基于ARIZ算法的救援擔(dān)架設(shè)計(jì)

劉茹，張敏言

1 ARIZ概述

ARIZ是TRIZ理論中的一個(gè)主要分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，其目標(biāo)是為了解決問(wèn)題的物理矛盾。ARIZ算法包含六個(gè)模塊：情境分析，構(gòu)建問(wèn)題模型；基于物-場(chǎng)分析法的問(wèn)題模型分析；定義最終理想解與物理矛盾；物理矛盾解決；若矛盾不能解決，調(diào)整或重新構(gòu)建初始問(wèn)題模型；解決方案分析與評(píng)價(jià)。

2 救援擔(dān)架設(shè)計(jì)

救援擔(dān)架能在救護(hù)車(chē)及專(zhuān)業(yè)醫(yī)護(hù)人員尚未到來(lái)之前，迅速轉(zhuǎn)移傷員，使其脫離險(xiǎn)境，避免二次傷害，對(duì)災(zāi)害救援的結(jié)果都將產(chǎn)生重要的影響。按擔(dān)架結(jié)構(gòu)、功能、材料特征可將其分為三類(lèi)：簡(jiǎn)易擔(dān)架、通用擔(dān)架、特種用途擔(dān)架。

我國(guó)近幾年來(lái)研制了多種救援擔(dān)架，例如全身真空固定擔(dān)架，是適用于骨盆以及大腿上部骨折傷、脊柱傷的快速固定、轉(zhuǎn)運(yùn)。然而，救援過(guò)程中仍以簡(jiǎn)易擔(dān)架為主，其缺點(diǎn)主要有不夠規(guī)范，傷患運(yùn)輸不便等。所以急需設(shè)計(jì)一種體型輕巧、便于攜帶的擔(dān)架產(chǎn)品。確定問(wèn)題目標(biāo)：解決便于攜帶，快速移動(dòng)的問(wèn)題；保證實(shí)現(xiàn)部件間的精確組合且不增加其復(fù)雜性。

2.1 問(wèn)題分析與表述

2.1.1 該系統(tǒng)的主要功能是支撐救援擔(dān)架，實(shí)現(xiàn)擔(dān)架的便于攜帶，快速移動(dòng)問(wèn)題。系統(tǒng)的主要部件包括：擔(dān)架桿、支腿、橫支撐、傷員固定帶、把手、固定裝置、移動(dòng)裝置等。

2.1.2 存在的問(wèn)題：現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)方便攜帶，快速移動(dòng)和精確裝配之間的問(wèn)題。初步判斷存在沖突屬于發(fā)明問(wèn)題。

2.1.3 管理沖突和“縮小問(wèn)題”形式表述原問(wèn)題。管理沖突：需要調(diào)整救援擔(dān)架機(jī)構(gòu)以便于移動(dòng)和攜帶，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。“縮小問(wèn)題”在盡量較少改變現(xiàn)有系統(tǒng)的條件下，實(shí)現(xiàn)救援擔(dān)架的快速移動(dòng)和方便攜帶。

2.1.4 該問(wèn)題屬于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

2.1.5 搜索TRIZ發(fā)明實(shí)例庫(kù)，沒(méi)有找到類(lèi)似問(wèn)題可參考。

2.1.6 問(wèn)題發(fā)散：根據(jù)救援擔(dān)架可分為擔(dān)架桿、移動(dòng)裝置、支撐裝置三個(gè)部分（子系統(tǒng)）。轉(zhuǎn)移問(wèn)題得到初步方案：擔(dān)架桿與支撐裝置可不變，移動(dòng)裝置可與其相互作用。

2.2 系統(tǒng)分析與沖突表述

2.2.1 陳述技術(shù)系統(tǒng)各要素。工具要素：擔(dān)架桿、固定裝置、牛津布。輔助工具要素：支腿、橫支撐、傷員固定帶、把手、移動(dòng)裝置。

2.2.2 沖突要素：移動(dòng)裝置和固定裝置，救援擔(dān)架所需的輕松快速運(yùn)輸和精確裝配。救援擔(dān)架需要快速大量運(yùn)送到救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，并可以讓使用者能快速精準(zhǔn)裝配并快速轉(zhuǎn)移傷者。

2.2.3 構(gòu)建技術(shù)沖突。TC1∶增加履帶，實(shí)現(xiàn)擔(dān)架的快速移動(dòng)，但會(huì)增加擔(dān)架重量，使擔(dān)架拆卸及運(yùn)輸困難；TC2∶去掉履帶，消除了擔(dān)架拆卸及運(yùn)輸困難的問(wèn)題，確保精準(zhǔn)裝配，但不能實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。

2.2.4 TC1可以更好地表述問(wèn)題，所以選擇TC1為要解決技術(shù)沖突。

2.2.5 應(yīng)用40條發(fā)明原理解決沖突，由發(fā)明理論1“分割原理”得到原理解，通過(guò)將擔(dān)架分割成獨(dú)立的部分再使其成為可組合的部分來(lái)易于拆卸和組裝，來(lái)滿(mǎn)足方便運(yùn)輸和裝配。但減少了桿部構(gòu)件的強(qiáng)度以及增加了精確裝配的難度，固不采用此原理解。

2.3 理想解的確定和物理沖突

2.3.1 沖突區(qū)域：移動(dòng)裝置和固定裝置。沖突時(shí)間：從擔(dān)架運(yùn)輸，裝配到移動(dòng)。

2.3.2 陳述改進(jìn)后系統(tǒng)理想狀態(tài)：不增加系統(tǒng)復(fù)雜性，并可實(shí)現(xiàn)擔(dān)架輕松快速運(yùn)輸和精確裝配。

2.3.3 首先選擇擔(dān)架桿作為改進(jìn)對(duì)象，考慮如何使用擔(dān)架桿達(dá)到理想狀態(tài)。

2.3.4 構(gòu)建宏觀物理沖突：為實(shí)現(xiàn)擔(dān)架輕松快速移動(dòng)，擔(dān)架桿應(yīng)可拆卸組裝；為保證擔(dān)架的強(qiáng)度，擔(dān)架桿不應(yīng)拆卸組裝。擔(dān)架桿必須具有拆卸或不拆卸兩種屬性。

2.3.5 應(yīng)用分離原理和標(biāo)準(zhǔn)解，無(wú)法解決該物理沖突，返回本步驟中（3）選擇其他組件作為改進(jìn)對(duì)象。采用移動(dòng)裝置作為利用對(duì)象，構(gòu)建宏觀物理沖突：為實(shí)現(xiàn)擔(dān)架輕松快速移動(dòng)，移動(dòng)裝置應(yīng)輕松拆卸裝配；為保證擔(dān)架的強(qiáng)度，移動(dòng)裝置不應(yīng)拆卸組裝。再返回本步驟中（5），應(yīng)用分離原理，移動(dòng)裝置的移動(dòng)功能與裝配功能分離，將移動(dòng)裝置與擔(dān)架桿組合，既增加擔(dān)架強(qiáng)度，又方便移動(dòng)（采用下圖所示結(jié)構(gòu)）。跳轉(zhuǎn)到2.4驗(yàn)證原理解的可行性。

2.4 原理解評(píng)價(jià)

2.4.1 檢查改變。新方案通過(guò)調(diào)節(jié)移動(dòng)裝置和擔(dān)架桿的機(jī)構(gòu)，既解決了快速移動(dòng)問(wèn)題，又解決了精準(zhǔn)裝置問(wèn)題，并且不會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。

2.4.2 子問(wèn)題預(yù)測(cè)∶沒(méi)有新問(wèn)題出現(xiàn)。

2.4.3 原理解評(píng)價(jià)∶新方案既實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)主要功能又解決了一個(gè)物理沖突；沒(méi)有增加原結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，易于工程實(shí)現(xiàn)。

采納原理解，改進(jìn)設(shè)計(jì)后的救援擔(dān)架解決了原設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

雖然TRIZ還處于發(fā)展之中，但其成熟部分已成功地解決了設(shè)計(jì)中的很多難題，隨著TRIZ的不斷發(fā)展和推廣，必將加強(qiáng)我國(guó)企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體地位，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，提高企業(yè)在世界市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。參考文獻(xiàn)∶

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