多功能安全帽創(chuàng)新設(shè)計(jì)思考范文

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【內(nèi)容摘要】

ARIZ算法是TRIZ理論中的一個(gè)主要分析問題、解決問題的方法，是根據(jù)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則來執(zhí)行的，是針對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)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(duì)市場(chǎng)上帽子的用途，本文在安全帽的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用ARIZ算法，得到了創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案———多功能安全帽。

【關(guān)鍵詞】

TRIZ;ARIZ;創(chuàng)新設(shè)計(jì);安全帽

一、ARIZ算法在多功能安全帽中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

(一)現(xiàn)有帽子問題分析。現(xiàn)在帽子的種類雖然多種多樣，但是只有美觀和遮陽(yáng)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(rèn)為任何一個(gè)完整的系統(tǒng)功能，都可以用一個(gè)完整的物—場(chǎng)三角形進(jìn)行模型化，這種由兩個(gè)物和一個(gè)場(chǎng)構(gòu)成的，用以建立與已存在的系統(tǒng)或新技術(shù)系統(tǒng)問題相聯(lián)系的功能模型，叫物—場(chǎng)模型。物—場(chǎng)模型是技術(shù)系統(tǒng)的最小模型，它包括“工件S1”、“工具S2”和工具影響產(chǎn)品所需要的“能量(場(chǎng))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(zhǔn)確地找到人的位置，同時(shí)，安全帽也可以保護(hù)人員的頭部，極大程度地避免或減緩飛來物體、墜落物、硬質(zhì)物件下落速度過快而造成的沖擊、擠壓等傷害。所以針對(duì)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(xiàn)，或是遠(yuǎn)距離無法發(fā)現(xiàn)，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(shí)可打開安裝在帽子上的開關(guān)，LED光帶發(fā)出亮光(LED的聚光性較好，遠(yuǎn)距離也可看清)，使工人在工作時(shí)可以被人發(fā)現(xiàn)，防止發(fā)生事故。另外，因?yàn)榘惭b的是可變色的LED光帶，所以在工作時(shí)工人可以通過調(diào)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(shí)，可以通過改變安全帽顏色，來使大家辨別誰(shuí)是指揮者等。在安全帽后方或是帽檐處安裝一個(gè)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(zhǎng)時(shí)間不通風(fēng)，影響腦部血液循環(huán)，許多工人在佩戴后出現(xiàn)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(guān)，來開啟電扇，使安全帽內(nèi)保持通風(fēng)，而不影響腦部血液循環(huán)。并且，使用軟葉不會(huì)對(duì)頭部造成傷害。在安全帽內(nèi)部安裝軟性材料，此目的為當(dāng)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(nèi)部具有足夠的空間儲(chǔ)存風(fēng)扇，衛(wèi)星定位裝置等，可以不被發(fā)現(xiàn)，還有自動(dòng)報(bào)警功能，在人們遇到危險(xiǎn)的時(shí)候，可以進(jìn)行提示傳遞能量。

(五)知識(shí)庫(kù)查詢。測(cè)量溫度，控制物體位移和運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定物體位置，積蓄機(jī)械能和熱能，傳遞能量，探測(cè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)。

(六)ARIZ解決問題的流程。ARIZ是一個(gè)研究的過程，運(yùn)用來解決這個(gè)問題其目的不僅僅是拿出一個(gè)解決方案而是運(yùn)用它解決一個(gè)特定問題。應(yīng)用ARIZ的第一個(gè)“周期”所產(chǎn)生的結(jié)果可能不能滿足期望。因此，ARIZ設(shè)計(jì)的目的是為了支持多個(gè)周期，彼此之間相互聯(lián)系的各個(gè)周期都能產(chǎn)生不同的解法。在沒有理解問題的本質(zhì)前，萬(wàn)不可輕易運(yùn)用ARIZ，要不斷地對(duì)問題進(jìn)行細(xì)化，直到確定物理矛盾，這才能確保成功。對(duì)于ARIZ來說，它是一組復(fù)雜的解決問題的工具，步驟繁多，有九十多個(gè)步驟。雖然ARIZ步驟繁多，但是我們可以將ARIZ分為三個(gè)階段和九個(gè)關(guān)鍵步驟，而且在每個(gè)關(guān)鍵步驟中含有數(shù)量不等的子步驟。在一個(gè)特定的問題解決過程中，沒有強(qiáng)制性要求通過所有的9個(gè)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(gè)無關(guān)的中間步驟，進(jìn)入到相關(guān)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(shù)矛盾元素選擇技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)和分析存在的問題，應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)的解決方案來解決這個(gè)問題模型;二是利用分析問題模型來查明資源，同時(shí)定義操作區(qū)域(OZ)和定義操作時(shí)間(OT);三是從宏觀層面來表達(dá)物理矛盾R－1表達(dá)物理矛盾和微觀層面來加強(qiáng)R－2及使用物—場(chǎng)分析的使用來陳述R和物理矛盾表達(dá)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(zhì)資源、真空區(qū)、派生資源、電場(chǎng)和磁場(chǎng)敏感材料;五是應(yīng)用知識(shí)庫(kù)考、分離原理、標(biāo)準(zhǔn)解解決方案來解決物理之間的矛盾;六是轉(zhuǎn)換或替代的問題;七是根據(jù)解決物理矛盾的方法來檢查方案的初始評(píng)估并利用專利搜索解決方案的新穎性問題的預(yù)測(cè);八是利用應(yīng)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(shè)備和風(fēng)扇，內(nèi)置衛(wèi)星定位裝置。

(八)分析、評(píng)估應(yīng)用。利用衛(wèi)星定位使得帽子變得更加實(shí)用，結(jié)構(gòu)合理，使用方便，價(jià)格便宜，使用簡(jiǎn)單，并擁有自動(dòng)報(bào)警器，可確定準(zhǔn)確位置。采用多種TRIZ理論并結(jié)合連通器原理，使設(shè)計(jì)更科學(xué)，結(jié)構(gòu)更嚴(yán)密更合理。技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):該設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)便易行。本裝置采用多種TRIZ理論并結(jié)合連通器原理，使設(shè)計(jì)更科學(xué)，結(jié)構(gòu)更嚴(yán)密更合理。ARIZ囊括了TRIZ理論的大多數(shù)觀點(diǎn)和使用的工具，給出了復(fù)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(yīng)用前景

多功能安全帽的設(shè)想來源社會(huì)生活實(shí)際，基于TRIZ理論解決生活中的實(shí)際問題。經(jīng)過理論論證，矛盾模型的建立，以及運(yùn)用TRIZ工具對(duì)其研究，最終制成了可用于實(shí)踐的產(chǎn)品。多功能安全帽主要用于人們遮陽(yáng)，乘涼，并且可以通過衛(wèi)星定位準(zhǔn)確確定人的位置，還可以在遇到危險(xiǎn)的時(shí)候自動(dòng)報(bào)警，這類帽子大多適用于老人和小孩，同時(shí)，安全帽也可以保護(hù)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(zhì)物件下落速度過快而造成的沖擊、擠壓等傷害。它的質(zhì)量好壞及佩戴正確與否，直接關(guān)系到勞動(dòng)者的安全。中國(guó)的生產(chǎn)安全帽有著悠久的歷史。中國(guó)的安全上限占總市場(chǎng)份額的12%。根據(jù)PPE年度采購(gòu)金額來說，年度采購(gòu)安全蓋高達(dá)數(shù)百億元，這說明中國(guó)的安全帽行業(yè)發(fā)展?jié)摿o窮，在國(guó)內(nèi)和國(guó)外都有極其優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境。

(一)品牌競(jìng)爭(zhēng)加劇，合格的安全帽的市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大。年產(chǎn)量超過50萬(wàn)安全帽公司仍將努力擴(kuò)大市場(chǎng)份額，使安全帽這種產(chǎn)品走出國(guó)門，力爭(zhēng)海外市場(chǎng)，爭(zhēng)取在本行業(yè)中占有舉足輕重的地位。而小型企業(yè)應(yīng)努力提高該產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)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(chǎn)業(yè)集群地區(qū)，應(yīng)繼續(xù)提高產(chǎn)業(yè)集中度，形成獨(dú)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(chǎn)業(yè)群。

(二)傳統(tǒng)分銷渠道繼續(xù)擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)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(guó)，它具有強(qiáng)大的市場(chǎng)基礎(chǔ)和傳播效應(yīng)。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面，生產(chǎn)和銷售企業(yè)相互合作比單獨(dú)的生產(chǎn)企業(yè)力量更大。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)流通領(lǐng)域的銷售將是唯一的方式。一種新的銷售模式將在生產(chǎn)和銷售安全帽使用的網(wǎng)絡(luò)的方式下形成。

(三)安全帽逐步向中高檔市場(chǎng)發(fā)展。由于國(guó)家安全監(jiān)督的持續(xù)加強(qiáng)和企業(yè)對(duì)工傷預(yù)防意識(shí)的提高，市場(chǎng)對(duì)安全帽的性能和質(zhì)量的要求也越來越高，建筑市場(chǎng)對(duì)低劣的安全帽將采取拋棄的方式，從而轉(zhuǎn)向10～20元的中檔安全帽。購(gòu)買20～30元的高檔安全帽將繼續(xù)受國(guó)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(zhì)量、辦好中檔安全帽的市場(chǎng)、開發(fā)高檔安全帽市場(chǎng)的發(fā)展空間、參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是安全帽市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)。

(四)進(jìn)一步加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管。當(dāng)今世界，媒體的力量越來越強(qiáng)大。生產(chǎn)假冒偽劣安全帽的企業(yè)及無證企業(yè)已經(jīng)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(chǎn)偽劣安全帽非法企業(yè)，只有通過強(qiáng)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(dāng)今，世界各地的安全帽正在努力進(jìn)行著更高層次的技術(shù)創(chuàng)新。應(yīng)該深入了解、研究不同國(guó)家之間的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家制造的安全帽尤為重要，而且及時(shí)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)、最優(yōu)的產(chǎn)品、優(yōu)化的材料、改進(jìn)的方法，取其精華融入自身，創(chuàng)新、創(chuàng)造，獲得國(guó)內(nèi)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，增強(qiáng)安全帽的佩戴舒適性和在運(yùn)動(dòng)中的穩(wěn)定性，積極研發(fā)與安全帽相匹配、相適應(yīng)的面部用品及通訊裝置等產(chǎn)品，提高帽子的綜合防護(hù)功能，并以時(shí)尚、便攜、低碳、環(huán)保為目標(biāo)，力爭(zhēng)走出國(guó)門、走向世界。安全帽發(fā)展行業(yè)屬于弱勢(shì)行業(yè)，以中小企業(yè)居多，且產(chǎn)業(yè)集中度低。在市場(chǎng)中流通過程中最初的發(fā)展比較困難，市場(chǎng)上的不善管理，大量假冒偽劣產(chǎn)品的出現(xiàn)，導(dǎo)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(guó)家給予的支持和各個(gè)政府部門的幫助:一是加強(qiáng)市場(chǎng)的監(jiān)督，特別是加強(qiáng)對(duì)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(zhì)優(yōu)良的安全帽在社會(huì)市場(chǎng)中正常銷售;二是給企業(yè)在貸款、稅費(fèi)等方面的支持，幫助它們解決在產(chǎn)品升級(jí)換代中所需要的資金的困難;三是對(duì)企業(yè)的出口給予相應(yīng)的指導(dǎo)，使它們的產(chǎn)品順利走出國(guó)門，爭(zhēng)取在海外占領(lǐng)相應(yīng)的市場(chǎng)。

三、結(jié)語(yǔ)

中國(guó)的安全帽產(chǎn)品與國(guó)際同類產(chǎn)品不存在差距，然而，由于受生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)技術(shù)、原材料供應(yīng)和客戶經(jīng)濟(jì)的影響，安全帽的產(chǎn)品在原材料屬性，產(chǎn)品外觀質(zhì)量、舒適度和產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念上還有不足。同時(shí)，特種勞動(dòng)工作中帽子還是所選用防護(hù)用品中的一個(gè)重要組成部分。近年來，中國(guó)安全帽行業(yè)的發(fā)展從手工制作轉(zhuǎn)向機(jī)器量化生產(chǎn)，其質(zhì)量、產(chǎn)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(chǎn)和在發(fā)生危險(xiǎn)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(xiàn)。

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作者：劉冰 朱團(tuán) 黃文雯 單位：黑河學(xué)院理學(xué)院