TRIZ第四节TRIZ物场模型

第四章物场分析作业1.什么是物场模型？物场模型有哪几个要素？分别是什么？请举例说明答：TRIZ中，采用两种物质和一种场的方式来表达技术系统中相互作用和能量转换管理的符号模型称为物场模型。

由三个基本要素（S1、S2和F）组成，S2表示工具，S1表示作用对象，F表示场。

例：锤子和钉子，是系统中的两种物质，敲击力是他们之间的相互作用场。

2.物场模型有什么作用？答：通过物场分析，构建技术系统最小模型，目的是通过技术系统的最小变化来解决问题。

3.物场模型的类型有几种？请举例说明答：1)有用并且充分的相互作用：例：地面对蝎子的摩擦力。

地面对鞋子的摩擦力使人能正常行走，这时地面对鞋子的摩擦力实现的就是有用并且充分的相互作用。

2)有用但不充分的相互作用。

例：冰面对鞋子的摩擦力。

冰面对鞋子有摩擦力，但是力度不够，不足以支撑人的正常行走，这就是有用但不充分的相互作用。

3)有用但过度的相互作用。

例：粗糙地面对鞋子的摩擦力。

粗糙地面对鞋子有摩擦力，可以支撑人正常行走，但是摩擦力太大，会对鞋子产生磨损，这就是有用但过度的相互作用。

4)有害的相互作用。

例：粗糙地面会对鞋子造成磨损。

粗糙地面对鞋子的摩擦力，会对鞋子产生磨损，从对鞋子磨损的角度分析相互作用，就是有害的相互作用。

4.请说明物场模型的一般解法，并举例说明答：第一步：识别元素，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，以缩小问题的分析的范围。

第二部：构建模型，根据地一步结果绘制出问题所在的物场模型，并对系统的完整性、有效性进行评价。

确定问题模型的类型。

第三步：选择解法，根据问题模型的类型，选择一般解法中提供的解决问题措施。

第四步：解决方案，将找到的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。

1）缺失模型当系统中的物一场模型类型为缺失模型时，可以补全缺失的元素，使模型完整。

2）有害模型当系统中的物一场模型类型为有害模型时，可以加入第三种物质，阻止有害作用；可以引入第二个场，抵消有害作用。

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。