基于ARIZ算法的救援擔架設計

劉茹，張敏言

1 ARIZ概述

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，調整或重新構建初始問題模型；解決方案分析與評價。

2 救援擔架設計

救援擔架能在救護車及專業醫護人員尚未到來之前，迅速轉移傷員，使其脫離險境，避免二次傷害，對災害救援的結果都將產生重要的影響。按擔架結構、功能、材料特征可將其分為三類：簡易擔架、通用擔架、特種用途擔架。

我國近幾年來研制了多種救援擔架，例如全身真空固定擔架，是適用于骨盆以及大腿上部骨折傷、脊柱傷的快速固定、轉運。然而，救援過程中仍以簡易擔架為主，其缺點主要有不夠規范，傷患運輸不便等。所以急需設計一種體型輕巧、便于攜帶的擔架產品。確定問題目標：解決便于攜帶，快速移動的問題；保證實現部件間的精確組合且不增加其復雜性。

2.1 問題分析與表述

2.1.1 該系統的主要功能是支撐救援擔架，實現擔架的便于攜帶，快速移動問題。系統的主要部件包括：擔架桿、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：現有系統無法實現方便攜帶，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：需要調整救援擔架機構以便于移動和攜帶，現有系統無法實現。“縮小問題”在盡量較少改變現有系統的條件下，實現救援擔架的快速移動和方便攜帶。

2.1.4 該問題屬于簡單的結構問題。

2.1.5 搜索TRIZ發明實例庫，沒有找到類似問題可參考。

2.1.6 問題發散：根據救援擔架可分為擔架桿、移動裝置、支撐裝置三個部分（子系統）。轉移問題得到初步方案：擔架桿與支撐裝置可不變，移動裝置可與其相互作用。

2.2 系統分析與沖突表述

2.2.1 陳述技術系統各要素。工具要素：擔架桿、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，救援擔架所需的輕松快速運輸和精確裝配。救援擔架需要快速大量運送到救災現場，并可以讓使用者能快速精準裝配并快速轉移傷者。

2.2.3 構建技術沖突。TC1∶增加履帶，實現擔架的快速移動，但會增加擔架重量，使擔架拆卸及運輸困難；TC2∶去掉履帶，消除了擔架拆卸及運輸困難的問題，確保精準裝配，但不能實現快速移動。

2.2.4 TC1可以更好地表述問題，所以選擇TC1為要解決技術沖突。

2.2.5 應用40條發明原理解決沖突，由發明理論1“分割原理”得到原理解，通過將擔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。但減少了桿部構件的強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 沖突區域：移動裝置和固定裝置。沖突時間：從擔架運輸，裝配到移動。

2.3.2 陳述改進后系統理想狀態：不增加系統復雜性，并可實現擔架輕松快速運輸和精確裝配。

2.3.3 首先選擇擔架桿作為改進對象，考慮如何使用擔架桿達到理想狀態。

2.3.4 構建宏觀物理沖突：為實現擔架輕松快速移動，擔架桿應可拆卸組裝；為保證擔架的強度，擔架桿不應拆卸組裝。擔架桿必須具有拆卸或不拆卸兩種屬性。

2.3.5 應用分離原理和標準解，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對象。采用移動裝置作為利用對象，構建宏觀物理沖突：為實現擔架輕松快速移動，移動裝置應輕松拆卸裝配；為保證擔架的強度，移動裝置不應拆卸組裝。再返回本步驟中（5），應用分離原理，移動裝置的移動功能與裝配功能分離，將移動裝置與擔架桿組合，既增加擔架強度，又方便移動（采用下圖所示結構）。跳轉到2.4驗證原理解的可行性。

2.4 原理解評價

2.4.1 檢查改變。新方案通過調節移動裝置和擔架桿的機構，既解決了快速移動問題，又解決了精準裝置問題，并且不會增加系統的復雜性。

2.4.2 子問題預測∶沒有新問題出現。

2.4.3 原理解評價∶新方案既實現了系統主要功能又解決了一個物理沖突；沒有增加原結構的復雜性，易于工程實現。

采納原理解，改進設計后的救援擔架解決了原設計存在的主要問題。

3 結束語

雖然TRIZ還處于發展之中，但其成熟部分已成功地解決了設計中的很多難題，隨著TRIZ的不斷發展和推廣，必將加強我國企業在技術創新中的主體地位，推動技術創新，提高企業在世界市場上的競爭力。參考文獻∶

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