物场模型分析法(TRIZ)讲述
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物-场模型分析
物-场模型分析
阿奇舒勒认为，每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成。
因此，每一个系统都有它的子系统，而每个子系统都可以再进一步地细分，直到分子、原子、质子与电子等微观层次。
无论大系统、子系统、还是微观层次，都具有功能，所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。
技术系统构成了物质S1、作用体S2,场F，三者缺一就会造成系统不完整的结构。
在物质-场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。
场是指完成某种功能所需的手法或手段，用于表示两个物体之间相互作用、控制所必需的能量，通常是一些能量形式。
例如:磁场、电场、热场、化学场、机械场、声场等。
当系统中某一物质所特定的机能没有实现时，系统就会产生问题。
为了控制这一物质产生的问题，有必要引入另外的物质。
物-场模型分析是TRIZ理论中的一种重要分析工具，用于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。
Triz物质场分析与标准解
什么是物质和场？
S—物质：任何东西（包括材料、工具、 零件、人、環境等） S1—作用对象（作用承受者） S2—工具（作用发出者） F—场：物质间的相互作用
TRIZ理论总结
建议或期望
1、结合自己工作课题，应用TRIZ理论分析 和解决问题； 2、通过TRIZ学习，使解决问题和发明工作 规范化、简单化、流程化、信息化。
•Altshuller通过对功能的研究，发现并总结以下3条定律： 1.所有的功能都可以分解为3个基本元素； 2.一个存在的功能必定由3个基本元素组成； 3.将相互作用的3个元素进行有机组合将形成一个功能。
什么是物质和场？
物质是指某种 物质是指某种物体或过程 物体或过程， 可以是整个系统，也可以是系 统内的子系统或单个的 物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。物质之间依 靠场来连接。 场是指完成某种功能所需的 场是指完成某种功能所需 的手法或手段，通常是一些能量形式，如:磁场、重力 场、电能、热能、化学能、机械能、 声能、光能等等 （附表）。 物场模型的建立过程，就是将特殊技术问题标准化的过 程。 如果某个技术系统中，存在缺陷（缺少了物质， 或缺少了 场），则说明技术系统不完整，存在冲突。 因此，物——场场分析法可分析法可发现并确定冲突， 再通过标准解寻找“标准答案”，可对不完整系统进行 补充，结合具体的工程背景，即可解决冲突。
物质-场模型
物质-场分析方法建立在现有产品功能分 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，根 据物质-场表示的功能模型的类型就可判 定冲突的存在。该方法适用于发现已有产 品中冲突以便改进设计。
triz物场分析与76个标准解 PPT课件
F 机械场
S1 陶瓷板
S2
S1
涂料
S2max
28
实例：洗完衣服后的甩干（实例1.1.6）
要想依靠重力或手臂的能力拧干衣服上的水是不太容易的事， 借助于洗衣机，让衣服和洗衣机滚筒转起来，利用洗衣机 的离心力把衣服上多余的氺份去除。
离心力
F
Fmax
S1 衣服
S1
S2
洗衣机
29
1.1.7 对物质作用的最大模式
• 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：
1）增加另一物质S3来阻止有害效应的产生 2）增加另一个场F2来平衡产生有害效应的场
7
物场模型工作流程
• 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。
物场分析与76个标准解
曾富洪
1
TRIZ的解题模式
问标题准模问型题
TRIZ工具
解标决准方解法案 模型
转化
归纳
定义
应用
应用
验证
具体 问题
具体问题解
2
什么是物场模型？
• 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 符合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。
缺少工具 和力
缺少力和加 工对象
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
F
S3可以是修改后 的S1或S2，或者 是通过共同改变 S1、S2得来。
S2 S3
S1
TRIZ理论（5）：物—场模型分析
16
有害效果的完整模型实例
为增加室内的私密性安装了窗帘，但严重影响 了室内的光照度。
1.
2.
改换窗帘 窗玻璃改为 磨砂玻璃。
TRIZ理论（5）：物—场模型分析
17
有害效果的完整模型实例
TRIZ理论（5）：物—场模型分析
29
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 2.1 2.2 2.3 2.4 强化物场模型的标准解系统……………………………… 23 向复合物场模型进化 ………………………… 2 加强物场模型…… ………………………………6 采用频率协调强化物场模型 ……………………3 引入磁性添加物强化物场模型……… ………………… 12
TRIZ理论（5）：物—场模型分析
35
实例1：铜板的清洗问题
电镀纯铜时，少许电解液会留在铜表面的微孔中。 若不清除，电解液干燥时会留下氧化的痕迹，减 少产品的外观和价值。因此通常在储存之前，要 先冲洗表面。但是因为微孔很小，即使用大量的 水冲洗，还是会有一些电解液留在微孔中。 改进的方法？
TRIZ理论（5）：物—场模型分析
TRIZ理论（5）：物—场模型分析
41
第四步：开发设计概念（二）
增加新的场(F2)和物质(S3)来加强原有的效 果
F1 F2 F1
S2
物-场分析模型
• 以外部环境系统作为添加物以强化物-场模型
• 4、外部环境物场
• 修正或改变环境以强化物场模型
• 5、微小量原则
• 对微小量进行后期控制以增加可操作性
• 6、极大值原则
• 通过物质引入而使系统指标不超过最大值以增加安全性
• 7、选择性极大值
• 原则在局部实现最大（或最小）值
h
33
有害效应模型_标准解法（9-13）
需要改进系统 建立物场模型
判断模型类型
测量和检测问题 建立物场模型
模型不完整
产生有害效应
作用不足
第一级
第二、三级
第四级
h
第五级
32
效应不足模型_标准解法（2-8）
• 1、内部型复杂物场
• 在系统内部引入添加物以强化物-场模型
• 2、外部型复杂物场
• 增加系统外部外部添加物以强化物-场模型
• 3、外部环境作添加物的物场
• 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。
h
4
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
• 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。
h
9
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
h
10
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。
• 4、外部环境物场
• 修正或改变环境以强化物场模型
• 5、微小量原则
• 对微小量进行后期控制以增加可操作性
• 6、极大值原则
• 通过物质引入而使系统指标不超过最大值以增加安全性
• 7、选择性极大值
• 原则在局部实现最大（或最小）值
h
33
有害效应模型_标准解法（9-13）
需要改进系统 建立物场模型
判断模型类型
测量和检测问题 建立物场模型
模型不完整
产生有害效应
作用不足
第一级
第二、三级
第四级
h
第五级
32
效应不足模型_标准解法（2-8）
• 1、内部型复杂物场
• 在系统内部引入添加物以强化物-场模型
• 2、外部型复杂物场
• 增加系统外部外部添加物以强化物-场模型
• 3、外部环境作添加物的物场
• 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。
h
4
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
• 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。
h
9
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
h
10
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。
物-场模型分析
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。
TRIZ理论简介
TRIZ的主要内容
理想化 理想化是对客观世界中所存在物体的一种抽象，理想化 物体是真实物体存在的一种极限状态。 理想机器 没有质量、体积，但 能完成所需的工作 理想方法 不消耗能量及时间， 但通过自身调节，获 得所需的效应 理想过程 只有过程的结果，而 无过程本身，突然就 获得了机会 理想物质
没有物质，功能得以 实现
增加另外一个场F2来强化有用的效果。 例：利用蒸气来代 替机械力，以去 除墙上的墙纸， 效率和效果提升 许多。
物-场分析模型： （5）物-场模型解法： 3. 效应不足的完整模型: 插进一个物质S3并加上另一个场F2来提高有用效应 例：过滤网加装一个电 场，将细小的粒子给
聚集成大颗粒子，其
过滤效率得到大幅提 升。
壁过热，冷却功能不足。
4.有害功能模型 组件齐全，但产生了与设计者所追求的的效应相冲突的效应，需要消除有害功
能。例如，炉壁因生火而过热。
物-场分析模型：
（5）物-场模型解法： 1.不完整模型： 解法：补齐所缺失的元素，增加场F或工具S2，完整模 型。
例：液体（S1）中存在着气泡(S2)。使用离心机 （增加机械场F）将气泡从液体中分解出来。
一个技术系统进化需要经过四个阶段：婴儿期、成长期、系统进化的阶段性 S曲线各时期的特点：
衰退期 成熟期 成长期 婴儿期
价值和潜力显然 大量人力和财力 投入，效率和性 能得到提高 系统高速发展 系统日趋完善 性能水平得到最 佳 利润最大并有下 降趋势 研究成果水平低 下 技术达极限，将 被新的技术系统 所取代，新的S 曲线开始
TRIZ 核 心 思 想
TRIZ的思维模式：
把该解转化为领域的解或特解
利用 TRIZ 中的工具，如发明原理、 标准解等，求出该 TRIZ 问题的普 适 解 或 称 模 拟 解
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。
《创新方法TRIZ理论入门》课件 第10章 物场模型和标准解
10.5 物-场模型标准解分析案例
h v
工程案例：淬火油槽问题探讨
• 淬火是将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时 间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
问题描述与分析
•淬火存在的问题 •〔1〕淬火油槽内上下油液温度相差较大，给 产品热处理质量带来隐患。 •〔2〕工件在静油中淬火，外表极易形成蒸汽 膜，影响淬火质量。 •〔3〕工人劳动强度大，生产效率低〔特别是 大件〕。
2.4 引入磁性附加物增强物场模型（12）
第 向双、多级系统或微观级系统进化的标准解 三 3.1 向双系统或多系统转换（5） 级 3.2 向微观级系统转换（1）
子系统 数量 13
23
6
测量与检测的标准解
4.1 利用间接的方法（3）
第 4.2 构建基本完整的和复合的测量物场模型（4）
四 4.3 增强测量物场模型（3）
从76个标准解法中查询适用于这种模型的解法，马上就得到 了解的模型。
F
S2 冰雪路面
S1 车轮
4、有害的物-场模型
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。
案例：车辆噪声扰民
车辆产生的噪音〔F〕即振动场的能量作用在空气〔S2〕
上形成驻波，产生噪声，噪声作用于居民〔S1〕身上，对其正常
生活形成了干扰。
振动场
F
S2 空气
S1 居民
10.3 物-场模型的一般解法
最终选定方案三喷射式搅拌
方案实施
• 喷射式搅拌装置是由离心式热油泵，将热油从油槽中抽出，经 过板式换热器冷却，再以较高的压力通过开有假设干出油孔的 喷油管路垂直送回油槽，强制油液产生对流、循环的原理制成 〔见附图〕。该方案在实现冷却的同时，也起到循环搅拌的效 果。且油液翻腾程度完全可控，操作者可根据实际情况通过阀 门进行流量大小的调整。
TRIZ理论四物场分析与个标准解
什么是物场模型
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-场分析模型
3. 例：用液压传动代替机械力
.
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
.
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
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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)
.
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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
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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)
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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
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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
TRIZ第四节TRIZ物场模型
• 步骤4:确定待改进功能模型； – 按物质–场分析方法, TRIZ中将功能分为四类: – (1) 有效完整功能 – (2) 不完整功能 – (3) 非有效完整功能 – (4) 有害功能。 – 根据功能类别，分析系统的功能模型，确定各基本功能模型 的类型，发现待改进的功能模型。
23
• 步骤5:标准解分析 Altshuller等提出了76种标准解，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； （4）检查与测量：17种标准解； （5）简化与改善策略：17种标准解。 根据每一种基本功能的“物质–场”模型来寻找相适应的标准解。
场模型变为如上页图所示。 • 汽油的化学能在拖拽机发动机内转化为机械能，由拖拽机 20
• 如果需要得到有选择的最大作用状态（只需要在特定区域 发生最大作用，其他区域保持最小作用状态），那么作用 场的选择可以是最大或者最小：如果场的作用是最大，那 么需要集中其作用区域，并且对其他非作用的区域引入防 护物质。
F2
S4
S3
S1
• 其中F代表机械场，F1为初加工的机械场，F2为精细加工的机械场。 • S2为用来进行粗加工的机器，S4为用来精细加工的机器。 • S1+S2为初加工后的毛坯。 • S1为最终产品，S3为毛坯上多余的材料。 • 初加工时F1作用于S2上，使S2（粗加工的机器）对S1+S3进行作用，
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, 25
• （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
23
• 步骤5:标准解分析 Altshuller等提出了76种标准解，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； （4）检查与测量：17种标准解； （5）简化与改善策略：17种标准解。 根据每一种基本功能的“物质–场”模型来寻找相适应的标准解。
场模型变为如上页图所示。 • 汽油的化学能在拖拽机发动机内转化为机械能，由拖拽机 20
• 如果需要得到有选择的最大作用状态（只需要在特定区域 发生最大作用，其他区域保持最小作用状态），那么作用 场的选择可以是最大或者最小：如果场的作用是最大，那 么需要集中其作用区域，并且对其他非作用的区域引入防 护物质。
F2
S4
S3
S1
• 其中F代表机械场，F1为初加工的机械场，F2为精细加工的机械场。 • S2为用来进行粗加工的机器，S4为用来精细加工的机器。 • S1+S2为初加工后的毛坯。 • S1为最终产品，S3为毛坯上多余的材料。 • 初加工时F1作用于S2上，使S2（粗加工的机器）对S1+S3进行作用，
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, 25
• （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
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· 问题探索／分析／定义
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
气动场
太空马桶
宇航员
思考题1
★ 火柴的包装问题
一个火柴工厂引进了高性能的火柴生产设备， 希望达到双倍的生产率，但是他们发现一个 操作拖慢了整个过程——火柴的包装 火柴包装的要求：方向一致、固定数量、火 柴质量达标、快速完成。 如何实现以上火柴包装的要求呢？
磁场
磁粉
火柴
思考题2
未评估的效应 有用的效应 不足效应 有害效应 导致的结果 改变了的模型
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 吸尘器清洁地毯
机械场
吸尘器
地毯
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 人用油漆刷墙
化学场
油漆
墙壁
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 台军特勤部队趴地 鼻嗅搜寻遇难者遗体
嗅觉场
士兵
遇难者
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 假如你是一名侦探：检验抢确定杀人犯
“这支枪应该检验一下。”一个警员说着 并把一只左轮手枪放在专家面前，“我想 了解这支枪是否在一周前发射过子弹。” 专家仔细地看了抢，然后摇头说：“我不 知道如何解决这个问题，枪筒已经被擦拭， 里面没有积碳。” 你有检测办法吗？
第二部分
物-场模型分析法的 6个一般解法
★ 问题:在许多未知领域，无法确定系统矛盾的类型，怎么办？ 方法之二:使用物-场功能模型来对问题进行描述!
物－场模型分析法简介
● Altshuller于1979年发表了名为《创
造是一门精密的科学》的专著，书中 论述了物-场模型的概念和物-场分析法 的基本原理。这是Altshuller晚期的主 要工作之一!
F F
S
2
F
S
1
S
2
S
1
S
2
S
1
场F 通过物质S2 作用于物质S1, 并改变S1
物－场分析法的三元素（一）
物质（S1、S2）：是一种 与任何结构、功能、形状、材 质等复杂性无关的实物，可以 是材料、工具、零件、人、环 境等。 用S1表示原料或工件，充当被作用、被操作、被改变 的角色； 用S2表示工具，它作用、操作或改变被动元件S1。
物－场分析法的三元素（二）
场（F）是抽象的，传递物质S1、S2之间相互作用的媒介。包含两类 形式的场：一是物理学中定义的物质场：电磁场、引力场、强作用场和 弱作用场；二是由物质场推广来的能量形式的场（如机械能、热能、化 学能、核能、光能等），这些场经常是与物质（一定大小的标量或矢量 的携带者）相联系在一起的, 有的地方也称之为“技术场”。
ARIZ
TRIZ软件 · CREAX · Goldfire(TechOptilnizer) · I-TRIZ……
克服心理惰性的 方法(approaches for breaking psychological inertia )
特殊问题 问题得到解 决 项目执行／监 管与控制
特殊解
项目计划
解的评价
图1
物－场分析法的４种功能模型
F
F
F
S2
S1
S2
S2
S1
１有效完整模型 F
２不完整模型
３效应不足的完整模型
第一种模型是我们追求的目标； 对后3种模型，TRIZ理论提出了物—
S2 S1
场模型的6个一般解法。
４有害效应的完整模型
物－场分析法的6个一般解法（一）
物－场分析法的符号系统
物场分析法是使用符号语言表达技术系统变换的建模技术 。 符号用来描述系统中两个元素之间的作用类型。
基本的有：
(1) 有用效应：
(2) 不足效应： (3) 有害效应： (4) 改变了的模型：
物－场分析法的新型符号系统
Zi-novy、Terninko等人提出了物-场模型的一些新的符号系统：
● 物-场分析法是TRIZ理论中重要的问题描述和分析工具，
它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联系的功能模型，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－场分析法的功能描述
Altshuller 对功能进行了认真的分析，总结出３条：（1）所有
功能都可分解为三个基本元素（两个物质S1、S2和一个场F）； （2）将相互作用的三个基本元素有机组合，可构成一个功能； （3）一个完整的功能必须由这三个基本元素组成。
物-场模型分析法
周贤永 西南交通大学公共管理学院
内容提要
1、物-场模型分析法基本概念
2、物-场模型分析法的6个一般解法
第一部分
物-场模型分析法基本概念
1、概述
· 绿色设计与TRIZ · 专利与TRIZ
非经典TRIZ
问题类型 （建模）
内容
· 矛盾矩阵与发明原理
· 物场分析与标准解 · 知识效应库与专利分析 · 技术进化趋势 · 资源分析 物场分析
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
气动场
太空马桶
宇航员
思考题1
★ 火柴的包装问题
一个火柴工厂引进了高性能的火柴生产设备， 希望达到双倍的生产率，但是他们发现一个 操作拖慢了整个过程——火柴的包装 火柴包装的要求：方向一致、固定数量、火 柴质量达标、快速完成。 如何实现以上火柴包装的要求呢？
磁场
磁粉
火柴
思考题2
未评估的效应 有用的效应 不足效应 有害效应 导致的结果 改变了的模型
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 吸尘器清洁地毯
机械场
吸尘器
地毯
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 人用油漆刷墙
化学场
油漆
墙壁
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 台军特勤部队趴地 鼻嗅搜寻遇难者遗体
嗅觉场
士兵
遇难者
物－场分析法的功能描述（举例）
★ 假如你是一名侦探：检验抢确定杀人犯
“这支枪应该检验一下。”一个警员说着 并把一只左轮手枪放在专家面前，“我想 了解这支枪是否在一周前发射过子弹。” 专家仔细地看了抢，然后摇头说：“我不 知道如何解决这个问题，枪筒已经被擦拭， 里面没有积碳。” 你有检测办法吗？
第二部分
物-场模型分析法的 6个一般解法
★ 问题:在许多未知领域，无法确定系统矛盾的类型，怎么办？ 方法之二:使用物-场功能模型来对问题进行描述!
物－场模型分析法简介
● Altshuller于1979年发表了名为《创
造是一门精密的科学》的专著，书中 论述了物-场模型的概念和物-场分析法 的基本原理。这是Altshuller晚期的主 要工作之一!
F F
S
2
F
S
1
S
2
S
1
S
2
S
1
场F 通过物质S2 作用于物质S1, 并改变S1
物－场分析法的三元素（一）
物质（S1、S2）：是一种 与任何结构、功能、形状、材 质等复杂性无关的实物，可以 是材料、工具、零件、人、环 境等。 用S1表示原料或工件，充当被作用、被操作、被改变 的角色； 用S2表示工具，它作用、操作或改变被动元件S1。
物－场分析法的三元素（二）
场（F）是抽象的，传递物质S1、S2之间相互作用的媒介。包含两类 形式的场：一是物理学中定义的物质场：电磁场、引力场、强作用场和 弱作用场；二是由物质场推广来的能量形式的场（如机械能、热能、化 学能、核能、光能等），这些场经常是与物质（一定大小的标量或矢量 的携带者）相联系在一起的, 有的地方也称之为“技术场”。
ARIZ
TRIZ软件 · CREAX · Goldfire(TechOptilnizer) · I-TRIZ……
克服心理惰性的 方法(approaches for breaking psychological inertia )
特殊问题 问题得到解 决 项目执行／监 管与控制
特殊解
项目计划
解的评价
图1
物－场分析法的４种功能模型
F
F
F
S2
S1
S2
S2
S1
１有效完整模型 F
２不完整模型
３效应不足的完整模型
第一种模型是我们追求的目标； 对后3种模型，TRIZ理论提出了物—
S2 S1
场模型的6个一般解法。
４有害效应的完整模型
物－场分析法的6个一般解法（一）
物－场分析法的符号系统
物场分析法是使用符号语言表达技术系统变换的建模技术 。 符号用来描述系统中两个元素之间的作用类型。
基本的有：
(1) 有用效应：
(2) 不足效应： (3) 有害效应： (4) 改变了的模型：
物－场分析法的新型符号系统
Zi-novy、Terninko等人提出了物-场模型的一些新的符号系统：
● 物-场分析法是TRIZ理论中重要的问题描述和分析工具，
它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联系的功能模型，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－场分析法的功能描述
Altshuller 对功能进行了认真的分析，总结出３条：（1）所有
功能都可分解为三个基本元素（两个物质S1、S2和一个场F）； （2）将相互作用的三个基本元素有机组合，可构成一个功能； （3）一个完整的功能必须由这三个基本元素组成。
物-场模型分析法
周贤永 西南交通大学公共管理学院
内容提要
1、物-场模型分析法基本概念
2、物-场模型分析法的6个一般解法
第一部分
物-场模型分析法基本概念
1、概述
· 绿色设计与TRIZ · 专利与TRIZ
非经典TRIZ
问题类型 （建模）
内容
· 矛盾矩阵与发明原理
· 物场分析与标准解 · 知识效应库与专利分析 · 技术进化趋势 · 资源分析 物场分析