第7讲(实用) 物场分析法(不讲) 共63页
物-场分析的一般解法(“模型”相关文档)共10张
S2
油水热场F源自S1油S2
水
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。
一般解法四:引入第二个场和第三个物质增强有效的效应
补全缺失的元素,完成物场三角形模型。
它应该是原有两种物质之一的变种。
它一TR应般IZ该 解重是法点原二关有:注两加缺种入失物第模例质三型:之种、一物有办的质害公变,模种阻室型。止、的有不害玻充作分璃用的。模型。
它一应般该 解是法原二有:两加种入物第质三之种一物的质变,种阻。止有害作用。
一补般全解 缺法失三的:元引素入,第完二成个物场,三抵角消形有模害型作。用。 补一全般缺 解失法的三元:素引,入完第成二物个场三,角抵形消模有型害。作用。
光场
一般解法三四:引入第二个场,和抵第消三有个害物作质用增。强有效的效应 一般解法五四:引入第二个场增和强第有三效个的物效质应增。强有效的效应
它应该是原有两种物质之一的变种。
一般解法四:引入第二个场和第三个物质增强有效的效应
TRIZ提出了六种一般解法。
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。
S 它应该是原有两种物质之一的变种。
它应该是原有两种物质之一的变种。 1
S2
机械场 S1
楔子
衬垫
楔子
热场
F1
F2
S3
S1
隐私
S2
玻璃
光场
F
S1
隐私
S3
磨砂
S2
玻璃
有害模型II
• 一般解法三:引入第二个场,抵消有害作用。
• 例:细长轴的切削加工
切削力
F
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。
物场分析与标准解
一、物场分析法
场(Field):物质间的相互作用
基本物理场
• 重力场、电磁场、强作用场、弱作用场
其它的相互作用
一、物场分析法
场:系统中物质间的某种相互作用
符号 G Me P H A Th 名称 重力场 机械场 气动场 液压场 声学场 热学场 重力 压力,惯性,离心力 空气静力学,空气动力学 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,双金属片记忆合金 举例
Ch
E M O
化学场
电场 磁场 光学场
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,偏振
R
B N
放射场
生物场 粒子场
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
一、物场分析法
由于一个人对于某系统的功能表现或者满意或者不 满意,其分别表示如下:
一、物场分析法
物质-场分析方法建立在产品功能分析基础上,通 过建立现有产品功能模型的过程,可以发现有害作
用、不足作用及过剩作用等小问题,产品或系统中
小问题存在的区域是设计冲突可能存在的区域。 Altshuller通过对功能的研究,总结了以下3条定律 所有的功能都可以分解为3个基本元素 一个存在的功能必定由3个基本元素组成 将相互作用的3个元素进行有机组合将形成一个功能
F 热场
F
S1
S2
S1
S2 S3 托盘
菜碗
服务员手
② 例:微芯片的铜导线
在微电路中,用直径0.2微米的铜导线来替换0.35微米 宽的铝导线,腾出的空间可以在芯片上增加三倍的电组 元,提高运行速度,节约用电。铜导线对系统有有效作 用;但由于铜原子会向硅中扩散,铜导线对硅基有有害 作用,从而会恶化了整个系统。在硅和铜导线之间增加 隔离夹层,消除了铜导线与硅的有害效应
物——场模型分析 ppt课件
DESIGN HYH
2020/7/24
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
……
DESIGN HYH
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。
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、) ……
2020/7/24
地拖
水
DESIGN HYH
2020/7/24
DESIGN HYH
地拖中带有一个小水箱 ,地拖布封闭成环形,清洁地 板过程,依靠摩擦力,使得地 拖布与地板接触后,运动到水 箱中,通过水箱清洗,而后又 重新压干与地板接触,进而实 现连续清洁地板及自清洁的过 程
2020/7/24
问题:由于采用带动空气流动产生风来降温,降温效果不是很明显,特 别是气温较高时,试用物—场分析法对其进行改进。
DESIGN HYH
2020/7/24
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。
DESIGN HYH
2020/7/24
(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)
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
物场模型分析与标准解法PPT精选文档
上一页 下一页 返回
第三节 物场模型的构建及应用
1.识别元件
2.构建模型
电解质= S1 水= S2
机械清洗过程= FM
图6-11为该系统的物场模型,在现有的情况下,系统不能满足渴望效应 的要求,因为纯铜表面会变色。因此本问题属于第三类模型,是非有效 完整模型。
3.从一般解中选择一个合适的解
阿奇舒勒通过对功能的研究,发现并总结出3条定律: (1)所有的功能都可以分解为3个基本元件(S1,S2,F) 。 (2)一个存在的功能必定由3个基本元件组成。 (3)将相互作用的3个基本元件进行有机组合将形成一个功能。 理想的功能是场F通过物质S2作用于物质S1并改变S1。
3
下一页 返回
第一节 物场模型的概念与分类
第一节 物场模型的概念与分类
利用物场模型方法对技术系统分析后,可以将其归纳到不同的类别中。 对于每种类别来说,它们都有自己特别的、规范的解题方法,即为标准 解。显然,标准解具有特定性、通用性和普遍性等特点,这些特点使得 物场分析与标准解,作为一类TRIZ解题方法,在解决实际问题时更具有 广泛性。由于物场模型揭示了技术系统结构上的内涵和特点,而标准解 是利用物场分析方法解决发明问题的一个工具,因此我们可以借助物场 模型分析与标准解这个TRIZ解题方法,从技术系统的结构角度出发,得 到物场分析与标准解的解题模式,如图6-3所示。
能令人满意地挡住尘埃,但也因此而难以清理为了清理尘埃,必须经常 关闭过滤器,长时间地向相反方向鼓风。如何解决经常关闭过滤器这个 问题呢? 经过物场分析,问题是这样解决的。利用铁磁颗粒替代过滤器的多层金 属网,铁磁颗粒在铁磁两级之间形成多孔结构。借助于磁场接通与关闭 来有效地控制过滤器。
为了表达方便,功能用一个三角形来进行模型化,三角形下边的两个角 是两个物体(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,如图6-1所示。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
物-场分析模型
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
TRIZ理论(5):物—场模型分析
30
第四级 测量与检测的标准解系统………………………………… 17 § 4.1间接方法………………………………3 § 4.2建立测量的物场模型…………………4 § 4.3加强测量的物场模型……………………3 § 4.4向铁-场模型转化……………………5 § 4.5测量系统的进化方向…………………2 第五级 标准解应用策略准则…………………………… ……… 17 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
2、改变原有物质去除有害作用
3、切断有害作用
4、加入新场去除有害作用
增加反向的场以中和有害效应
在不需要磁效应时关闭磁作用
5、关闭磁作用
TRIZ理论(5):物—场模型分析
34
物-场分析模型的应用实例
实例1: 铜板的清洗问题 实例2: 太空锤设计 实例3: 防止钢丸发送机弯管破损
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 F2
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
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
F2
F1
S2
物场分析与76个标准解 ppt课件
• 如果系统要求获得最大的作用,但这对系统物质 S1会产生伤害时,引入保护性附加物S2让最大作 用首先直接作用在与原物质相连接的附加物S2上, 然后再到达需免受伤害的物质S1上。
Fmax
Fmax
S1
S1
S2
ppt课件
30
实例:焊接工人的面罩 (实例1.1.6)
• 焊接时产生的弧光辐射对焊接工人的眼睛有极大的伤害, 然而为了保证焊接质量,焊接的弧光强度是不可能减弱的, 焊接的工作又必须连续进行的,为此,焊接工人使用保护 面罩(中性滤光镜),过度的弧光(多余的场)被保护面
• 依据Altshuller发现的规律:如果问题的物场模型是一 样的,那么解决方案的物场模型也是一样的,和这个问 题来自于哪个领域无关。
ppt课件
3
物场建模的目的
• 物场建模为研究物场转化和发展的TRIZ工具。 • 应用物场建模可以由模糊的发明情景进入到一系列的发明
问题。发明问题是以技术系统元件成对之间的标准矛盾形 式确定的。
ppt课件
32
实例:注射液玻璃瓶的封口工艺 (在选定区域最大模式,在另一个区域最小模式)
当为注射液玻璃瓶进行封口时,必须将火焰调整到最大功率,以使火焰 在瓶口处达到最大效应,快速地熔化玻璃并完成封口;但是,灼热的 火焰对瓶内的药液质量会产生伤害,为使瓶内的药剂免遭受热,影响 药液的质量,在完成封口操作时,必须将瓶身浸在水中,以使瓶身受 火焰的影响达到最小。
• 效应不足的完整模型:3个元素齐全,但功能未有效实现或 实现得不足。标准解法:增加物质S3或增加另一个场F2来 强化有用效应。S3可以是现成物质,或是S1、S2的变异、 或是环境或是通过分解环境而获得的物质。
• 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。标准解法:
6-物场分析
S1
S2
S1- 物质1:是一种需要改变、加工、位移、发现、控制、实现等的“目标”; S2- 物质2:是实现必要作用的“工具”; F1-场 :代表“能量”、“力”,是实现两个物质间的相互作用、联系和影响。
GZU
MEE
MEE
实例1:实现吸尘器功能
(引入缺少的机械场建立完整的物场模型)
实例2:铣刀切割零件
F1
S1
S2
重力场
F1
F2
S1
S3
S2
GZU
海水
MEE
例1:纯铜板的清洗
问题描述:在纯铜电解生产过程中,少量的电解液会残留 在铜板表面的微孔中,在铜板存储过程中,这些残留的电 解液会挥发出来而形成氧化斑点,从而影响铜板表面质量 并降低其价值。为避免这种损失,在存储之前先清洗铜板, 以去除铜板表面微孔中的残留电解液。但是,由于微孔非 常小,微孔中的电解液很难能够得到彻底清洗。该如何改 进纯铜的清洗呢?
S2 F-机械场
3)需要的效果不足
例如:手拿杯子,但力度不够,杯子滑落
F
S1
S2
GZU
MEE
常用物场模型的可能状况
4)需要的效果过度
例如:手拿杯子,但力度过大,把杯子捏
变形
5)需要的效果完整
例如:手拿杯子,力度合适, 功能完全实现
F S1
F
S1
S2
S1-杯子; S2-手; F-机械场
S2
GZU 其中1-4类物场模型需要改善!
GZU
6
2016/8/27
MEE
为增强一可控性很差,已有的物质又不能改变的物场模 型,可引入另一个场F2,使其向并联式物场模型转换。
F1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2.穷举筛选法—能解决复杂问题吗?
人们曾经认为,提 高创新有效性的方法增 加尝试次数,那么就需 要加快方案筛选速度。
很快人们就发现, 即使在非常快速的情况 下,对方法进行穷举筛 选,对于解决创造性问 题来说仍然无济于事。
第一代计算机
3.创新是反复进行的思维发散与收敛过程
大脑风暴
问 题 情 境
真正
国最大他的的威斯申汀请电被信公驳司回。于了是。,一场旷目
持久的争夺电话发明权的诉讼案一直持续了 10多年。后来经详细调查,发现贝尔申请专 利的时间比格雷大约早两小时,法院据此裁
电话发明人阿.贝尔
案例2:美、苏战斗机较量
朝鲜空战中,苏机的便宜。
1、米格15机身是铆的, 比“佩刀”结实;
Theory of Invent-iTvReIZProblem Solving
解决发明问题的理论 发明问题解决的理论
冷冷战站时期时,期以美的国为神首秘西方武国器家的特“工点与前金苏联术的”克格,勃曾经
进行过无数次惊心动魄的间谍战,其中一次就是围绕被称为神奇的 “点金术”展开的。因为美国、德国等西方国家惊异于前苏联在军 事、工业等方面的创造能力,他们把创造这种奇迹的神秘武器称为 “点金术”,可结果强大的克格勃使欧美国家只能望“术”兴叹。 那么这种神奇的“点金术”到底是什么呢?它为什么有这么大的威 力?
——开启创新能力的金钥匙
主讲教师:许延浪
(中国创造学会第三届理事、陕西省创造学会常务理事)
创 造
创 我们用什么来把握前进的方向: 一双勤劳而灵活的手, 一颗善于发明与创新的头脑,
一对敏锐的眼睛, 一串实实在在的足迹。 没有创造力=失败!
业
创业活动的本质归纳为 以下几种创造活动:
财富的创造, 企业的创造, 变革的创造, 价值的创造。
——国际著名TRIZ专家Savranky
经过60年的发展,TRIZ已成为世界公认的最具全面性、 系统化的创造性解决问题理论,美国创造学大师乔治.普林斯 概括说:TRIZ不愧是一件瑰宝。
(二)TRIZ 的 科 学 性
1.揭开创造的神秘面纱:技术发展的客观性
世界各地出土的石器几乎一模一样
案例1:600次电话发明专利权诉讼
1875年6月贝尔和沃森利用电磁感应原理,试
制出世界上1第8一76部年传递,声聋音哑的机学器校──磁电电 话了机专,利的并申老于请书1师8。76阿年.2贝月1尔4日向向美专国利专利局递交
这局种递电话交机了的发原理明是电:对话着的话筒说话,
使话筒底部的金属膜片随声音而振动,膜片
的振动申带请动一,根并磁在性簧3片周随后之拿振动到,在电磁 线受圈话中一了便方专产,生使利了受证感话书应器电上,流的而, 膜电 片物流 相理经 应导 的线 振传 动至 , 将在话贝音学尔还研家原制出伊电来话.格。机雷的同耶时递,格交雷了发明了相同 原理的同液样体电的话申机请。而,且由十分于巧比合,在贝尔 提局出提专出阿利专.申利贝请申尔的请晚同,一并了天将一,专格 利小雷 发时也 明,向 权纽 转约 卖专 给利 美
创
的
新
问题
方 案
可行 的
方案
定义问题 方案产生
方案评价
经典创新方法
TRIZ创新方法
更有效的创新过程!
4.众眼看TRIZ
“TRIZ是基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方 法学。”
“虽然TRIZ经过50多年的发展,作为一种技术本身,仍然 处于‘婴儿期’,还远没有达到纯粹科学的水平,称之为‘方 法学’是合适的。”
热烈欢迎同学们 学习创造与创业!
Creation and Entrepreneurship 西安石油大学
全球问题千头万绪,使人类面临的最大问题 是怎样开发人的创造力,发挥人的潜能,提高人 类解决复杂问题的能力,以消除人类在对付全球 性问题方面的差距。
联合国科教文组织《学无止境》
创造与创业
Creation and Entrepreneurship
技术系统发展的客观规律是存在的
综上所述,可以得出一个关键性的结论: 技术系统发展的客观规律是存在的,这些规
律也可以被人们认识和利用。从而不必筛选各 种方案就能够有针对性地解决发明问题。
2. TRIZ(萃智)是什么?
Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch
希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、 废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法、 特尔斐设想法等等
以美国人奥斯本为代表开创创造学!
1.头脑风暴法:海上遇险
头脑风暴的出现使人 们产生了无限的期待, 但大量的实践证明,头 脑风暴只有在解决非技 术问题(如寻找产品的 新用途、创立广告的新 形式等)的时候才会发 挥最好的作用。对于复 杂的技术问题,头脑风 暴就显得力不从心。
——科学技术部、发展改革委、教育部、中国科协《关于印发<关于加强创新 方法工作的若干意见>的通知(国科发财[2019]197号)》 2019年4月23日,
简称四部委通知
(一) 传统的创新方法的缺陷
常用的传统创新方法
世界上总共有约有300多种创新的技法: • 头脑风暴法、形态分析法、特性列举法、缺点列举法、
2、米格有机炮,比只有 机枪的“佩刀”火力猛。虽 然米格15与F86“佩刀”在总 体技术上水平相当,但在大 家对怎么玩喷气式战斗机都 不太明白的时候,皮厚拳头 重的米格就占便宜了。
美国人打中我们了,是
一个眼;我们打中他们,就 是一个洞。美军打我们七八 十发子弹,米格还经常能飞 回来,而我们只要在航空照 片上确认击中两炮,基本上 就可以宣布“击落敌机”了.
创业是一个创造财富的 艰苦奋斗的过程
教材: 许延浪《当代大学生创造与创业》西北工业大学出版社,2009年
第八节 物场分析法
一、国际先进技术创新方法-TRIZ
推进技术创新方法的引进与发展。针对建立以企业为主 体的技术创新体系的重大需求,推进TRIZ等国际先进技术 创新方法与中国本土需求融合 ;推广技术成熟度预测、技 术进化模式与路线、冲突解决原理、效应及标准解等TRIZ 中成熟方法在企业的应用;加强技术创新方法知识库建设, 研究开发出适应中国企业技术创新发展的理论体系、软件 工具和平台。