物——场模型分析
第七章物场模型分析
一种与预期相反的作用，设计者不得不想 办法消除这些有害的相互作用。
有害模型举例：用锤子钉钉子、鞋子与地面 如果情况属于第一种，系统一般不存在问题；而如果情况属于后三种模型中的任何一种， 系统就会出现各种问题，因此后三种模型自然而然是TRIz理论重点关注的情况。 幻灯片 17
用1.1.6～1.1.8 和第二级
用第四级
幻灯片32聚焦具体发明问题的区域确定系统中特别元素选择具体发明问题预测潜在变化改进系统检测和测量作用效应不足向超系统转换向微观系统转换产生有害效应模型不完整用311313用第四级用111115用121125用314315和321用116118和第二级物场模型标准解应用流程用物场模型阐述问题并按需求确定问题类型
第三级 向双、多、超系统或微观级协调进化的标准解系统……… 6 3.1 向双系统或多系统进化………………………… 5 3.2 向微观级系统进化……………………………… 1
30
第1级中的解法聚焦于建立和拆解物一场模型，包括创建需要的效应或消除不希望出现 的效应的系列法则，每条法则的选择和应用将取决于具体的约束条件。
S－物质：S1、S2、S3……可以为自然界中的任何东西，如太阳、地球、空气、水、桌 子、人等。S1－被动作用体；S2－主动作用体；S3－被引入的物质。
F－场：区别于物理中场的概念。 物理场只有四种：重力场、电磁场、强相互作用场(核力场)、弱相互作用场(基本粒子场)。 在物质－场分析中，场的定义更广泛，它其实是物质之间的相互作用：如力场(压力、 冲击、脉冲)、声场(超声波、次声波)、热能场、电场(静电、电流)、机械场、风场、嗅觉场、 化学场(氧化、还原、酸性环境、碱性环境)、光场等。总而言之，只要物质与物质之间存在 相互作用，就可以将这种相互作用视作一种场；因此，也可以根据具体的相互作用灵活地命
TRIZ基本理论物场模型分析
物-场分析模型的符号含义
符号
意义
需要的效果 不足的效果 有害的效果
11
问题模型一及其解法
不完整模型：组成系统的元素不全，缺少场 或物，模型缺少一至两个元件，需要的效果 沒有产生。
不完整模型的一般解法： 补齐所缺失的元素
S2
S1
12
解决办法
增加需要的元件，完善物-场三角形
F
S2
S1
13
30
发明问题76个标准解系统构成
第一级 建立或完善物场模型的标准解系统………………………13 1.1 建立物场模型……………………………………8 1.2 消除物场模型的有害效应………………… ……5
第二级 强化物场模型的标准解系统……………………………… 23 2.1 向复合物场模型进化 ………………………… 2 2.2 加强物场模型…… ………………………………6 2.3 采用频率协调强化物场模型 ……………………3 2.4 引入磁性添加物强化物场模型……… ………………… 12
S1和S2是组成技术系统
的两个物质。
F
S1：工件；
S2：工具。
场(F)是物-场模型中产 生作用力的一种能量。
S2
S1
6
物质与场的种类
物质的种类： 材料 工具 零件 人 环境
场的种类： 机械能 热能 化学能 电能 磁能
7
例一
铣刀切割零件
机械力
铣刀
零件
8
例二
吸尘器清洁地毯
3. 例：用液压传动代替机械力
25
解决方案二
增加一个新的场(F2)来增強需要的效果
F
S2 F2
S1
26
效果不足的完整模型实例
物——场模型分析
S1
S2
S1
S2 S3
手
插座
手
插座 盲文标签
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2020/6/12
机械场
电场
F
F
S1
S2
S1
S2
抹布
抽油烟机 蒸汽
抽油烟机
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蒸汽清洗机
2020/6/12
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2020/6/12
物—模型法应用步骤
1.确定物场模型的元素 2.建立问题的物-场模型 3.确定物场模型的一般解法 4.得到解决方案的物场模型充分利用挖掘其他知识工具实现问题转换
F 电场
S1
电动机
S2
扇叶
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2020/6/12
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2020/6/12
物—场模型的演化
凡是存在的客观事物必将是演化的，产品的发展亦不例外，也受到演 化规律的支配。
对于产品设计而言，就是要寻求演化在产品中具体规律的表现形式， 使设计活动更具有科学性、可控020/6/12
问题：现有地拖每次清洗后，清洁一定面积的地板后又要重新清洗地拖，直到清洁面积完
成，这样比较麻烦，能否设计一种边清洗拖布、边清洁地板的地拖？试用物场分析方法求解。
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2020/6/12
（1）确定物场模型的元素：本题所涉及的元素有：拖布(S1)、地板(S2)，机械力(F)
S2
S1
衣服
S2
洗衣机
水
热场（烘干）
F
或
S1
S2
衣服
水
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2020/6/12
有害的，完整模型
物-场分析模型
04
物-场分析模型的实践案 例
案例一：产品设计优化
总结词
通过物-场分析模型，优化产品设计，提高产品性能。
详细描述
在产品设计阶段，运用物-场分析模型对产品进行系统分析，找出产品存在的问 题和不足，提出改进方案，优化产品设计，提高产品性能和使用效果。
动态性研究
未来的研究将尝试改进物-场分析模型，使其能够更好地描述系统的 动态变化过程。
跨领域应用研究
随着应用领域的拓展，物-场分析模型将在更多领域（如生物医学、 社会科学等）得到应用和研究。
跨领域应用与拓展
生物医学领域
社会科学领域
物-场分析模型在生物医学领域的应用将主 要涉及人体生理系统、疾病发生发展机制 等方面的研究。
解决方案与优化
总结词
解决方案与优化是在建立物-场模型的基础上，提出针对性的解决方案，并对方案进行 优化和改进。
详细描述
在提出解决方案时，要基于物-场模型进行分析和推理，提出可行的解决方案。解决方 案可以是技术上的改进、流程的优化或组织结构的调整等。随后，需要对提出的解决方 案进行优化和改进，确保方案的有效性和可行性。这一步骤可以通过实验、仿真或实际
作用有关。
03
物-场分析模型的应用步 骤
问题定义与目标明确
总结词
问题定义与目标明确是物-场分析模型应用的第一步，需要清晰地界定问题的范围和目标，为后续分析提供基础。
详细描述
在应用物-场分析模型时，首先需要对问题进行定义，明确问题的性质、背景和限制条件。同时，要明确问题的 目标，确定通过分析要达到的具体效果或改进点。这一步骤有助于将问题抽象化，为后续的物-场分析和构建提 供方向。
物-场模型分析
1物—场模型分析是TRIZ理论中的一种重要的问题描述和分析工具，用以建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型，在问题的解决过程中，可以根据物—场模型所描述的问题，来查找相对应的一般解法和标准解法。
26.1 物—场分析每个系统的出现都是为了实现某个确定的功能。
产品是功能的实现。
所谓功能，是指系统的输出与系统的输人之间正常的、期望存在的关系。
产品设计中，经常使用到传递函数：y = F (x1，x2，x3，…，x n)式中y —输出;x1，x2，x3，…，x n—输入。
输出与输入之间的函数关系F 就是功能。
系统的功能可以是一个比较大的总的功能，也可以是分解到子系统的功能，也可以一直分解下去，直达底层的功能为止。
底层的功能结构上比较简单，容易进行理解和表达。
3阿奇舒勒通过对功能的研究，发现并总结出以下3条定律:l) 所有的功能都可以分解为3个基本元素(S1，S2，F);2)一个存在的功能必定由这3个基本元素组成;3)将相互作用的3个基本元素进行有机组合将形成一个功能。
为方便表示，功能用一个三角形来进行模型化，三角形的下边2个角是3个物体(或称为物质)，上角是作用或效应(或称为场)。
物体可以是工件或工具，场是能量形式。
通常，任何一个完整的系统功能，都可以用一个完整的物—场三角形进行模型化，称为物—场分析模型。
见图7-l。
如果是一个复杂的系统，可以用多个物—场三角形来进行模型化。
45FS 1S 2图6-1 物——场分析模型6参与相互作用的物体S 1和S 2可以是：1) 材料;2) 工具;3) 零件;4) 人;5) 环境。
FS 1S 27一般地，S 1表示工件，S 2表示工具。
物体之间的效应(或称为场) F 可以是:1) Me ——机械能;2) T h ——热能;3) Ch ——化学能;4) E ——电能;5) M ——磁能。
FS 1S 28将这些场类别组合起来，就形成一个词:MeThChEM，以方便对能量形式的记忆。
物场模型分析
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2019/5/23
物质的类型
人员类：产品的使用者（用户）
材料类：热性质材料、电、磁 性质材料、光学性质材料
环境类：地面，空气，矿山
典型物理状态：气态、液态、 固态、等离子体（电浆）
中间态和化合状态：气溶胶、 液溶胶、固溶胶、泡沫、粉 末、凝胶、多孔物
……
TRIZ中的场：将存在于物质之间的各种各样的 作用都用场来表示。
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F
S1
S2
有害效应的场模型
2019/5/23
机械场
F
机械场
F
S1
garbage
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S2
S1
把柄 garbage
S2
s3
把柄
触摸屏
2019/5/23
例:如何防晒？
光学场
F
光学场
F
S1
紫外线
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S2
S1
皮肤 紫外线
S2
s3
皮肤
防嗮霜
2019/5/23
效应不足的物场模型
含义：3个要素齐全，但功能未有效实现，或实现得不足
一般解法 1.增加新的物质S3 2.增加另外一个场F2来强化有用的场 3.增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用效应 4.改变原有的物质或场
增加 修改
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FS1S2效应源自足场模型2019/5/23
机械场
热场
F
F
力场：（持续力、冲击、脉冲） 声场：（超声波、次生波） 热场：（加热，降温） 电场、磁场、电磁场 光学场：（紫外线、可见光、红外线） 辐射场：（放射性辐射、电离辐射） 化学场：（氧化、腐蚀、） ……
TRIZ物场分析
（1）有用并且充分的相互作用
• 有效、完整的物场模型
• 是一种理想的状态，也是设 计者追求的状态，功能的三 个元素都存在，且相互之间 的作用充分。
例：手拿杯子
F
S1
S2
机械场
杯子拿稳不掉
杯子
手
（2）有用但不充分的相互作用
• 效应不足的物场模型 • 功能的三个元素齐全，
但设计者追求的相互作 用未能实现或只是部分 实现。
• 发现总结了76个解模型，所以也叫76个标准解。 • 按照问题的类型分为五级，形成标准解法系统。
四、标准解及应用
标准解系统名称
子系统 数量
第一级 建立或完善物场模型的标准解
1.1 构建完整的物场模型（8）
13
1.2 消除或中和有害作用，构建完善的物场模型(5)
第二级 增强物场模型的标准解
2.1 向复合物场模型转换（2）
例：气泡分离
机械场 F
S1
液体
S2
气泡
S1
液体
S2
气泡
例:机油中是否有水?
S1
油
S2
水
热场
F
S1
S2
油
水
例:如何将火柴理顺后装入火柴盒？
引入磁粉S2和磁场F，F作用于S2，S2同 时作用于火柴S1，表述如下：
磁场
F
S1
火柴
S1
火柴
S2
磁粉
有害模型I
• 一般解法二：加入第三种物质，阻止有害作用。 • 它应该是原有两种物质之一的变种。
例：物体的粘贴
粘贴力
F
粘贴力 F
S1
物体1
S2
物体2
S1
物体1
物-场分析模型
比如：在汽车传动系统中， 机械能（场）通过发动机 （物质S2）作用于车轮 （S1）而使车轮（S1）向 前行驶。机械能、发动机 和车轮就构成了汽车行驶 这一功能的三个要素。
在物-场分析法中，理想的功能是 场F通过物质S2作用于物质S1并改 变物质S1。
精品课件
技术系统功能的物-场模型
TRIZ物-场技术系统的功能模型可以用一个完整的物 -场三角形来表示。如图
F
S2
S1
精品课件
解决方案一
改用新的场(F2)来代替原有的场(F1)； 或用场(F2)和物质(S3)来代替原有的场(F1) 物质(S1)。
FF2
S31
S2
精品课件
效果不足的完整模型实例
1. 改用新的场(F2)来代替原有的场(F1)： 例：壁纸很难用刀子刮掉，改用蒸气。
2. 用场(F2)和物质(S3)来代替原有的场(F1) 物质(S1)
零件
例二
吸尘器清洁地毯
机械力
吸尘器
精品课件
地毯
物-场分析模型的结构类型
1. 有效完整模型：系统的3个元素都存在而且有效； 2. 不完整模型：组成系统的元素不全，缺少场或物； 3. 效应不足的完整模型： 3个元素齐全，但效应不足； 4. 有害效应的完整模型： 元素齐全，但产生了有害效应。
TRIZ中，重点关注和解决的是不完整模型、效应不足 的完整模型和有害效应的完整模型三种情况。
精品课件
解决方案二
增加另一个场(F2)，用来平衡产生有害效果的 场。
F
S2
S1
F2
精品课件
有害效果的完整模型实例
要避免零件在加工时弯曲，增加一个相对的力 平整草坪的割草机
精品课件
物质场模型分析课件
和物质交换的开放系统。
物质场的化学基础
化学反应动力学
化学反应动力学是研究化学反应如何进行的科学。在化学反应动力学中，物质场可以被视 为由不同的化学物质组成的混合物，这些物质在一定条件下可以相互反应生成新的物质。
化学键理论
化学键理论是研究分子中原子之间相互作用的理论。在化学键理论中，物质场可以被视为 由不同的分子组成的混合物，这些分子之间的相互作用决定了它们的性质和行为。
物质场模型概述
物质场模型是一种用于描述物质之间相互作用和 传递的模型，它具有广泛的应用价值，如物理学 、化学、生物学等领域。
物质场模型的核心价值
物质场模型的核心价值在于它能够描述物质之间 的相互作用和传递，从而帮助人们更好地理解自 然现象和过程。
物质场模型的贡献
物质场模型在多个领域都有重要的贡献，如物理 学中的量子力学、化学中的分子动力学、生物学 中的神经网络等。
要点二
多尺度建模
物质场模型的发展趋势还包括多尺度 建模。即在同一模型中同时考虑微观 和宏观两个尺度的相互作用和影响， 以便更全面地描述系统的整体性质和 行为。
要点三
智能化应用
随着人工智能和机器学习等技术的发 展，物质场模型的智能化应用也成为 研究热点。例如，利用神经网络和深 度学习等方法，可以从大量数据中提 取有用的信息，并用于优化和控制化 学反应过程、生物实验等实际应用场 景。
案例分析法
案例分析法是通过分析具体案例来 研究物质场模型的方法，它可以帮 助研究者更好地理解物质场模型在 实际问题中的应用。
02
物质场模型的理论基础
物质场的物理学基础
01
经典力学
物质场模型在物理学中有着深厚的理论基础。在经典力学中，物质被视
物场分析
影响。
物场模型的符号系统
物-场分析法是使用一种用图形描述系统内零部 件之间相互关系的符号语言，与文字语言相比， 可以更加清楚直观地描述零部件之间的相互关 系。
相互作用 有关联的关系 定向、有效、作用 定向、有效、不充分的作用
定向、有害的作用 定向、过度的作用
?
?
缺乏信息的作用 模型间的转换
常用物场符号
子弹
S2
枪
举 例
一个液体(S1)含有空气泡(S2)，使用离心机， 增加离心力 (增加机械场F)可以分离空气
泡
模型问题二（有害完整模型）
模型的三个组件都在，但是两个物质
间存在有害的相互作用
F
S1
S2
一般方法2：引进物质(S3)
引进第三种物质(S3)，它应该是原有两种 物质之一的变种。
F
S1 S3
物场模型类型与一般解法
• 效应有害的完整模型： 3个元素齐全，但产生了 有害的效应，需要消除这些有害效应。
• 一般解法： 1）增加另一物质S3来阻止有害效应的产生，S3可 以是现成物质，或是S1、S2的变异、或是通过分解 环境而获得的物质。 2）增加另一个场F2来平衡产生有害效应的场
物场模型类型与一般解法
S2
实例：保护铆钉
（引入现成物质S3）
机械场 机械场
F S1
铆钉
F
S1
S2
锤子 铆钉
S2
锤子
S3
中介物（垫块）
实例：利用托盘保护手
为防止热茶壶烫手， 增加一个托盘
机械场 机械场
F S1
热茶壶
F S1 S2
手
S2
手
物质-场模型分析PPT演示课件
S2电脑
F能量场 （电流）
S1人
S3防辐 射服
14
F能量场 （电流）
S2电脑
S3防辐 射服
S1人
气。即热场作用于S2室内的空气，
S2空气
空气受到激活，作用于S1人身上。
但由于F热场产生的能量不足，作用
不足，对S2空气的激发作用不够，
从而导致S2对S1作用不足，取暖效
益不明显，对S1产生的影响未能达
到预计效果。
F热场 （暖气系统）
S1人
8
5.4 物质-场模型工作流程
构造物质－场模型通常遵循下图所示的工作流程,即 1．识别元件，定义模型中的三个要素， 2．构建模型， 3．从76个标准解中选择合适的解作为解决方案， 4．进一步发展解，以达到系统的有效和完善， 5．实现具体解， 6．探求另外可行解。
5
物质-场模型的描述——完整的系统
如上页图，场F作用于S2上，
使S2对S1产生影响，从而
改变S1，达到预期效果。
F磁场
例：磁铁通过磁场吸引铁。
将其用物场模型描述就是：
F为磁场，S1为铁片，S2为 S2磁铁
磁铁。即F磁场作用于S2磁
铁上，使S2磁铁对S1铁片
S1铁片
产生影响，改变其所处位置 状态。
F
S3
S2
F S3
S1
S2 S1
11
5.5 物质-场组建的规则（二）
第二种情况：把易控的、具有所需特性的补充 物引入到系统，形成复合物场。
补充物可以引入到：
（1）物质内部，形成内部复合物场； （2）物质外部，形成外部复合物场。
例：下雪天汽车行驶在马路上，由于路面雪的 覆盖导致摩擦系数降低，汽车轮子打滑。此时 汽车轮胎已经既定，马路情况也不易改变。则 可以在车轮上加设铁链，利用铁链与地面的作 用增大前进阻力，使车轮打滑状况大大减少。
物场模型分析法(TRIZ)讲述
通用解 类型ຫໍສະໝຸດ 启发法与应用工 具(heuristics and instruments) 经典TRIZ
程序
· 功能属性分析 · 最终理想解与理想化水平 · 物理矛盾与分离原理 · S曲线 · 系统算子分析 ·思 维 定 势 （ 聪 明 小 矮 人，……） · 裁剪与简化
问题描述 与理解
TRIZ知识体系图与问题解决模型（Sheu, 2007）
★ 如何将一个具体问题转化并表达为一个TRIZ的标准问题呢? 方法之一:使用通用工程参数来进行问题的描述!
在实际问题分析过程中，为表述系统存在的问题，工程参数的选择
是一个难度较大的工作。需要全面的专业知识、丰富的经验和对TRIZ39
个通用工程参数的正确理解。
★ 假如你是一名侦探：检验抢确定杀人犯
嫌犯：“警察同志，我没 有杀人，您应该相信我。 您必须相信我。” “我只相信事实。”警察 反驳道：“事实与你说的 不一样，小伙子。在那个 星期有人见你威胁过死者。 打死死者的手枪与你的手 枪是一样的。我们没有找 到子弹是事实，但是我们 会找到证据。”
思考题2（续）
电场
q1
q2
能量场与物质场都携带有场源的能量，可以给系统中的物体施予力的
作用，或者直接给系统提供能量，从而改变场中物体的运动状态，促使 系统发生反应，实现系统所需要的功能。
物－场分析法的三元素（二）
比较常见的场有： Mechanical（机械场）:秤、轮胎地面摩擦 Acoustic（声场）：医生听诊器、B超 Thermal（热场）：温度计变化 Chemical（化学场）：分解、化合 Electric（电场）：电子仪器的工作 Magnetic（磁场）：指南针 ……
★ 旧式太空马桶
物质-场模型分析
江西科技学院
22
步骤5:标准解分析
Altshuller等提出了76种标准解，见书中附录B，并分为如下五类：
（1）不改变或仅少量改变已有系统：13种标准解；
（2）改变已有系统：23种标准解；
（3）系统传递：6种标准解；
S2电脑
江西科技学院
F能量场 （电流）
S1人
S3防辐 射服
14
F能量场 （电流）
S2电脑
S3防辐 射服
S1人
5.5 物质-场组建的规则（三）
为了降低伤害，可以引入外部物质，如人们常使用 的防辐射服装，通过引入的物质，在系统外部形成 物场，经过外部物场的作用，对原来的场起到降低 甚至屏蔽的效果。
上页图中F能量场（电流形成的能量场）作用于S2电 脑使其激发，S2激活散发出电磁波作用于要素S1人 身上。由于电磁波对人体健康会产生不利影响，因 此形成了有害作用系统。通过引入外部环境中现有 的物质S3即防辐射服装，形成了右图所示的系统。 防辐射服代替S1人与F电磁场、S2电脑组成系统，接 受S2对其的影响。从而使人从此有害系统中脱离。
系统、传动系统、执行系统和控制系统。其中执行 系统是其主要功能，并且自行车的轻便与否也绝大 部分取决于它。 3．建立系统的功能模型; 由于执行系统起主要作用， 功能复杂，限于篇幅，这里只讨论执行系统的改善。
江西科技学院
24
5.7 实例（一）：旧自行车车况
改善
（1）识别元件 车轮为S1，转轴为S2，车链传动来的机械能为F。 （2）构造模型 根据本问题所给出的三元件构造如图所示的物质-场模型。对系统的完整
F1
S2
TRIZ创新方法：物质-场模型
TRIZ创新方法：物质-场模型物质-场模型是TRIZ方法的重要分析工具，用于分析与现存技术相关的模型类问题。
所有技术系统的功能都是为了实现某种功能。
所有的系统都可以分解成三个基本元素：两个物质（S1，S2）和一个场（F）。
其中物质S1是系统动作的接收者，场F通过物质S2作用于物质S1，改变S1。
物质S1和S2的定义取决于每一个具体的应用。
它们可以是整个系统、子系统或单个对象，也可以是任何东西，如材料、工具、零件、人员或环境。
场为系统提供能量，使系统产生反应，从而实现某种效应。
这个效应可以作用于S2或场信息的输出物上。
物质-场模型简称物场模型，相应的分析称为物场分析。
物场分析中的东西不仅包括各种材料，还包括技术系统（或其组成部分）。
外部环境甚至可以是活的有机体。
物场分析中场的概念也和物理学中的场不同。
这是一个能量的概念。
在物场的分析中，使用了更精细的分类：力场（压力、冲击、脉冲）、声场（超声波、次声）、热能场、电场（静电、电流）、磁场、电磁场、光学场（紫外线、红外线、可见光）、电离辐射场和放射性辐射场、化学场（氧化、还原、酸性、碱性环境）、气味场等。
一个完整的系统模型是“两个物质和一个场”三个元素的组合。
所以需要创新的问题往往可以表述为两个物质和一个场关系的三角形。
复杂系统可以通过连接多个“物场”三角形来建模。
根里奇.阿奇舒勒通过对物场的研究，发现并总结了以下规律:(1)所有系统都可以分解成三个基本要素（S1，S2，F）(2)一个完整的体系必须由这三个基本要素组成。
(3)相互作用的三个基本要素有机结合，就会在事物场模型中形成功能，S1和S2是具体的，即“物”。
一般来说，S1代表原材料，S2代表工具。
f是抽象的，也就是“场”。
当然，比起其它的TRIZ法工具，物质-场分析方法则需要更多的支持性知识。
对应物场分析的知识汇总是76种标准解法。
物场模型为我们对技术系统分析提供了方便快捷的方法。
利用这种方法和TRIZ方法的76个标准解，可以在学习基础知识的基础上萌发出不同的创新方案。
一种TRIZ理论中物-场分析模型的简化表达方法
一种TRIZ理论中物-场分析模型的简化表达方法作者：黄振永来源：《今日财富》2019年第03期一、物-场分析模式概述物-场分析法是根里奇·阿奇舒勒（Genrich S. Altshuler，前苏联）于1979年在他的专著《创造是精密的科学》中提出的解决问题的方法。
TRIZ 理论是解决发明问题的方法学，物-场模型是其重要工具之一。
应用物-场模型解决问题时，首先需要对待改进的技术系统进行抽象分析，找出物-场元素及相互关系，然后建立物-场模型。
转化后的技术系统模型只包含3个基本元素：2 个场元素（S1 和 S2）和场元素之间的作用力效应（F）。
根里奇·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，即：物质S2（如：工具）通过能量F（如：机械力）作用于物质S1（如：工件），产生的输出（功能）。
在功能的3个基本元素中S1，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。
S1，S2可以是材料、工具、零件、人、环境等;F可以是机械场（Me）、热场（Th）、化学场（Ch）、电场（E）、磁场（M）、重力场（G）等。
在现阶段，TRIZ理论中物-场分析模型常常采用“△”（三角形）的方法来表达，如图1所示。
也有的学者采用哑铃型的方法来表达，如图2所示。
三角形表达法的缺点是：绘图复杂且占用面积大，哑铃型表达法的缺点是虽绘图复杂度降低，但是占用面积仍大;它们的共同缺点是没有表达出功能。
二、标准系统的物-场分析模式的简化表达方法【用洗衣机洗衣服的案例】物质S1：衣服，物质S2：洗衣机，场F：机械场，功能：清洗。
传统的三角形表达法对应的物场模型如图1所示。
在图1中，圆圈表示构成模型的元素，无箭头的实线表示场对物质有作用，带箭头的实线表示正常作用，通常是有S2指向S1，即工具指向工作对象（工件）。
一种新的物-场分析模型的简化表达方法如表1和表2所示。
物-场分析模型
.
24
解决方案二
增加一个新的场(F2)来增強需要的效果
F
S2
S1
F2
.
25
效果不足的完整模型实例
要粘合两个零件时，用夹子(F2)帮助固定。
F
S2
S1
F2
.
26
解决方案三
增加新的场(F2)和物质(S3)来加強原有的效果
F1
S2
S1
F2
F1
S2
S3
S1
.
27
效果不足的完整模型实例
第一步：确定造成问题的相关元素
物质：工件 (S1)，锤子(S2) 场：力(F)
.
46
实例2：太空中的锤子？
第二步：用物-场分析模型反映问题
物质：工件(S1)，锤子(S2) 场：力(F) 功能问题：产生有害作用。
F
S2
S1
.
47
实例2：太空中的锤子？
第三步：选择问题模型的一般解法 有害效应的完整模型有2种常用解法：
物质：电解液 (S1)，水(S2) 场：机械力(F)
.
37
实例1：铜板的清洗问题
第二步：用物-场分析模型反映问题 物质：电解液(S1)，水(S2) 场：机械力(F)
F
功能问題：效果不足
S2
S1
.
38
实例1：铜板的清洗问题
第三步：选择问题模型的一般解法 效应不足的完整模型有3种解法
4. 改用新的场(F2)来代替原有的场(F1)；或用场(F2)和物质(S3)来代 替原有的场(F1) 物质(S1)。
5.1引入物质……………………………… 4 5.2引入场………………………………… 3 5.3相变…………………………………… 5 5.4利用自然现象和物理效应…………… 2 5.5通过分解或结合获得物质粒子……… 3
物场分析
物-场分析一、物质-场模型不同学科在解决问题时，首先需要建立一个问题模型，以分析问题，揭开问题实质和发现潜在问题。
TRIZ理论中的物-场分析方法（Substance -Field Analysis）是一个针对问题建模分析的工具（Modeling Problems）。
TRIZ的工具体系物场分析1物-场模型分析是TRIZ理论中的一种重要的问题描述和分析工具，用以建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。
在问题的解决过程中，可以根据物-场模型所描述的问题，来查找相对应的一般解法和标准解法。
物场分析2技术系统功能的物-场模型物场分析3物质的种类一般地，S1表示工件，S2表示工具。
值得注意的是物场分析中的“物质”比我们一般理解的含义更广一些：它的内容不仅包括各种材料，还包括技术系统（或其组成部分）、外部环境甚至活的有机体，这样做的目的在于，物场分析为了简化解决问题的进程，需要人们抛开（暂时忘掉）物体所有多余的特性，只区分出那些引起冲突的特性。
场的种类物场分析中的场的概念同样有别于物理学中的场。
物理场有重力场、电磁场、强相互作用场和弱相互作用场。
在物场分析中使用了更细的分类法：力场、声场、热能场、电场、磁场、电磁场、光学场、电离辐射场、放射性辐射场、化学场、气味场等。
系统的作用就是实现某种功能，理想的功能是场Field (F) 通过物质Sub-stance2 (S2)作用于Substance1(S1)并改变S1。
其中，物质(S1和S2)的定义取决于每个具体的应用。
S1是系统动作的接受者，S2通过某种形式作用在S1上。
实例1：实现吸尘器功能实例2：铣刀切割零件实例3：人油漆墙壁二、物场模型的种类1.有用并且充分的相互作用2.有用但不充分的相互作用（不充分模型）3.有用但过度的相互作用（有害模型）4.有害的相互作用（有害模型）5.不完整的物场模型（缺失模型）三、物场分析的一般解法及应用一般解法六种实例一般解法流程1、确定相关元素：根据问题所存在的区域或表现，确定造成问题的相关元素，以缩小问题分析的范围。
物场模型分析法(TRIZ)
S2
S1
有害效应的完整模型
建立物-场模型： S2：地壳；S1：房屋 F：机械场（地震波）
思考题2（参考答案）
★ 假如你是一名侦探：检验抢确定杀人犯
➢在刑事弹道鉴定时明确射击时 间的方法是，确定射击后枪管 在一定时间内改变的物理特性。 其特性是，为了确定在出事地 点发现的武器的射击时间，用
S2
测磁仪测量枪管磁化程度，直 到仪器显示的指数等于没收该 武器时枪管磁化程度为止。
决
ARIZ
TRIZ软件 ·CREAX ·Goldfire(TechOptilnizer) ·I-TRIZ……
项目执行／监 管与控制
项目计划
通用解 类型
克服心理惰性的 方法(approaches
for breaking psychological
inertia )
特殊解 解的评价
图1 TRIZ知识体系图与问题解决模型（Sheu, 2007）
物－场分析法的6个一般解法（六）
6、加入S3和F2提高有用效应
F
F
F2
S2
S1
效应不足的完整模型
S2
S13
S1
电过滤网：过滤网加装一个电场（F2），将细小的粒 子聚集成大颗粒子，其过滤效率得到提升．
物-场分析法应用案例
—钢丸发送机弯管部分磨损问题
工程上使用管道运送金属颗粒，将金属颗粒从管道的一 端用高速空气送入管道，金属颗粒在管道中被空气从另一端 送出。但是，在管道的转弯处，金属可以频繁撞击管道壁， 管道容易损坏，使用物场模型来求解。
★ 如何将一个具体问题转化并表达为一个TRIZ的标准问题呢? 方法之一:使用通用工程参数来进行问题的描述!
在实际问题分析过程中，为表述系统存在的问题，工程参数的选择是 一个难度较大的工作。需要全面的专业知识、丰富的经验和对TRIZ39个 通用工程参数的正确理解。
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DESIGN
F
S
S
1
2
效应不足场模 型
2020/6/12
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机械
热场
场
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SS
SS
1
21
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手
插座 手
插 盲文标
座签
DESIGN
2020/6/12
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一般解法
1.增加另一物质S3来阻止有害效应的 产生，S3可以是现成的物质，也可以 是其他物质 2.增加另一个场F2来平横产生有害效 应的场
DESIGN
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1
2
有害效应的场 模型
2020/6/12
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物—场分析法与76 个标工 黄准设 园1欢解301——
DESIG
2020/6/1 2 Copyright © by CRLAND (Shanghai) All rights reserved.
物—场分析法的基 本概念
物—场分析法模型的 种类
物—场分析法应用 步骤 物—场分析模型的进化
电场
场
F
F
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SS
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1
21
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抹
抽油烟 蒸汽
抽油
布
机
烟机
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蒸汽清洗机
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DESIGN
他们的功能 是.......?
2020/6/12
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阿奇舒勒通过对功能的研究发现了下述3条定 律
干燥？
机械场（离心 力）
F
SS
1
2
S
1
衣 服
S
2
洗衣
水
机
热场（烘干）
F
或
S
S
1
2
衣
水
服
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2020/6/12
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有害的，完整模型
含义： 3个要素齐全，但产生 了有害的效应，需要这些消除有 害效应
皮 紫外线 肤
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2
s
皮肤
3 防嗮霜
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效应不足的物场模型
含义：3个要素齐全，但功能未有效实现， 或实现得不足
一般解法
1.增加新的物质S3
2.增加另外一个场F2来强化 有用的场 3.增加物质S3并加上另一个场F2来强 化有用效应 4.改变原有的物质 或场
物质的类型
人员类：产品的使用 者（用户）
材料类：热性质材料、 电、磁性质材料、光 学性质材料
环境类：地面，空气， 矿山
典型物理状态：气态、 液态、固态、等离子 体（电浆）
中间态和化合状态： 气溶胶、液溶胶、固 溶胶、泡沫、粉末、 凝胶、多孔物
DES…IG…N
TRIZ中的场：将存在于物质之间的各 样的 作用都用场来表示。 力场：（持续力、冲击、脉冲） 声场：（超声波、次生波） 热场：（加热，降温）
电场、磁场、电磁场 光学场：（紫外线、可见光、红外线 辐射场：（放射性辐射、电离辐射） 化学场：（氧化、腐蚀、）
……
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物—场分析法的基本概念
物—场分析法通过建立系统内结构化的问 题模型来正确地描述系统内的问题，用符号 语言清楚地表达技术系统（子系统）的功能。 正确地描述系统的构成要素，以及构成要素 之间的相互联系。
不完整的模型
含义：实现功能的3个要素不 全，可能缺场，也可能是缺少物 质
一般解法 1.可引入物质或场，使之形 成完整有 效的场，从而得 以实现功能。
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例：衣服（S1）含有水（S2）如何加快
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完整模型
含义：实现功能的3个元素齐全，且有效实 现功能
机械场
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杯子
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物—场分析法模型 举例
热场
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水
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物—场分析法符号
符号
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意义
需要的效果 不足的效 果 有害的 效果 过度的定向作用 正常、有效的相互作用 效用不足的相互作用 有害的相互作用
（1）所有的功能都可分解为3个基本元素：两个物 质和一个场
（2）一个存在的功能必定由3个基本元素 构成
（3）缺一不可的三个基本元素以合适的方式有机结合，才能有 效实现一种功能
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机械 场
机械 场
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1 garbag e
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把 柄
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把 触摸 柄
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例:如何防晒？
光学 场
光学 场
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1 紫外线
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物—场分析法基本的 模型
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S—物质：任何 F东—西场：物质间相 互作用
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S2-作用对象 S1-作用 工具
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