物——场模型分析 ppt课件

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4.物质场模型

• 如果系统不能改变，实施内部合成受阻，则在两个物质 S1、或S2的外部引入附加物S3来达到增强效应的目的
S2引入附加物 S1
S1引入附加物
F
S2 F
F
S1
S2 S3
F
S1
S2
S2 S3
S2
44
实例：查找出压缩机氟利昂渗漏处
（建立外部合成物场模型）
在压缩机制冷系统中，在普通光照下，一旦发生氟利昂泄漏很难觉察，因为氟利昂制冷剂是无色无味又不能发光的液体。氟利昂制冷剂中是禁止加入发光体的，于是，只能在压缩机的外部引入附加物S3 （卤素灯）建立外部合成的物场模型，渗漏出的氟利昂在卤素灯的照射下会发出荧光，致使可以准确地确定氟利昂的渗漏部位。
5.3 利用相变 5.4 利用物理效应或自然现象 5.5 产生物质粒子的更高或更低形式
合计
17
17
76
35
有关联的关系定向有效作用
有效不充分作用有害作用
S1 S2
S3
S2
S2S3
Smagnet
物质1、物质2
物质S2内部或外部引入附加物引入磁铁
引入铁磁颗粒或磁性 SF或SF+liquid 液体（磁流体）
场来实现。
F
F1
S1
S2
S3 方法一
S1
S2
F2
方法二
17
实例：服务员托盘端菜
• 在餐馆里，服务员在給客人们上菜时，往往都要用一个托
盘来端菜，为的是消除造成烫伤的可能，
温度场
F
F
S1
S2
菜
服务
碗
员手
S1
S2
S3 托盘
18

TRIZ基本理论物场模型分析

10
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
11
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。
不完整模型的一般解法：补齐所缺失的元素
S2
S1
12
解决办法
增加需要的元件，完善物-场三角形
F
S2
S1
13
30
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
第二级强化物场模型的标准解系统……………………………… 23 2.1 向复合物场模型进化 ………………………… 2 2.2 加强物场模型…… ………………………………6 2.3 采用频率协调强化物场模型 ……………………3 2.4 引入磁性添加物强化物场模型……… ………………… 12
S1和S2是组成技术系统
的两个物质。
F
S1：工件；
S2：工具。
场(F)是物-场模型中产生作用力的一种能量。
S2
S1
6
物质与场的种类
物质的种类：材料工具零件人环境
场的种类：机械能热能化学能电能磁能
7
例一
铣刀切割零件
机械力
铣刀
零件
8
例二
吸尘器清洁地毯
3. 例：用液压传动代替机械力
25
解决方案二
增加一个新的场(F2)来增強需要的效果
F
S2 F2
S1
26
效果不足的完整模型实例

物——场模型分析

S1
S2
S1
S2 S3
手
插座
手
插座盲文标签
DESIGN HYH
2020/6/12
机械场
电场
F
F
S1
S2
S1
S2
抹布
抽油烟机蒸汽
抽油烟机
DESIGN HYH
蒸汽清洗机
2020/6/12
DESIGN HYH
2020/6/12
物—模型法应用步骤
1.确定物场模型的元素 2.建立问题的物-场模型 3.确定物场模型的一般解法 4.得到解决方案的物场模型充分利用挖掘其他知识工具实现问题转换
F 电场
S1
电动机
S2
扇叶
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2020/6/12
DESIGN HYH
2020/6/12
物—场模型的演化
凡是存在的客观事物必将是演化的，产品的发展亦不例外，也受到演化规律的支配。
对于产品设计而言，就是要寻求演化在产品中具体规律的表现形式，使设计活动更具有科学性、可控020/6/12
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
2020/6/12
（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)
S2
S1
衣服
S2
洗衣机
水
热场（烘干）
F
或
S1
S2
衣服
水
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2020/6/12
有害的，完整模型

TRIZ理论简介ppt课件

2.有害效应的完整模型：解法2：增加另外一个场F2来抵消原来有害场F的效应
例：零件在加工中产生偏歪，增加一个反向作用力。
44
物-场分析模型：
（5）物-场模型解法：
3. 效应不足的完整模型:
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）
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。
上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程。TRIZ的强大之处在于它为人们创造性发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。
4
TRIZ起源与发展
TRIZ的起源： TRIZ理论是由前苏联发明家阿利赫舒列尔(G.
S. Altshuller) 在1946年创立的， Altshuller也被尊称TRIZ之
机械力
铣刀
零件
40
物-场分析模型：（5）物-场模型类型：
1.有效完整模型功能的三个组件都存在，且都有效，是设计者追求的效应 2.不完整模型组成功能的组件不全，需要的效果没有发生。例如，炉壁没有冷却功能导致过
热。 3.非有效完整模型组件齐全，但设计者所追求的效应未能完全实现，需要的效果不足。例如，炉
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。
41
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。
横坐标代表参数A：欲改变的参数纵坐标代表参数B：避免恶化的参数参数A的优化会导致参数B的恶化

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

物理矛盾-分离原理-物场模型(第三讲)

2.基于条件的分离

基于条件的分离是将矛盾双方在不同条件下分离开来，以获得问题的解决。
水管
例1
物理矛盾：水管刚性好，以免因水的重量而变形，但水管要软，以避免在冬天被冻坏。办法：基于条件的分离用弹塑性好的复合材料。
例2 跳水训练池
物理矛盾：水要软，以减轻水对运动员的冲击伤害，但水又必须硬，以支撑运动员的身体，水的软硬取决于跳水者入水的速度。
例2 如何用普通温度计测量甲壳虫的体温
物理矛盾：甲壳虫太小，不能用普通温度计测量体温。专用测量仪器需要很长时间去研制。
办法：系统级别的分离瓶子装满甲壳虫—超系统
6.3 分离原理与40个发明原理的关系
1.空间分离原理的相关发明原理（10个）
发明原理1：分割发明原理2：抽取发明原理3：局部质量发明原理4：非对称发明原理7：嵌套发明原理13：逆向思维发明原理17：一维变多维发明原理24：中介物发明原理26：复制发明原理30：柔性外壳或薄膜
办法：基于条件的分离充满气泡的泳池
例2 查理大帝的加冕
物理矛盾：教皇要给查理大帝加冕。既要亲手将皇冠戴到查理大帝的头上，又不能让人们认为教皇授予皇帝权利，还能将权利收回。
办法：基于条件的分离教皇利奥三世大踏步地走到查理面前，将一顶西罗马皇帝的皇冠戴到他头上，并高声宣布： “上帝为查理加冕，这位伟大的带来和平的罗马皇帝，万寿无疆，永远胜利！”
例2 轮船下水运输车
物理矛盾：运输车必须在水上，以免水对车轮的阻滞，但运输车必须要在水下，以完成将轮船运入水中。
办法：空间分离车轮保护盖做成5面封闭体，利用空气绝缘现象，形成气室，让轮子保持在空气环境中。
例3 恼人的钢板

TRIZ理论及应用培训教材ppt课件

精选版课件ppt
18
1.3 TRIZ 的主要创新思维方法
的组，通过该步骤描绘出现有和曾 2、提出问题1.——幻想部分为什么不
经有过的情况。
现实。
3、研究得到的问题，并对其进行改 3、提出问题2.——在什么条件下，幻
造，使模型符合所需要的理想功能，想部分可以变为现实。
使原始的矛盾都得以消除。
4、列出子系统、系统、超系统的可
产生问题原理解
可行
实施
精选版课件ppt
预测确定进化模式选择进化路线
6
1.1.2 TRIZ理论体系框架
——TRIZ的技术系统8大进化法则
——39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩
用于解决发明问题，预测技术系统，阵
产生并加强创造性问题的解决工具。将在不同领域上解决这些工程参数
——最终理想解（IFR）
的冲突和矛盾的原理组成一个由 39
——发明问题的标准解法
离。
标准解法可以将标准问题在一两步
——物场模型分析
中快速进行解决，标准解法也是解
决非标准问题的基础，非标准问题
无论大系统、子系统还是微观层次，主要应用发明问题解决算法来解决。
都是具有功能的，所有的功能都可而ARIZ的主要思路是将非标转化为
分解为2种物质和1种场。在物—场模标准。
STC算子法：
RTC算子法：
S—尺寸；T—时间；C—成本。
R—资源；T—时间；C—成本。
通过对一个系统自身不同特性单独步骤：同STC
考虑，来进行创新思维方法。
原则：
步骤：
1、不得改变初始条件；
1、明确研究对象现有的尺寸、时间和成本。
2、要按步骤一步一步的全部进行；

物质场模型分析课件

和物质交换的开放系统。
物质场的化学基础
化学反应动力学
化学反应动力学是研究化学反应如何进行的科学。在化学反应动力学中，物质场可以被视为由不同的化学物质组成的混合物，这些物质在一定条件下可以相互反应生成新的物质。
化学键理论
化学键理论是研究分子中原子之间相互作用的理论。在化学键理论中，物质场可以被视为由不同的分子组成的混合物，这些分子之间的相互作用决定了它们的性质和行为。
物质场模型概述
物质场模型是一种用于描述物质之间相互作用和传递的模型，它具有广泛的应用价值，如物理学、化学、生物学等领域。
物质场模型的核心价值
物质场模型的核心价值在于它能够描述物质之间的相互作用和传递，从而帮助人们更好地理解自然现象和过程。
物质场模型的贡献
物质场模型在多个领域都有重要的贡献，如物理学中的量子力学、化学中的分子动力学、生物学中的神经网络等。
要点二
多尺度建模
物质场模型的发展趋势还包括多尺度建模。即在同一模型中同时考虑微观和宏观两个尺度的相互作用和影响，以便更全面地描述系统的整体性质和行为。
要点三
智能化应用
随着人工智能和机器学习等技术的发展，物质场模型的智能化应用也成为研究热点。例如，利用神经网络和深度学习等方法，可以从大量数据中提取有用的信息，并用于优化和控制化学反应过程、生物实验等实际应用场景。
案例分析法
案例分析法是通过分析具体案例来研究物质场模型的方法，它可以帮助研究者更好地理解物质场模型在实际问题中的应用。
02
物质场模型的理论基础
物质场的物理学基础
01
经典力学
物质场模型在物理学中有着深厚的理论基础。在经典力学中，物质被视

物场分析

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

物质-场模型分析PPT演示课件

S2电脑
F能量场（电流）
S1人
S3防辐射服
14
F能量场（电流）
S2电脑
S3防辐射服
S1人
气。即热场作用于S2室内的空气，
S2空气
空气受到激活，作用于S1人身上。
但由于F热场产生的能量不足，作用
不足，对S2空气的激发作用不够，
从而导致S2对S1作用不足，取暖效
益不明显，对S1产生的影响未能达
到预计效果。
F热场（暖气系统）
S1人
8
5.4 物质-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。
5
物质-场模型的描述——完整的系统
如上页图，场F作用于S2上，
使S2对S1产生影响，从而
改变S1，达到预期效果。
F磁场
例：磁铁通过磁场吸引铁。
将其用物场模型描述就是：
F为磁场，S1为铁片，S2为 S2磁铁
磁铁。即F磁场作用于S2磁
铁上，使S2磁铁对S1铁片
S1铁片
产生影响，改变其所处位置状态。
F
S3
S2
F S3
S1
S2 S1
11
5.5 物质-场组建的规则（二）
第二种情况：把易控的、具有所需特性的补充物引入到系统，形成复合物场。
补充物可以引入到：
（1）物质内部，形成内部复合物场；（2）物质外部，形成外部复合物场。
例：下雪天汽车行驶在马路上，由于路面雪的覆盖导致摩擦系数降低，汽车轮子打滑。此时汽车轮胎已经既定，马路情况也不易改变。则可以在车轮上加设铁链，利用铁链与地面的作用增大前进阻力，使车轮打滑状况大大减少。

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（1）所有的功能都可分解为3个基本元素：两个物质和一个场（2）一个存在的功能必定由3个基本元素构成（3）缺一不可的三个基本元素以合适的方式有机结合，才能有效实现一种功能
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—场分析法与76个标准解
工设1301——黄园欢
DESIGN HYH
2020/7/24
DESIGN HYH
物—场分析法的基本概念物—场分析法模型的种类物—场分析法应用步骤物—场分析模型的进化
76个标准解
2020/7/24
DESIGN HYH
他们的功能是.......?
2020/7/24
阿奇舒勒通过对功能的研究发现了下述3条定律
物—场分析法的基本概念
物—场分析法通过建立系统内结构化的问题模型来正确地描述系统内的问题，用符号语言清楚地表达技术系统（子系统）的功能。正确地描述系统的构成要素，以及构成要素之间的相互联系。
DESIGN HYH
2020/7/24
物—场分析法基本的模型
F
S1
S2
F
S1
S2
S—物质：任何东西 F—场：物质间相互作用
S1
S2
S1
S2 S3
手
插座
手
插座盲文标签
DESIGN HYH
2020/7/24
机械场
电场
F
F
S1
S2
S1
S2
抹布
抽油烟机蒸汽
抽油烟机
DESIGN HYH
蒸汽清洗机
2020/7/24
DESIGN HYH
2020/7/24
物—模型法应用步骤
1.确定物场模型的元素 2.建立问题的物-场模型 3.确定物场模型的一般解法 4.得到解决方案的物场模型充分利用挖掘其他知识工具实现问题转换
机械场
F
DESIGN HYH
S1
S2
手
杯子
2020/7/24
不完整的模型
含义：实现功能的3个要素不全，可能缺场，也可能是缺少物质一般解法 1.可引入物质或场，使之形成完整有效的场，从而得以实现功能。
DESIGN HYH
S1
S2
例：衣服（S1）含有水（S2）如何加快干燥？
机械场（离心力）
F
S1
效应不足的物场模型
含义：3个要素齐全，但功能未有效实现，或实现得不足
一般解法 1.增加新的物质S3 2.增加另外一个场F2来强化有用的场 3.增加物质S3并加上另一个场F2来强化有用效应 4.改变原有的物质或场
增加修改
DESIGN HYH
F
S1
S2
效应不足场模型
2020/7/24
机械场
热场
F
F
DESIGN HYH
2020/7/24
DESIGN HYH
2020/7/24
手机通话功能物—场模型
电磁场
F
S1
接收器
谢谢观看
S2
处理器
LOGO 这里输入公司名称
2020/7/24
手机通话物—场模型向超系统演化
这种演化，预示着通话这种功能转化到新的系统中，也就是通话功能与其他功能的集成。如通话功能和上网功能结合，一般而言，上网的时间要多于通话时间，或许未来手机不在需要手机号码，只需要一个上网账号即可。
（2）建立物场模型：从上述的元素分析中，元素齐全，只是元素间的相互作用不足
F 机械场
DESIGN HYH
S1
S2
拖布
地板
2020/7/24
（3）确定物场模型的一般解法：可以引入第二个场和第三个物质增强有用的效应，引入第二个机械力场（F2），第三个物质——水(S3)
机械场
F
机械场
F2
S2
S1
S3
地板
S2-作用对象 S1-作用工具
DESIGN HYH
2020/7/24
物—场分析法模型举例
DESIGN HYH
热场
F
S1
S2
水
米
2020/7/24
物—场分析法符号
+++++++++++++
DESIGN HYH
意义需要的效果不足的效果有害的效果
2020/7/24
完整模型
含义：实现功能的3个元素齐全，且有效实现功能
DESIGN HYH
F
S1
S2
有害效应的场模型
2020/7/24
机械场
F
机械场
F
S1
garbage
DESIGN HYH
S2
S1
把柄 garbage
S2
s3
把柄
触摸屏
2020/7/24
例:如何防晒？
光学场
F
光学场
F
S1
紫外线
DESIGN HYH
S2
S1
皮肤紫外线
S2
s3
Hale Waihona Puke 皮肤防嗮霜2020/7/24
S2
S1
衣服
S2
洗衣机水
热场（烘干）
F
或
S1
S2
衣服
水
DESIGN HYH
2020/7/24
有害的，完整模型
含义： 3个要素齐全，但产生了有害的效应，需要这些消除有害效应
一般解法
1.增加另一物质S3来阻止有害效应的产生，S3可以是现成的物质，也可以是其他物质 2.增加另一个场F2来平横产生有害效应的场
F 电场
S1
电动机
S2
扇叶
DESIGN HYH
2020/7/24
DESIGN HYH
2020/7/24
物—场模型的演化
凡是存在的客观事物必将是演化的，产品的发展亦不例外，也受到演化规律的支配。
对于产品设计而言，就是要寻求演化在产品中具体规律的表现形式，使设计活动更具有科学性、可控性、创新性和前瞻性。