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【內容摘要】

ARIZ算法是TRIZ理論中的一個主要分析問題、解決問題的方法，是根據技術系統(tǒng)進化法則來執(zhí)行的，是針對非標準問題而提出的一套解決算法，是一套完整問題解決的程序。針對市場上帽子的用途，本文在安全帽的設計中，應用ARIZ算法，得到了創(chuàng)新設計方案———多功能安全帽。

【關鍵詞】

TRIZ;ARIZ;創(chuàng)新設計;安全帽

一、ARIZ算法在多功能安全帽中的創(chuàng)新設計

(一)現有帽子問題分析。現在帽子的種類雖然多種多樣，但是只有美觀和遮陽的作用，而且種類大多相同，沒有新意。

(二)模型分析。阿奇舒勒認為任何一個完整的系統(tǒng)功能，都可以用一個完整的物—場三角形進行模型化，這種由兩個物和一個場構成的，用以建立與已存在的系統(tǒng)或新技術系統(tǒng)問題相聯系的功能模型，叫物—場模型。物—場模型是技術系統(tǒng)的最小模型，它包括“工件S1”、“工具S2”和工具影響產品所需要的“能量(場)F”。

(三)R定義及矛盾分析。理想解:帽子，能夠衛(wèi)星定位。提取矛盾:目前老人和小孩的失蹤率不斷增加，多功能安全帽可以準確地找到人的位置，同時，安全帽也可以保護人員的頭部，極大程度地避免或減緩飛來物體、墜落物、硬質物件下落速度過快而造成的沖擊、擠壓等傷害。所以針對這一問題，多功能安全帽是最終理想解。在安全帽外部安裝可變色的LED光帶，這樣可解決工人在佩戴普通安全帽后，在夜晚或是在光線較暗的工作環(huán)境下無法被人發(fā)現，或是遠距離無法發(fā)現，容易發(fā)生安全事故的問題。通過安裝可變色的LED光帶，工人在使用時可打開安裝在帽子上的開關，LED光帶發(fā)出亮光(LED的聚光性較好，遠距離也可看清)，使工人在工作時可以被人發(fā)現，防止發(fā)生事故。另外，因為安裝的是可變色的LED光帶，所以在工作時工人可以通過調整不同的顏色來區(qū)別不同的工種，使管理者更好地管理。或是在突發(fā)緊急情況時，可以通過改變安全帽顏色，來使大家辨別誰是指揮者等。在安全帽后方或是帽檐處安裝一個小型的軟葉電扇。這樣的目的是解決在夏季施工過程中，由于安全帽較為悶熱，佩戴后頭部長時間不通風，影響腦部血液循環(huán)，許多工人在佩戴后出現頭暈、惡心癥狀的問題。所以，在安全帽上安裝小型軟葉電扇，工人可以通過開關，來開啟電扇，使安全帽內保持通風，而不影響腦部血液循環(huán)。并且，使用軟葉不會對頭部造成傷害。在安全帽內部安裝軟性材料，此目的為當高空墜落物砸中施工人員后，可以使人的頭部又一次二次緩沖，而不是使佩戴人員的頭部受到硬傷。

(四)資源分析。帽子內部具有足夠的空間儲存風扇，衛(wèi)星定位裝置等，可以不被發(fā)現，還有自動報警功能，在人們遇到危險的時候，可以進行提示傳遞能量。

(五)知識庫查詢。測量溫度，控制物體位移和運動，穩(wěn)定物體位置，積蓄機械能和熱能，傳遞能量，探測電場和磁場。

(六)ARIZ解決問題的流程。ARIZ是一個研究的過程，運用來解決這個問題其目的不僅僅是拿出一個解決方案而是運用它解決一個特定問題。應用ARIZ的第一個“周期”所產生的結果可能不能滿足期望。因此，ARIZ設計的目的是為了支持多個周期，彼此之間相互聯系的各個周期都能產生不同的解法。在沒有理解問題的本質前，萬不可輕易運用ARIZ，要不斷地對問題進行細化，直到確定物理矛盾，這才能確保成功。對于ARIZ來說，它是一組復雜的解決問題的工具，步驟繁多，有九十多個步驟。雖然ARIZ步驟繁多，但是我們可以將ARIZ分為三個階段和九個關鍵步驟，而且在每個關鍵步驟中含有數量不等的子步驟。在一個特定的問題解決過程中，沒有強制性要求通過所有的9個步驟，但是，一旦在某一步驟得到問題的解決方案，就可以直接跳過其他的幾個無關的中間步驟，進入到相關的后續(xù)的工作，以此來解決問題。ARIZ解決問題的過程:一是用“最小化”的問題來確定沖突模型建立技術矛盾元素選擇技術系統(tǒng)建設和分析存在的問題，應用程序標準的解決方案來解決這個問題模型;二是利用分析問題模型來查明資源，同時定義操作區(qū)域(OZ)和定義操作時間(OT);三是從宏觀層面來表達物理矛盾R－1表達物理矛盾和微觀層面來加強R－2及使用物—場分析的使用來陳述R和物理矛盾表達的最終理想解1(R－1);四是返回R以前的步驟，用小人法使用混合物質資源、真空區(qū)、派生資源、電場和磁場敏感材料;五是應用知識庫考、分離原理、標準解解決方案來解決物理之間的矛盾;六是轉換或替代的問題;七是根據解決物理矛盾的方法來檢查方案的初始評估并利用專利搜索解決方案的新穎性問題的預測;八是利用應用程序解決方案并檢查解決方案解決其他問題;九是分析問題、解決過程。

(七)得到方案。外部安裝照明設備和風扇，內置衛(wèi)星定位裝置。

(八)分析、評估應用。利用衛(wèi)星定位使得帽子變得更加實用，結構合理，使用方便，價格便宜，使用簡單，并擁有自動報警器，可確定準確位置。采用多種TRIZ理論并結合連通器原理，使設計更科學，結構更嚴密更合理。技術特點和優(yōu)勢:該設計操作簡便易行。本裝置采用多種TRIZ理論并結合連通器原理，使設計更科學，結構更嚴密更合理。ARIZ囊括了TRIZ理論的大多數觀點和使用的工具，給出了復雜問題解決方法的完整流程，在TRIZ理論占有很重要的地位并發(fā)展了TRIZ理論。

二、多功能安全帽的應用前景

多功能安全帽的設想來源社會生活實際，基于TRIZ理論解決生活中的實際問題。經過理論論證，矛盾模型的建立，以及運用TRIZ工具對其研究，最終制成了可用于實踐的產品。多功能安全帽主要用于人們遮陽，乘涼，并且可以通過衛(wèi)星定位準確確定人的位置，還可以在遇到危險的時候自動報警，這類帽子大多適用于老人和小孩，同時，安全帽也可以保護作業(yè)人員的頭部，極大程度地避免或減緩飛來物體、墜落物、硬質物件下落速度過快而造成的沖擊、擠壓等傷害。它的質量好壞及佩戴正確與否，直接關系到勞動者的安全。中國的生產安全帽有著悠久的歷史。中國的安全上限占總市場份額的12%。根據PPE年度采購金額來說，年度采購安全蓋高達數百億元，這說明中國的安全帽行業(yè)發(fā)展?jié)摿o窮，在國內和國外都有極其優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境。

(一)品牌競爭加劇，合格的安全帽的市場份額逐漸擴大。年產量超過50萬安全帽公司仍將努力擴大市場份額，使安全帽這種產品走出國門，力爭海外市場，爭取在本行業(yè)中占有舉足輕重的地位。而小型企業(yè)應努力提高該產品的生產質量，并與其它企業(yè)相互合作，走共同發(fā)展的道路。沿海城市和其他地區(qū)的安全頭帽制造商集中在產業(yè)集群地區(qū)，應繼續(xù)提高產業(yè)集中度，形成獨特的行業(yè)組織的共同發(fā)展，逐漸形成各具特色、共同發(fā)展的產業(yè)群。

(二)傳統(tǒng)分銷渠道繼續(xù)擴大，網絡將成為一種新形式的銷售。安全帽商業(yè)的分銷渠道遍布全國，它具有強大的市場基礎和傳播效應。在市場競爭方面，生產和銷售企業(yè)相互合作比單獨的生產企業(yè)力量更大。因此，進一步加強流通領域的銷售將是唯一的方式。一種新的銷售模式將在生產和銷售安全帽使用的網絡的方式下形成。

(三)安全帽逐步向中高檔市場發(fā)展。由于國家安全監(jiān)督的持續(xù)加強和企業(yè)對工傷預防意識的提高，市場對安全帽的性能和質量的要求也越來越高，建筑市場對低劣的安全帽將采取拋棄的方式，從而轉向10～20元的中檔安全帽。購買20～30元的高檔安全帽將繼續(xù)受國有造船、冶金和電力等行業(yè)所歡迎。總而言之，提高安全帽的質量、辦好中檔安全帽的市場、開發(fā)高檔安全帽市場的發(fā)展空間、參與國際市場競爭是安全帽市場發(fā)展的趨勢。

(四)進一步加強市場監(jiān)管。當今世界，媒體的力量越來越強大。生產假冒偽劣安全帽的企業(yè)及無證企業(yè)已經多次被媒體公開曝光，在這種情況下政府監(jiān)管部門高度重視起來。生產偽劣安全帽非法企業(yè)，只有通過強大的公眾輿論才能遏制其囂張的氣焰。

(五)多功能安全帽科技含量的提升。當今，世界各地的安全帽正在努力進行著更高層次的技術創(chuàng)新。應該深入了解、研究不同國家之間的發(fā)展趨勢，發(fā)達國家制造的安全帽尤為重要，而且及時引進國外的先進技術、最優(yōu)的產品、優(yōu)化的材料、改進的方法，取其精華融入自身，創(chuàng)新、創(chuàng)造，獲得國內的知識產權，增強安全帽的佩戴舒適性和在運動中的穩(wěn)定性，積極研發(fā)與安全帽相匹配、相適應的面部用品及通訊裝置等產品，提高帽子的綜合防護功能，并以時尚、便攜、低碳、環(huán)保為目標，力爭走出國門、走向世界。安全帽發(fā)展行業(yè)屬于弱勢行業(yè)，以中小企業(yè)居多，且產業(yè)集中度低。在市場中流通過程中最初的發(fā)展比較困難，市場上的不善管理，大量假冒偽劣產品的出現，導致安全帽行業(yè)的發(fā)展更加艱難。企業(yè)除了要依靠自身力量外，還需要國家給予的支持和各個政府部門的幫助:一是加強市場的監(jiān)督，特別是加強對制造單位及銷售單位的監(jiān)督，讓假冒偽劣的安全帽在根源上消失，從而使品質優(yōu)良的安全帽在社會市場中正常銷售;二是給企業(yè)在貸款、稅費等方面的支持，幫助它們解決在產品升級換代中所需要的資金的困難;三是對企業(yè)的出口給予相應的指導，使它們的產品順利走出國門，爭取在海外占領相應的市場。

三、結語

中國的安全帽產品與國際同類產品不存在差距，然而，由于受生產設備，生產技術、原材料供應和客戶經濟的影響，安全帽的產品在原材料屬性，產品外觀質量、舒適度和產品設計理念上還有不足。同時，特種勞動工作中帽子還是所選用防護用品中的一個重要組成部分。近年來，中國安全帽行業(yè)的發(fā)展從手工制作轉向機器量化生產，其質量、產量、品種和銷售都有了較大的提高，更好地滿足了安全帽的安全生產和在發(fā)生危險情況下的緊急救援，為該行業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展作出很大的貢獻。

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作者：劉冰 朱團 黃文雯 單位：黑河學院理學院