劉茹,張敏言
ARIZ是TRIZ理論中的一個主要分析問題、解決問題的方法,其目標(biāo)是為了解決問題的物理矛盾。ARIZ算法包含六個模塊:情境分析,構(gòu)建問題模型;基于物-場分析法的問題模型分析;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)建初始問題模型;解決方案分析與評價。
救援擔(dān)架能在救護(hù)車及專業(yè)醫(yī)護(hù)人員尚未到來之前,迅速轉(zhuǎn)移傷員,使其脫離險境,避免二次傷害,對災(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:簡易擔(dān)架、通用擔(dān)架、特種用途擔(dān)架。
我國近幾年來研制了多種救援擔(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。然而,救援過程中仍以簡易擔(dān)架為主,其缺點主要有不夠規(guī)范,傷患運輸不便等。所以急需設(shè)計一種體型輕巧、便于攜帶的擔(dān)架產(chǎn)品。確定問題目標(biāo):解決便于攜帶,快速移動的問題;保證實現(xiàn)部件間的精確組合且不增加其復(fù)雜性。
2.1.1 該系統(tǒng)的主要功能是支撐救援擔(dān)架,實現(xiàn)擔(dān)架的便于攜帶,快速移動問題。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、移動裝置等。
2.1.2 存在的問題:現(xiàn)有系統(tǒng)無法實現(xiàn)方便攜帶,快速移動和精確裝配之間的問題。初步判斷存在沖突屬于發(fā)明問題。
2.1.3 管理沖突和“縮小問題”形式表述原問題。管理沖突:需要調(diào)整救援擔(dān)架機(jī)構(gòu)以便于移動和攜帶,現(xiàn)有系統(tǒng)無法實現(xiàn)。“縮小問題”在盡量較少改變現(xiàn)有系統(tǒng)的條件下,實現(xiàn)救援擔(dān)架的快速移動和方便攜帶。
2.1.4 該問題屬于簡單的結(jié)構(gòu)問題。
2.1.5 搜索TRIZ發(fā)明實例庫,沒有找到類似問題可參考。
2.1.6 問題發(fā)散:根據(jù)救援擔(dān)架可分為擔(dān)架桿、移動裝置、支撐裝置三個部分(子系統(tǒng))。轉(zhuǎn)移問題得到初步方案:擔(dān)架桿與支撐裝置可不變,移動裝置可與其相互作用。
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、移動裝置。
2.2.2 沖突要素:移動裝置和固定裝置,救援擔(dān)架所需的輕松快速運輸和精確裝配。救援擔(dān)架需要快速大量運送到救災(zāi)現(xiàn)場,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,實現(xiàn)擔(dān)架的快速移動,但會增加擔(dān)架重量,使擔(dān)架拆卸及運輸困難;TC2∶去掉履帶,消除了擔(dān)架拆卸及運輸困難的問題,確保精準(zhǔn)裝配,但不能實現(xiàn)快速移動。
2.2.4 TC1可以更好地表述問題,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,通過將擔(dān)架分割成獨立的部分再使其成為可組合的部分來易于拆卸和組裝,來滿足方便運輸和裝配。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。
2.3.1 沖突區(qū)域:移動裝置和固定裝置。沖突時間:從擔(dān)架運輸,裝配到移動。
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,并可實現(xiàn)擔(dān)架輕松快速運輸和精確裝配。
2.3.3 首先選擇擔(dān)架桿作為改進(jìn)對象,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:為實現(xiàn)擔(dān)架輕松快速移動,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)對象。采用移動裝置作為利用對象,構(gòu)建宏觀物理沖突:為實現(xiàn)擔(dān)架輕松快速移動,移動裝置應(yīng)輕松拆卸裝配;為保證擔(dān)架的強(qiáng)度,移動裝置不應(yīng)拆卸組裝。再返回本步驟中(5),應(yīng)用分離原理,移動裝置的移動功能與裝配功能分離,將移動裝置與擔(dān)架桿組合,既增加擔(dān)架強(qiáng)度,又方便移動(采用下圖所示結(jié)構(gòu))。跳轉(zhuǎn)到2.4驗證原理解的可行性。
2.4.1 檢查改變。新方案通過調(diào)節(jié)移動裝置和擔(dān)架桿的機(jī)構(gòu),既解決了快速移動問題,又解決了精準(zhǔn)裝置問題,并且不會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。
2.4.2 子問題預(yù)測∶沒有新問題出現(xiàn)。
2.4.3 原理解評價∶新方案既實現(xiàn)了系統(tǒng)主要功能又解決了一個物理沖突;沒有增加原結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,易于工程實現(xiàn)。
采納原理解,改進(jìn)設(shè)計后的救援擔(dān)架解決了原設(shè)計存在的主要問題。
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)我國企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體地位,推動技術(shù)創(chuàng)新,提高企業(yè)在世界市場上的競爭力。參考文獻(xiàn)∶
[1]王志學(xué),劉一鳴,賈連斌等,折疊式擔(dān)架車,機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計,2010.27(8):95-96.
[2]中國救援裝備網(wǎng):www.chinajyzb.com.cn.
[3]王運斗.高技術(shù)局部戰(zhàn)爭與野戰(zhàn)衛(wèi)生裝備[M].解放軍出版社,2000.
[4]潘承怡,姜金剛.TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計方法[M].北京∶清華大學(xué)出版社,2015.
[5]JONES,E.and HARRISON,D.,Investigating the Use of TRIZ in Economist Innovation[J].The TRIZ Journal,2000∶65-69.
[6]Eugene I.Rivin.Use of TRIZ in Design Curriculum[J].Innovation in Engineering Education,1996,161-164.