物场分析
TRIZ(三)-物场分析
技术系统功能的物-场模型
技术系统的目的是执行（功能(function)）。它的基本 组成包括两个物质(Substance)和它们之间的作用力， 称为场(Field)。场是产生作用力的一种能量。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。
F
S1
S2
物-场模型
功能的定律： 1.所有的功能都可以分解为三个基本元件（S1，S2，F）； 2.一个存在的功能必定由三个基本元件组成； 3.将三个相互作用的三个基本元件有机组合将产生一个功能 F
物场模型类型举例
不完整模型，需要的效果没有发生：例如，炉壁没有冷 却功能因而过热。 有害功能模型，產生有害的效果：例如，炉壁因生火而 过热。 非有效完整模型，需要的效果不足：例如，炉壁过热， 冷卻功能不足。
物－场模型的一般解法
1. 不完整模型 一般解法1：补齐所缺失的元素，增加场F或工具S2，完整模型。
F S1
F
S1
例子：
S2
S2 S3
将窗户玻璃进行磨砂处理，变成半透明的，以保护办公室的隐私。
物－场模型的一般解法
一般解法3： 增加另外一个场F2来抵消原来有害场F的效应
F S1
F
S1
S2
S2 F2
例子： 零件在加工中产生偏歪，增加一个反向作用力。
物－场模型的一般解法
3. 效应不足的完整模型 效应不足的模型是构成物－场模型的元素是完整的，但有用的场F效应 不足，比如太弱、太慢等。 一般解法4： 用另一个场F2(或者F2和S3一起)代替原来的场F（或者F及S1）
场能量的总称meth物场模型中的效应表示符号意义需要的效应不足的效应有害效应物场模型举例一铣刀切割零件机械?铣刀物场模型举例二吸尘器清洁地毯机械?地毯吸尘器物场模型举例三人油漆墙壁化学?墙壁模型类型一个系统可能包含多个功能建立每个功能模型是需要的
物场分析原理的应用
物场分析原理的应用1. 物场分析原理概述物场分析原理是一种用于研究物质在空间中的分布和移动的方法。
它基于物场理论，通过建立数学模型和使用物理方程，来描述物质在空间中的变化规律。
物场分析主要包括场的建立和分析两个步骤。
场的建立是指分析问题的背景和目标，并选择适当的数学模型来描述问题。
场的分析是指利用所建立的场模型，通过求解物理方程和进行数值模拟等方法，来研究物质在空间中的分布和移动过程。
2. 物场分析原理的应用领域2.1 自然科学领域物场分析原理在自然科学领域中有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域：•天气预报：物场分析原理可以用于建立天气模型，通过分析大气的温度、湿度、气压等物理参数的分布和变化规律，来预测未来的天气情况。
•地球物理学：物场分析原理可以用于分析地球内部的磁场、重力场等物理场的分布，进而研究地球内部的结构和变化。
•流体力学：物场分析原理可以用于研究流体在空间中的流动规律，如空气和水的流体力学模型可以用于优化飞机的设计和水流的控制。
2.2 工程科学领域物场分析原理在工程科学领域中也有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域：•电磁场分析：物场分析原理可以用于分析电磁场的分布和变化规律，如电磁波的传播、电磁辐射的计算等。
•热传导：物场分析原理可以用于研究热传导的过程，如材料中的热传导、热量的传递等。
•结构力学：物场分析原理可以用于分析物体的受力分布和变化规律，如建筑结构的强度分析、材料的应力分布等。
3. 物场分析原理的应用方法物场分析原理的应用方法主要包括以下几个步骤：3.1 问题的分析和建模首先需要分析问题的背景和目标，并选择适当的数学模型来描述问题。
根据实际的需求，选择合适的物理方程和边界条件来描述被研究的系统。
3.2 场的建立根据所选的数学模型，建立物场的表达式。
可以通过求解偏微分方程、利用边值问题求解、使用差分方程进行离散求解等方法来建立场。
3.3 场的分析利用所建立的场模型，通过求解物理方程和进行数值模拟等方法，来研究物质在空间中的分布和移动过程。
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
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
triz物场分析与76个标准解-
triz物场分析与76个标准解-TRIZ（俄语全称为“理论创造问题解决”）是由苏联发明家阿尔图·谢列梅捷夫于1946年发明的一种创造性解决问题的方法。
TRIZ提供了一些工具和技术，可以帮助人们识别和解决问题，特别是那些看起来难以解决的问题。
TRIZ的方法论是基于一套模型，这些模型说明了哪些问题需要解决，以及如何解决它们。
TRIZ的物场分析方法是其重要的一部分，它提供了一种分析物体或系统的方法，以了解它们如何工作，以及如何改进它们。
这种方法要求将物体或系统分解为比较简单的部分，例如组件，以帮助识别和定位问题。
用于这个方法的一些技术包括功能分析和属性分析。
TRIZ物场分析方法的主要目的是确定问题的本质，了解问题的来源以及可能导致问题的因素。
这种分析方法通过评估与系统相关的活动和变量来实现这一点。
在TRIZ物场分析的过程中，会使用76种常见的问题解决过程，称为“标准解法”。
这些标准解法旨在帮助人们找到新颖的解决方案，包括那些原本不明显的解决方案。
以下是76个TRIZ标准解法：1. Segmentation(分割)2. Extraction(提取)3. Local Quality(局部质量)4. Asymmetry(不对称)5. Merging(融合)6. Universality(普适性)7. Nested Doll(套娃)9. Prior Counteraction(先前对抗)11. Cushion in advance(提前垫垫)12. Equipotentiality(等电位)13. The other way round(相反的)15. Dynamicity(流动性)16. Partial or excessive actions(局部或 excessive)17. Another dimension(另一个维度)18. Mechanical vibration(机械振动)20. Continuity of useful action(有用行动的连续性)21. Skipping(跳）22. “Blessing in disguise”(暗中帮助)23. Feedback(反馈)24. Intermediary(中介)25. Self-service(自助)26. Copying(复制)27. Cheap short-lived objects(廉价短命的物品)28. Replacement of a mechanical system(机械系统的替换)30. Flexible shells and thin films(柔性外壳和薄膜)31. Porous materials(多孔材料)32. Color changes(颜色变化)34. Discarding and recovering(弃之不，取之有)37. Thermal expansion(热膨胀)38. Strong oxidants(强氧化剂)41. Combination of different temperatures(不同温度的组合)44. Use of curved surfaces(利用曲面)45. Discarding of harmful factors(排除有害因素)46. Localization(本地化)47. The use of cheap energy(使用廉价能源)49. Hidden defects(隐藏缺陷)50. Feedback at different levels(不同级别的反馈)54. Gradual improvement(阶段性改善)59. The use of electrically conducting fluids(利用导电流体)64. Non-uniformity(不均匀性)76. The use of plasmas(利用等离子体）TRIZ物场分析方法和76个标准解法为人们提供了创造性的思维工具，帮助他们理解和改进物体和系统。
TRIZ理论之物场分析
TRIZ理论之物场分析TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving，创新问题解决理论）是苏联工程师阿尔图尔·盖尔（Genrikh Altshuller）在20世纪40年代提出的一种创新方法论。
其中的物场分析是TRIZ理论的重要组成部分，通过对物理场的分析，可以帮助我们发现问题的本质以及潜在的解决方案。
物场分析的基本概念是将问题、系统或产品看作一个物理场，即一种能量场、磁场或其它物理场。
通过对物理场的分析，我们可以找到与问题有关的主要矛盾，从而寻找创新的解决方案。
物场分析通常经历以下几个步骤：1.定义系统：首先，我们需要明确问题所涉及的系统。
系统可以是一个产品、一个流程或一个完整的系统。
例如，如果我们要解决一个生产线上的质量问题，那么这个系统可以是整个生产线。
2.确定物理场：接下来，我们需要确定系统中存在的物理场。
物理场可以是能量场、电磁场、热场等。
以生产线为例，可能存在的物理场包括机器的动能、零件的热量等。
3.寻找主要矛盾：通过对系统的分析，我们可以找到与问题相关的主要矛盾。
主要矛盾是指系统中两个或多个相互矛盾的要素。
例如，在生产线中，质量和生产效率可能存在矛盾，提高质量可能会降低生产效率，但降低质量可能会增加次品率。
4.消除矛盾：一旦找到主要矛盾，我们可以通过一系列的原则和工具来解决矛盾。
TRIZ提供了40个创新原则，如分割、统一、反方向等。
这些原则可以用于生成创新的解决方案，使得系统可以同时满足矛盾的要求。
5.生成解决方案：在应用创新原则之后，我们可以生成一系列解决方案。
这些解决方案可以是针对主要矛盾的改进措施，也可以是完全不同的设计思路。
通过综合和评估这些解决方案，我们可以找到最合适的解决方案来解决问题。
物场分析的优势在于它能够帮助我们从问题的本质出发，找到最根本的解决方案。
相比于传统的经验法则和启发式方法，物场分析更加科学和系统性。
通过将问题转化为物理场，我们可以抽象出问题的本质特征，从而寻找到更具创新性的解决方案。
TRIZ理论四物场分析与个标准解
物场模型：是由两个物质和一个场这样三个元素所构成的完全的、最小的技术系统。是一种用图形表达问题的符号语言来揭示系统的功能，描述任何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。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。 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。
氟利昂
S2
F
S1
压缩机
紫外光
F
S1
S1
＋荧光粉
S3
系统不能改变，但允许加入一种永久或临时的添加物帮助系统实现功能，可通过引入环境中的资源SE作为内部或外部添加物
SES1
S2
F
S1
S2
F
S1
S2
F
F
S1
S2SE
S1.1.4 利用环境中的资源
实例：潜水艇下水深度的调整
当潜水艇浮在水面上时，同时承受着来自地球自上而下的重力和与之相反方向的水的浮力，倘若将环境中的水大量地注入潜水艇中，一旦地球对潜水艇的重力克服了水的浮力时，潜水艇就会开始下沉。
S2
F1
S1
钉子
锤子
机械力
系统不能改变，但允许加入一种永久或临时的添加物帮助系统实现功能，可以在S1或者S2中引入一种内部添加物S3
S2
F
S1
S2
F
S1
S2
F
S1
S3
F
S1
S2
S3
作用不充分
没有作用力
S1.1.2 内部合成物场模型
实例：穿着普通鞋子在冰面上行走
穿着普通鞋子在冰上行走的人，因得不到冰面足够的摩擦力，所以容易滑倒。 解决办法：换上钉鞋
物场分析法概述
物场分析法是指通过分析技术系统内部构成要素间相互关系、相互作用而导致技术创造的一种方法。
TRIZ之父Airshulle于1979年提出了物质-场分析法原理，用符号语言清楚地描述系统(子系统)的功能，它能正确地描述系统的构成要素，以及构成要素之间相互联系。
它以为：1)所有的功能都可分解为三个基本元素(两个物质一个场)；2)只有三个基本元素以合适的方式组合，才能完成一个动作，实现一种功能。
所谓物质是指某种物品或实体，可以表达从简单的物体到复杂的技术系统。
所谓场是作用物体之间的相互作用、控制所必须的能量类型。
所谓相互联系是指物质和场之间的相互作用，即系统实现的功能，如图1所示。
图1 基本物质－场模型给符号物场分析法是原苏联学者P．C·阿利特舒尔首创的一种创造技法。
“物场”是这种技法的基本概念。
“物场”虽然是“物质”与“场”两个词的新组合，但并不是狭义的“物质场所”的意思。
物场一词，在物场分析法中具有特定的涵义。
所谓物场，是指物质与物质之间相互作用与互相影响的一种联系。
比如，电铃的响声给了人一种信号，其中“电铃”，“人”属于“物质”的概念，那么“场”又是指什么呢?只要分析一下电铃的响声为什么会传到人的耳里，就会知道“空气的振动”是其中的原因，如果是在真空中，人是听不到电铃的声音的。
即是说，在“电”与“人”之间存在着一个“声场”。
事实上，世界上的物体本身是不能实现某种作用的，只有同某种“场”发生联系后才会产生对另一物体的作用或承受相应的反作用。
就科学领域来说，温度场、机械场、声场、引力场、磁场、电场，等等，是物场的具体存在形式。
构成一个物场需要三要素：两个物质和一个场，其一般结构形式如图所示。
在物-场分析法中，理想的功能是场通过物质S2作用于物质S1并改变物质S1。
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。
创新实践报告 物场分析及标准解
创新实践报告物场分析及标准解下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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在当今快速发展的时代背景下，物流行业的重要性日益突出。
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。
第六章 物场模型分析与标准解法
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第三节
物场模型的构建及应用
由此可见，如果物场结构中两物体间既有好的作用又有坏的作用，而且 没有必要保持两物质的直接接触，且不希望或不允许引入新的物质，则 将两物质加以修正，组合成第三个物质，使问题得以解决。 例6-2 过滤器的清理问题。 为了清除燃气中的非磁性尘埃，使用多层金属网的过滤器。这些过滤器 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。
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第一节
物场模型的概念与分类
一、物场模型的概念
系统的作用就是为了实现某种确定的功能，产品是功能的实现。所谓功 能，是指系统的输出与输入之间正常的、期望存在的关系。系统的功能 可以是一个比较大的总功能，也可以是分解到子系统的功能，还可以一 直分解下去，直至达到底层的功能为止。底层的功能结构上比较简单， 容易进行理解和表达。 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。
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第三节
物场模型的构建及应用
6.发展一种概念以支持解 F76是热能， S3是水蒸气(图6-13)。应用过热水蒸气(水在一定的压力下， 温度可达100℃以上)。水蒸气将被迫进入纯铜表面非常细小的毛孔中， 使电解质离开纯铜表面，从而将其彻底排出微孔。 把一个复杂的问题分成许多简单易解的问题，在技术领域里是一种常规 的做法。物场模型分析方法，首先可以用在复杂的大问题上，同时也可 用在简单的小问题上灵活的运用物场分析，把实际工作中需要解决的问 题用物场模型描述，明确物场模型中三元件的相互关系，把需要解决的 问题模式化，然后用一般解法和76种标准解就可以实现创新设计，从而 解决技术冲突。
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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
热茶壶
S3
托盘
实例：外科手术中的橡胶手套
F
F S1 病人 S2 医生的手
S1 病人
• 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。
• 一般解法：
• 1）用另一个场F2代替原来的场F1；
• 2）增加另外一个场F2来强化有用的效应；
• 3）增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用 效应。
模型问题一（不完整模型）
需要的效果没有产生，表示模型缺少 一至两个组件
S1
被敲击物质 机械力 机械力
F S2
锤子
S1
被敲击物质
S2＋S3
锤子
水银
一般解法3：
增加另一个场(F2)，用来平衡产生有害效果 的场。需要评估各种力场。
害作用） （用第二个场F2来消除有
F
S1 F2
S2
举例
要避免零件在加工时弯曲，增加一个 相对的力。
实例：防止车床加工细长轴工件的变形
• 利用与长轴协同振动频率的支架产生的反作用力来防止细 长轴的变形
符
号
意
义
需要的（必要的）效果 不足的效果
有害的效果
常用物场模型的可能状况
需要的效果没有发生 例如：炉壁没有冷却功能,因而过热 产生有害的效果 例如：炉壁因生火而过热 需要的效果不足 例如：炉壁过热，冷却功能不足
物场模型类型与一般解法
• 有效完整模型：实现功能的3个元素齐全，且
有效实现功能。
• 不完整模型：实现功能的3个元素不全，可能 缺场，也可能是缺少物质（工具）。 • 一般解法：对不完整模型，应针对所缺少的 元素给予引入物质或引入场，使形成有效完 整的物场模型，从而得以实现功能。
穿着普通鞋子在冰上行走的人， 因得不到冰面足够的摩擦力， 所以容易滑倒。
解决办法：换上钉鞋
摩擦力 F S1 鞋子 S2 冰面 S1 摩擦力 F S2 冰面
带钉子的鞋子
有效的、定向的、不充分的 作用
有效的、定向的、充分的作 用
实例：利用抗凝血剂防止血液凝固
化学场
化学场
血液
心肺机
血液
(心肺机 肝素)
一般解法5：
物场分析
在任何一种发明课题中，都应有
物体，物体与外界环境(或其它物体) 相互作用。 也就是说，从课题所需要的答案 中，一般必需具有两个物体和一个场
物场分析
这三个角色。
技术系统功能的物-场模型
技术系统的目的是执行功能 (Function)。它的基本组成包括两个物质 (Substance)和它们之间的作用力，称为场 (Field)。场是产生作用力的一种能量。
S2 医生的手
S3
橡胶手套
举例
要增加办公室的隐密性，窗玻璃改为 磨砂玻璃
实例：高温焦炭的输送
引入已存在物质S1高温焦炭的变异物碎焦炭S3，来达到消除高温焦炭对传送 带的有害效应。
热场
热场
F S1
高温焦炭
F
S2
传送带
S1
高温焦炭
S2
传送带
S3碎焦炭
实例：设计太空中安全使用的锤子
• 在锤头的空腔内引入水银S3，在锤子下落冲击时的瞬间， 由水银产生的惯性力将抵消了锤子的反弹力。 F S1
•
•
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?
机械力 F1 细长轴 机械力 F1
刀具
刀具
细长轴
支架的反 作用力F2
模型问题三
效应不足的完整模型
模型的三个组件都在，但是需要的 效果不足
F
S1
S2
一般解法4：
改用新的场(F2)或场和物质(F2+S3)来代
替原有的场(F1)或场和物质(F1+S1)
F2 F
S1 S3
S2
实例：穿着普通鞋子在冰面上行走
物质（S1或S2)用一个完整的、可独立控制的物场
模型来替代，形成串联式（链式）物场模型
F S1 S2 S1 F1 S3
F2
S2
实例：让带有衬垫紧固件中的楔子轻而易举地拔出
（引入易熔合金衬垫S3和热场F2形成链式物场模型）
F1 机械场
衬垫 S2 楔子 S1 F1 机械场 F2 热场
楔子 S1
易熔合金 衬垫S3
材质等复杂性无关的物体。
材料 工具 零件 人 环境
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。
S1 地毯
S2 吸尘器
机械场 F S1 地毯 S2 吸尘器
实例2
铣刀切割零件
机械场
零件
铣刀
实例3
人油漆墙壁
化学场
墙壁
人
什么是标准解法？
• 标准解法是指不同领域发明问题的通用解法，
具有应用的广泛性、一致性和有效性。
• 标准解法是TRIZ理论研究技术系统转化和发 展的工具之一。是通过物－场模型来使设计 人员能有序地进行解决发明问题的方法。
稳定性；
实例：船体装备的“龙骨压载水箱”，利用船体内
臵的水箱来增强船体的稳定性。当船翻覆时，龙骨 会暴露到空气中，水就显示了重量，由于水不可能 即刻流出，龙骨将使船自动恢复到原位
物-场模型分析的应用
• • 物-场模型的6个一般解法，如果能够结合在一起应用，可以 更有效地解决问题。建议使用以下步骤进行。 1)确定相关的元素。首先根据问题所存在的区域和问题的表 现，确定造成问题的相关元素，以缩小问题分析的范围。 2)联系问题情形，确定并完成物-场模型的绘制。根据问题情 形，表述相关元素间的作用，确定作用的程度，绘制出问题所 在的物-场模型，模型反映出的问题与实际问题应该是一致的。 3)选择物-场模型的一般解法。按照物-场模型所表现出的问题， 查找此类物-场模型的一般解法，如果有多个，则逐个进行对照， 寻找最佳解法。 4)开发设计概念。将一般解法与实际问题相对照，并考虑各 种限制条件下的实现方式，在设计中加以应用，从而形成产品 的解决方案。
场的种类
机械场 （重力场）：秤、汽车在公路行 驶轮胎与路面摩擦
声场：医生听诊器、B超
热场：温度计变化
化学场 ：分解、化合
电场：电子仪器的工作
磁场：指南针
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。
衬垫 S2
• 经加热后，易熔合金衬垫熔化，楔子就能轻而易举 地被拔出。
实例：人工碎石
（直接用榔头击岩石效应不足）
机械力
F1
S1
岩石
S2
榔头
人工碎石引入凿子
（向串联式物场模型转换）
机械力
F1
S1
岩石
S2
榔头
机械力
机械力
F1
F2
S1
岩石
S3
凿子
S2
榔头
实例：车轮打滑的解决途径
（向串联式物场模型转换）
S2
一般解法1：
增加需要的组件，完成物场三角形
F
S1
S2
不完整→有效完整的物场模型
缺少工具 和力 缺少力和加工 对象 缺少力