于一個(gè)新車(chē)型需要解決的實(shí)際問(wèn)題來(lái)說(shuō)，在做選擇時(shí)，需要比較和權(quán)衡，快速做出最優(yōu)的選擇。

首先，選用效益-復(fù)雜度象限圖，從大量的潛在解決方案中初步選擇出可優(yōu)先考慮的方案。根據(jù)C柱飾板在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的實(shí)際情況，請(qǐng)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)對(duì)74個(gè)潛在解決方案從“產(chǎn)生效益”和“執(zhí)行復(fù)雜度”兩方面進(jìn)行打分，然后制作成象限圖，如圖6所示。從中得出相對(duì)較好的20個(gè)優(yōu)選方案，如增加易拆裝的總裝級(jí)圣誕樹(shù)卡子；不用緊固件，預(yù)先磁化C柱飾板吸附鈑金；使用CAE分析軟件優(yōu)化C柱飾板的人機(jī)安裝方式等。

圖6 解決C柱飾板難安裝問(wèn)題的潛在解決方案效益-復(fù)雜度象限圖

隨后，選用普氏矩陣工具，再?gòu)?0個(gè)優(yōu)選方案中選出1個(gè)基準(zhǔn)（現(xiàn)狀）方案，然后對(duì)照判斷準(zhǔn)則，將其他方案與基準(zhǔn)方案進(jìn)行定性的比較，從而進(jìn)行權(quán)衡分析，快速選擇出比較明顯的優(yōu)勝概念。

對(duì)于C柱飾板難安裝問(wèn)題，設(shè)定影響決策的關(guān)鍵因素：系統(tǒng)性能提升、單件成本、模具/設(shè)備成本、試驗(yàn)成本、驗(yàn)證內(nèi)容周期、質(zhì)量、外觀及安裝工時(shí)。然后把目前難安裝的C柱飾板狀態(tài)作為基準(zhǔn)方案，把20個(gè)優(yōu)選方案與之進(jìn)行比較、衡量和打分，最終得出10個(gè)“性?xún)r(jià)比”最高的最優(yōu)解，如鈑金沖壓時(shí)，預(yù)成型凹槽結(jié)構(gòu)；C柱飾板背后設(shè)計(jì)為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，沿導(dǎo)軌凹槽推入安裝；把C柱飾板連接卡子改為磁性平頭結(jié)構(gòu)，直接吸附在鈑金面等。

最終根據(jù)實(shí)際車(chē)型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)情況，選擇其中的2個(gè)方案在新車(chē)上進(jìn)行了量產(chǎn)化實(shí)施，成功解決了C柱飾板難安裝的問(wèn)題，達(dá)到了節(jié)約安裝工時(shí)、節(jié)省零件成本及保持外觀匹配效果的設(shè)計(jì)意圖。

3 結(jié)論

運(yùn)用TRIZ理論和工具，可以幫助工程技術(shù)人員克服在汽車(chē)零件設(shè)計(jì)過(guò)程中的心理慣性和知識(shí)慣性，從而快速準(zhǔn)確地形成創(chuàng)新的解決方案，并應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。同時(shí)，TRIZ理論可以推廣應(yīng)用在解決其他內(nèi)飾件問(wèn)題上，比如：A柱飾板側(cè)氣簾點(diǎn)爆性能改進(jìn)；座椅面套防褶皺方案；儀表板PAB界面穩(wěn)健性設(shè)計(jì)；滿(mǎn)足性能要求的低成本副儀表板扶手方案；后排安全帶卷收器噪聲問(wèn)題研究等。

在今后的汽車(chē)零件設(shè)計(jì)中，TRIZ將會(huì)成為突破邊界、開(kāi)拓思維及提升工作效率的重要方法之一。

（續(xù)完）