产品创新思维与方法 第9章 产品创新问题求解 物-场模型与标准解方法

名称 重力场 机械场 气动场 液压场 声学场 热学场 化学场
电场 磁场 光学场 放射场 生物场 粒子场
举例 重力 摩擦力，压力，惯性，离心力 空气动力学，空气静力学 流体静力学，流体力学 声波，超声波 热传导，热交换，绝热，热膨胀，双金属片记忆效应 燃烧，氧化反应，还原反应，溶解，键合，置换，电 解 静电，感应电，电容电 静磁，铁磁 光（红外线、可见光、紫外线），反射，折射，偏射 X-射线，不可见电磁波 发酵，腐烂，降解 α-，β-，γ-粒子束，中子，电子，同位素
➢ 解法1：补充元素。补齐物-场模型所欠缺的元 ➢ 解法3：增加另一个场F2来消除有害的效应。
素，增加场F或工具S2使其成为有效完整模型。
➢ 解 法 5 ： 增 加 另 外 的 一 个 场 F 2 来 强 化 有 用 的 效 应 。➢ 解 法 6 ： F加 入 一 个 物 质 S 3 并 加 上 另F一 个 场 F 2 来
9.1场-物模型示例
何为 战略
风扇通过机械场影响皮肤表面或周围水分
9.2
场-物模型的类别
9.2.1场-物模型的描述
一般而言，物-场模型大致可以分为四种情况，分别是： ➢ 完整的物-场模型； ➢ 效应不足的完整模型； ➢ 不完整的物-场模型； ➢ 有害效应的完整模型。
人们在科学研究和产品创新设计的实践中，形成了统一的 物质-场模型的描述方法。
当无法确定技术系统（或子系统）中的工程参数时，显然也就无法运用矛盾矩阵 来寻找相应的发明原理，这时可以借助物-场模型分析工具来寻求解决方案。
阿奇舒勒认为，如果问题的物-场模型是一样的，那么解决方案的流程和标准解 也可能是一样的，并且和这个产品发明设计问题来自哪个具体领域无关。
9.1最小系统
最小 系统
模型符号
改进与实践
新符号
9.2.1场-物模型的描述
F
S1
S2
a）完整的模型
F
S1
S2
b）不完整的模型 F
S1
S2
S1
S2
c）效应不足的模型
d）有害效应的模型
不同类别的物-场模型
9.2.2场-物模型的一般解法
物-场模型中的有效完整模型是产品创新设计的期望目标，对于3种不完善的物-场模型， TRIZ理论提出了针对不完善物-场模型改进的6种一般解法。
型
效应。
9.2.3有效完整的场-物模型
机械场 F
S1
S2
螺钉
螺丝刀
有效完整的物-场模型是一种理想的状态，也是 设计者所要追求的一种状态。在完整的物-场模 型中，功能的三个元素都存在，而且相互之间 的作用充分。
日常生活中常见的完整物质-场模型有：用螺丝 刀移动（拧紧或取出）螺钉，用手拿着一个空 的纸杯或茶杯，用普通锤子移动（敲击）钉子 等。
组合将形成一个功能。
9.1基本场-物模型
基本的场-物模型
阿奇舒勒把功能定义为两个物质（元素）与作用于 它们中的场（能量）之间的交互作用：物质S2通过 能 量 （ 场 ） F 作 用 于 物 质 S1， 产 生 的 输 出 （ 功 能 ） 。
因此，在功能的3个基本元素中S1与S2是具体的，即是“物” （一般用S1表示原料，用S2表示工具）；F是抽象的，即是 “场”。这就构成了物-场模型。
物
场是指完成某种功能所需的方法或手段，通常是一些能量的形 式，如磁场、重力、电能、热能、化学能、声能、光能等。
在TRIZ的物-场模型中，“物质”一般是指存在质量（重量）的物体，而 “场”则是两个“物质”之间发生联系和作用的媒介。
9.1常见的场
符号 G
场Me P H A Th Ch
E M O R B N
9.1场-物模型
物-场模型从技术系统的功能出发，用符号语言来建立与已经存在的系统或新技 术系统问题相关联的功能模型，并对系统功能进行分析的方法，是面向功能的直 观的分析方法。
物-场模式可以描述技术系统中不同元素之间发生的不足的、有害的、过度的和 不需要的各种相互作用；而产品创新设计人员通过使用这些特定的符号来有序地 进行解决发明问题的方法。
在发明问题解决理论中，最小的工程或技术系统至少应当由两个 元素以及两个元素间传递的能量（场）所组成，才可以执行一个 功能。 阿奇舒勒和他的团队通过对系统功能的研究，发现并总结出了以 下三条定律： ➢ 所有的功能都可以分解为3个基本元素（两个物质，一个场）； ➢ 一个存在的功能必定至少包含3个基本（两个物质，一个场）； ➢ 如果将具有相互作用的3个元素（两个物质，一个场）进行有机
+ S1 或 S1
S2
F
S1
S2
提
高有
S1
用
效
应S2。
加入场（F2）
S1
S2
F2
F
F
➢ 解 法 2 ： 加 入 第 三 种 物 质 S 3 ， 用 来 阻 止 有 害 作 用 。 ➢ 解 法F4 ： 用 另 外 的 一 个 场 F 2 来 替 代F 原 来 的 F场2 F 1 。
S1
S2
F
增加场F2
产品创新问题求解
第九章 物-场模型与标准解方法
目录
9.1 什 么 是 场 - 物 模 型 9.2 场 - 物 模 型 的 类 别 9.3 什 么 是 标 准 解 9.4 标 准 解 的 应 用
9.1
什么是场-物模型
9.1什么是场、物
场
物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是一 个大系统里面的子系统或单个的物体；甚至可以是环境， 这些取决于实际的情况。物质之间依靠场来连接。
型
型变成完整的模型
解法4：用另外一个场F2来替换原来的场F1。 效应不足
解法5：增加另外一个场F2来强化有用的效应。 的完整模
解法6：插进一个物质S3并加上另一个场F2来提高有 型
用的效应。
有 害 效 应 解法2：加入第三种物质S3，用来阻止有害的作用。
的 完 整 模 解法3：增加另外一个场F2来抵消掉原来的有害场的
9.2.4不完整的场-物模型
创新反思9-1 生活中不完整模型的场景
a)湿衣服
S1
S2
b)洗衣机脱水 F 机械场离心力
S1
S2
解法1
S1
S2
F
S1
S2 F1
增加场F2、物质S3
S1
F2SS32
S2
S1
S2
加入物质S3
S1
F2 S2
S3
S1
S2
用场F2替换场F1
S1
S2
9.2.2场-物模型的一般解法
不同的物-场模型所使用的
4
分类
解法
有效完整 -
模型
不 完 整 模 解法1：补齐所缺的元素，增加场F或工具S2,使得模