姜云瑞 孟秀文 徐银魁 高静
1. 项目背景
1.1 项目改进前情况
船舶海洋工程产品的管路多为对口焊连接，一般情况下，成品管到货就存在圆度公差，在组装对焊时容易出现错边现象，影响焊接质量。组装对焊过程中需要保证管子裸端的圆度，以确保管子对口焊接的质量。特别是在单元组装或者船上组装的管子，所以需要研制管子在现场组装对焊时能保证圆度的装置。
1.2 项目存在的问题
对保证管子组装对焊时的圆度，一直以来没有得以有效解决。舾装公司承担的集团分交国家发改委“大型FSRU超低温管阀系统单元样机研制”项目，通过研制端面矫圆工艺装置，进行管子和附件的圆度矫正，提高焊接质量，解决了单元上的管子对接口组对错边的难题。
1.3 常规解决途径及问题
传统采用的方法是：
一、沿管长方向在管件一端钉焊几条角钢，再将另一根管件插进来钉焊，然后去掉角钢再整体焊接。
二、使用锤子砸是传统使用的方法，矫圆程度不够理想，还会对管件造成一定损害。
2. 应用TRIZ理论创新方法过程
2.1 最终理想解
2.2 因果链分析
2.3 资源分析
2.4 技术矛盾
2.4.1 第一组技术矛盾：
1）原问题技术矛盾的表述：
如果管子的（形状）发生改变，那么管子（可靠性）就降低了。
2）问题模型——对应的39个通用工程参数
改善的参数：12形状
恶化的参数：27可靠性
3）解决方案模型
对应查看阿奇舒勒矛盾矩阵表得到参考创新原理为：10预先作用40复合材料16未达到或过度作用。
提出技术方案：
原理10：通过提前采用胎膜形式来夹紧管子，改变形状;
原理16：采用机械方式施力给胎膜再传递给管子;
2.4.2 第二组技术矛盾：
1）原问题技术矛盾的表述：
如果管子（形状）发生改变，那么管子（结构的稳定性）就降低了。
2）问题模型——对应的39个通用工程参数
改善的参数：12形状。
恶化的参数：13对象的稳定性。
3）解决方案模型
对应查看阿奇舒勒矛盾矩阵表得到参考创新原理为：33均质性1分割18机械振动4增加不对称。
提出技术方案：
原理18：采用机械方式施力给胎膜再传递给管子;
2.5物理矛盾
1）确定物理矛盾
（大锤）应该（砸管子），以满足（矫正圆度）要求;
但是，（大锤）不应该（砸管子），以满足（不对人的手臂震动）的要求;
2）拟采用分离原理
时间分离：发明原理10预先作用原理、发明原理18機械振动原理;
提出技术方案：
① 原理10：通过提前采用胎膜形式来夹紧管子，改变形状;
② 原理18：采用机械方式施力给胎膜再传递给管子;
2.6物场分析
1）第一组物场分析
确定问题：手拿大锤砸管子，振手臂疼。
确定物场模型
模型1：消除有害作用，标准解1.2.4用场抵消有害效应中引入机械场、电场。
提出技术方案：
引入机械场，采用机械方式施力给胎膜再传递给管子。
2）第二组物场分析
确定问题：大锤砸管子耗时耗力，受力不均匀，矫圆效果不理想，对母材损害。
确定物场模型
模型2：作用不充分，引入第二个场和第三个物质增强有用的效应。
提出技术方案：
引入F2机械场和S3物质，采用千斤顶推动胎膜，使受力均匀。
3. 项目改进效果
3.1 项目改进实施情况
通过以上利用TRIZ工具的综合分析，根据原理10、16、18以及物场模型分析提出的技术方案，形成了初步设计方案如下：
3.2 项目改进后效果情况
进行了样品的制作，进行了结构强度的试验。
3.3 项目改进后推广情况
端面矫圆工艺装置在样品制作完成后，进行了正式产品的制作，成功应用在国家发改委“大型FSRU超低温管阀系统单元样机研制”项目上，解决了单元上的管子对接口组对错边的难题，进行管子和附件的圆度矫正，提高了焊接质量。
责编：李曼
