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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。
科学研究创基于ARIZ理论的卤虫卵脱壳问题的研究孙朦朦苏长超（天津海友佳音生物科技股份有限公司天津300350）摘要：ARIZ是TRIZ理论中解决复杂问题的一套工具。
基于TRIZ理论，对卤虫卵脱壳问题进行描述，建立系统功能模型，对问题进行因果分析，确定问题关键点，并对问题关键点形成“小问题”，定义描述最终理想解和物理矛盾；运用扩展物质—场、小人法等方法，获得12个方案。
经过创新解评估，在不改变系统或较小改变系统前提下，找到一种在脱壳卵脱壳过程中既能脱壳完全，又对卤虫卵没有伤害的可行的解决方案，充分验证ARIZ理论在解决复杂问题上的有效性。
关键词：ARIZ解决复杂问题ARIZ流程卤虫卵脱壳中图分类号：S963.21文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)07(a)-0001-06 Research on the Problem of Artemia Cysts DehullingBased on ARIZ TheorySUN Mengmeng SU Changchao(Tianjin Ocean Pal Carol Biotech Co.,Ltd.,Tianjin,300350China) Abstract:ARIZ is a set of tools to solve complex problems in TRIZ Theory.Based on TRIZ theory,the problem of dehulling is described,the system function model is established,the problem is analyzed causally,the key points of the problem are determined,and the key points of the problem are formed"small problems",the final ideal solution and physical contradiction are defined.The method of extending the material-field and the small man method is used to obtain12solutions.After innovative solution evaluation,without changing the system or small changes in the system premise to find a shelling process in the process of dehulling can be completely shelled,but also no harm to the halogen eggs feasible solution,fully verify the effectiveness of ARIZ theory in solving complex problems.Key Words:ARIZ;Solving complex problems;ARIZ Process;Artemia cysts dehulling卤虫又称盐水丰年虫、丰年虾、卤虾，是一种世界性分布的小型甲壳类。
TRIZ术语TRIZ（萃智）的理论基础和基本思想是：产品或技术系统的进化有规律可循生产实践中遇到的工程矛盾往复出现彻底解决工程矛盾的创新原理容易掌握其他领域的科学原理可解决本领域技术问题TRIZ的核心是消除矛盾及技术系统进化的原理并建立了基于知识消除矛盾的逻辑化方法，用系统化的解题流程来解决特殊问题或矛盾。
下图为TRIZ的理论体系。
TRIZ（萃智）的基本概念STC算子：尺寸（S）-时间(T)-成本（C）算子，一种克服思维惯性的方法，它将物体的尺寸、完成功能的时间和成本因素进行一系列变化的思维试验。
S曲线：一个S形状的曲线，表达时间与主要功能参数的关系。
标准解：按照物场模型描述的问题的典型解决方案模型。
裁剪法：一种分析方法，通过裁剪系统的某个组件，然后把该功能重新分配到其他剩余的组件及超系统组件上，来改善技术系统。
参数：表明任何现象、设备或其工作过程中某一种重要性质的量。
如，汽轮机中蒸气的压力、温度等，是该汽轮机蒸汽的参数；电阻、电感和电容，就是电路的参数。
操作空间：矛盾需求必须得到满足的物理空间。
操作时间：矛盾需求必须得到满足的时间段。
产品：执行功能的目标组件。
场：两个物质之间的相互作用。
如：磁场、电场、热场等。
超系统：包含技术系统和与它有关的其它系统的更大的系统。
创新：即在已有的基础上，提出独特的、新颖的且富于成效的见解与思维创新原理：解决工程问题的一些常用的方法。
多屏幕法：一种克服思维惯性的方法，由技术系统、子系统、超系统以及这三个系统的过去和未来组成九个屏幕，也称为“九屏幕法”。
发明级别：不同的发明可能会对系统、社会、人类等产生不同的影响，按照影响的程度可以把发明分为不同的等级，即发明的级别。
发明问题解决理论：是发明问题解决理论的俄语首字母转换为拉丁字母的缩写。
发明问题解决算法：问题解决工具，把复杂的问题模型转换成标准问题模型，用TRIZ工具能够高效解决。
ARIZ是“发明问题解决算法”的俄语首字母的缩写。
场模型的概念和特点
以下是 7 条关于场模型的概念和特点的内容：
1. 嘿，你知道场模型不？场模型啊，就像是一个无形的网，把各种相关的因素都连接起来啦！比如说磁场，那地球不就是有个大磁场嘛，它影响着好多东西呢！这个场模型的特点呢，就是广泛性呀，它能涵盖好多好多方面，不是很神奇吗？
2. 哇哦，场模型呀，它可以看做是一种力量的分布呢！就好比一场音乐会，声音在场内的分布就是一种场模型呀。
它的特点之一就是动态性哦，会随着各种因素的变化而变化呢，厉害吧！
3. 嘿呀，场模型呀其实就像是一个神秘的舞台呢！各种元素在上面表演。
拿电场来举例，电荷之间的相互作用就是通过电场这个舞台来展现的呀。
它有个特点是整体性，可不是各个部分简单相加哦，而是一个整体的呈现，是不是很有意思呀？
4. 哟呵，场模型呀，那简直就是一个隐藏的世界呢！可以想想风场，风的流动不就和场模型有关嘛。
它的特点是有规律可循的呢，就像我们能找到风的规律一样，这不超酷的吗？
5. 哈哈，场模型呀不就是一种奇妙的存在嘛！像温度场，不同地方温度不一样就是场模型的体现呀。
它还有个特点就是渗透性呀，能渗透到各个角落，影响着一切呢！
6. 哎呀，场模型哦，就是那种无处不在又很特别的东西呀！比如说引力场，两个物体之间的引力就是通过引力场呀。
它的特点就是有方向性呢，引力可是有方向的哦，是不是感觉很神奇呢？
7. 哼，场模型呀，那可是个很重要的概念呢！就像水波形成的场一样。
它的特点是连续性呀，不会突然断开呢。
场模型真的是非常值得我们去深入了解的呢，大家可得重视起来呀！我的观点就是场模型有着独特的魅力和重要的作用，我们不能小瞧它哦！。
用物场模型找原理解眼镜在我们生活中非常常见，配戴眼镜是可能当我们近视时的首选，眼镜在现代生活的作用已经不仅仅是矫正近视，它也是对我们外貌也有装饰作用，佩戴一款合适的眼镜，不仅仅保护自己的视力，更多给人美感。
下图为眼镜的组建模型从中选取四个点，分别为镜框与镜片、镜框与鼻子、镜片与眼睛、镜腿与耳朵1镜框与镜片（过度的物场模型）镜框镜片镜框是眼镜的组要组成部分，镜框有固定镜片的作用。
在我们装眼镜片时，通常就是拿着吹风机，先把镜框烤热，然后把镜片安装进去。
但是当我们在戴眼镜时，常常会发现，树脂镜框经常会在固定镜片的位置断裂，强度不足。
根据物场模型原理分析，这是由于S1镜框的强度不足导致。
解决方案：通过改变S1与S2的作用力F1的作用方式来改善，通常镜片是卡进镜框里的，我们可以把镜框连接镜片的部分拆分开来，用螺丝旋紧的方式固定镜片。
2镜框与鼻子（有害的物场模型）镜框鼻子鼻子通常是支撑镜框的作用。
但是我们常常带眼镜的人们知道，时间长地配戴眼镜，镜框对鼻子上梁长时间的压迫，会产生不舒适甚至把鼻梁压变形。
寻找改善方法：通过用新的场或物质替代组件中原有的场或物质，进行寻找比较好的原理解，眼镜压鼻梁无非就是，可能眼镜过重或者是鼻托的材质不太合适，所以通过寻找新的物质替代原有的来进行改善。
比如用较轻的塑料树脂材料代替较重的金属框架，用树脂材料代替玻璃镜片，用比较柔软的材质代替较硬的鼻托。
3镜片与眼睛（充分的物场模型）物理场镜片眼睛眼镜片根据光线折射原理，当我们的眼睛近视时，在屈光静止的前提下，远处的物体不能在视网膜汇聚，而在视网膜之前形成焦点，因而造成视觉变形,导致远方的物体模糊不清。
当眼睛前方有眼镜片时，通过眼镜镜片对光线的折射，而矫正光线，使光线落入视网膜上，从而达到矫正视力的目的。
现阶段的眼镜镜片的功能多种多样，已经发展为抗反光眼镜镜片、彩色镜片、涂色镜片、偏光镜片、变色镜片、非球面镜片等多种多样。
4镜腿与耳朵（不足的物场模型）镜腿耳朵耳朵对镜腿同样是支撑作用，但是耳朵对整个镜框并不能完全固定，当我们在运动时，戴着眼镜会上下晃动，不舒服。
有害的物场模型概念
1. 概念的定义
有害的物场模型是指一种用于描述有毒或有害物质在环境中传输和扩散的模型。
它基于物理学和数学原理，通过建立数学方程来模拟有害物质的扩散过程，从而预测其在空气、水或土壤中的浓度分布和变化。
有害的物场模型通常包括源项、输运方程和边界条件等组成部分，可以用于评估有害物质对人类健康和环境的潜在风险。
2. 重要性
有害的物场模型在环境保护和健康风险评估中具有重要的作用。
它可以帮助科学家和决策者理解有害物质的传输和扩散机制，预测其在不同环境介质中的浓度分布和变化，从而指导环境管理和风险控制措施的制定。
通过模拟不同情景下的有害物质扩散过程，有害的物场模型可以评估潜在的健康风险，为决策者提供科学依据，帮助他们制定相应的政策和措施，保护公众健康和环境安全。
3. 应用
有害的物场模型在环境科学、工程和健康风险评估等领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：
3.1 环境管理与污染防治
有害的物场模型可以用于评估工业污染源的排放对周围环境的影响。
通过建立源项和输运方程，模拟有害物质在大气、水体或土壤中的传输和扩散过程，可以预测其浓度分布和变化。
这些模型可以帮助决策者制定减排措施，优化工艺流程，减少污染物的释放，保护环境质量。
3.2 健康风险评估
有害的物场模型可以用于评估有害物质对人类健康的潜在风险。
通过模拟有害物质在空气、水或土壤中的浓度分布和变化，结合暴露与剂量响应关系，可以估算人群的暴露水平和健康风险。
这些模型可以用于评估环境污染事件的影响，指导风险管理和应急响应措施。
3.3 污染源溯源与调查
有害的物场模型可以用于污染源的溯源与调查。
通过观测有害物质在环境中的浓度分布和变化，结合数学模型，可以反推污染源的位置和强度。
这些模型可以帮助环境监测人员快速确定污染源，采取相应的控制措施，减少对环境和人体的影响。
3.4 环境风险评估与规划
有害的物场模型可以用于环境风险评估与规划。
通过模拟有害物质在不同环境介质中的扩散过程，评估其对周围环境和生态系统的影响，可以为环境规划、土地利用和建设项目的决策提供科学依据。
这些模型可以帮助决策者在规划过程中考虑环境风险，保护生态环境和可持续发展。
4. 模型建立与求解
有害的物场模型的建立和求解通常包括以下几个步骤：
4.1 确定模型的边界和初始条件
边界条件是指模型所研究的区域的边界上的条件，初始条件是指模型求解的初始状态。
确定边界和初始条件是模型建立的第一步，它们对模型的结果和预测具有重要影响。
4.2 建立源项和输运方程
源项是指有害物质的排放源，可以是点源、面源或体源。
输运方程是描述有害物质在环境介质中传输和扩散的数学方程，通常是扩散方程或对流扩散方程。
根据具体情况，可以考虑纵向扩散、横向扩散、湍流扩散、沉积和降解等过程。
4.3 选择数值方法求解
有害的物场模型通常是一个复杂的非线性偏微分方程组，很难通过解析方法求解。
因此，需要选择合适的数值方法进行求解，如有限差分法、有限元法、边界元法等。
数值方法的选择应考虑模型的特点和求解的精度要求。
4.4 模型参数估计与敏感性分析
模型参数是指模型中的未知参数，如扩散系数、速度场、沉积速率等。
模型参数的估计是模型求解的关键步骤，可以通过实验数据拟合、参数优化等方法进行。
敏感性分析是评估模型输出对参数变化的敏感程度，可以帮助确定模型的关键参数和不确定性来源。
4.5 模型验证与应用
模型验证是指将模型的结果与实际观测数据进行比较，评估模型的准确性和可靠性。
模型验证是模型应用的关键步骤，可以通过与实际事件的对比、与其他模型的比较等方法进行。
模型验证后，可以将模型应用于实际问题，进行预测、评估和决策支持。
总结
有害的物场模型是一种用于描述有害物质在环境中传输和扩散的模型。
它在环境保护和健康风险评估中具有重要的作用，可以帮助科学家和决策者理解有害物质的传
输和扩散机制，预测其在不同环境介质中的浓度分布和变化。
有害的物场模型在环境管理与污染防治、健康风险评估、污染源溯源与调查、环境风险评估与规划等领域有广泛的应用。
模型的建立和求解包括确定边界和初始条件、建立源项和输运方程、选择数值方法求解、模型参数估计与敏感性分析、模型验证与应用等步骤。
在应用模型时，需要注意模型的局限性和不确定性，并结合实际情况进行合理的解释和判断。
