物场分析模型ppt课件.ppt

TRIZ理论 5 物 场模型分析 1 物 场分析模型 Substance FieldAnalysis 提出问题 现在有一枚钉子 要顶在墙壁上 怎么办 构建解决问题模型 钉子 S1 锤子 S2 力 F TRIZ理论 5 物 场模型分析 2 物 场标准模型 TRIZ认为 所有技术系统的功能都能分解成为三个基本元素 两个物质一个场 力 F 钉子 S1 锤子 S2 TRIZ理论 5 物 场模型分析 3 本讲内容 物 场分析模型概述物 场分析模型的结构类型物 场分析模型的一般解法 1 2 3 物 场分析模型的应用实例 TRIZ理论 5 物 场模型分析 4 物 场分析模型概述 TRIZ理论中的物 场分析是借助建模技术 描述产品 技术系统 内零部件之间的相互关系 从而全面分析产品 获得产品创新设计的解决方案 实现所需功能的分析方法 目前这一方法已经有了76个标准解 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 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 5 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 S1和S2是组成技术系统的两个物质 S1 工件 S2 工具 场 F 是物 场模型中产生作用力的一种能量 TRIZ理论 5 物 场模型分析 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 7 例一 铣刀切割零件 机械力 铣刀 零件 TRIZ理论 5 物 场模型分析 8 例二 吸尘器清洁地毯 地毯 吸尘器 TRIZ理论 5 物 场模型分析 9 物 场分析模型的结构类型 有效完整模型 系统的3个元素都存在而且有效 不完整模型 组成系统的元素不全 缺少场或物 效应不足的完整模型 3个元素齐全 但效应不足 有害效应的完整模型 元素齐全 但产生了有害效应 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 10 物 场分析模型的符号含义 TRIZ理论 5 物 场模型分析 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 12 解决办法 增加需要的元件 完善物 场三角形 F S1 S2 TRIZ理论 5 物 场模型分析 13 完善物 场模型实例 干燥衣服 衣服 S1 含有水 S2 如何加快干燥 烘干法 增加热力 F 加快水分蒸发 甩干法 增加离心力 F 可以分离水 TRIZ理论 5 物 场模型分析 14 完善物 场模型实例2 如何迅速而准确地查找出压缩机氟利昂渗漏处 给出的条件是物S1 氟利昂 不能构成完整的物 场模型 引入第二个物S2 荧光粉 和一个场F 紫外辐射 完善了具有不完整功能的系统 S1 S2 F S1 S2 S1 F 氟利昂 荧光粉 氟利昂 紫外辐射 紫外辐射 氟利昂 荧光粉 TRIZ理论 5 物 场模型分析 15 问题模型二及其解法 模型的三个元素齐全 但是产生了有害的效果 这种问题有两种解法 加入一个新物质 S3 增加另一个场 F2 TRIZ理论 5 物 场模型分析 16 解决方案一 加入一个新物质 S3 用来阻止有害作用 S3可以是修改后的S1或S2 或者是通过共同改变S1 S2得来 TRIZ理论 5 物 场模型分析 17 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 改换窗帘窗玻璃改为磨砂玻璃 TRIZ理论 5 物 场模型分析 18 有害效果的完整模型实例 冬季加热水桶来取暖 但产生了不希望的水蒸气 怎么办 加入一些机油 暖气中的水可否换成油 热能 水 空气 水 机油 TRIZ理论 5 物 场模型分析 19 有害效果的完整模型实例 例 在寒冬低温可能造成地面开裂 进而损坏地下电缆 为保护电缆 有专利提出可以开设一条与电缆沟并排的窄沟 以隔断地面张力对电缆的影响 在本例中 我们可以将电缆沟看成是一个局部 窄沟也是一个局部 两者才组成了一个整体 需要注意的是 不能将窄沟看成是中间隔断体 因为地面的开裂对电缆沟和窄沟的作用是同时存在的 只不过因为窄沟更容易形变 所以地面的开裂对电缆沟的影响就变小了 窄沟在此的作用类似机械零件设计时的卸荷槽 TRIZ理论 5 物 场模型分析 20 解决方案二 增加另一个场 F2 用来平衡产生有害效果的场 TRIZ理论 5 物 场模型分析 21 有害效果的完整模型实例 要避免零件在加工时弯曲 增加一个相对的力 平整草坪的割草机 TRIZ理论 5 物 场模型分析 22 问题模型三及其解法 模型的三个元素齐全 但是需要的效果不足 比如场效应太弱 太慢等 这类问题有三种解法 4 5 6 TRIZ理论 5 物 场模型分析 23 解决方案一 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 F2 S3 TRIZ理论 5 物 场模型分析 24 效果不足的完整模型实例 改用新的场 F2 来代替原有的场 F1 例 壁纸很难用刀子刮掉 改用蒸气 用场 F2 和物质 S3 来代替原有的场 F1 物质 S1 例 用液压传动代替机械力 TRIZ理论 5 物 场模型分析 25 解决方案二 增加一个新的场 F2 来增強需要的效果 F2 TRIZ理论 5 物 场模型分析 26 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 F2 TRIZ理论 5 物 场模型分析 27 解决方案三 增加新的场 F2 和物质 S3 来加強原有的效果 TRIZ理论 5 物 场模型分析 28 效果不足的完整模型实例 过滤网加装一个电场 用电场使小粒子凝聚成大颗粒子 其过滤器效果大幅提升 TRIZ理论 5 物 场模型分析 29 物 场分析模型的应用步骤 以上介绍了物 场分析模型的6种解法 在具体应用物 场分析模型时 建议参考以下步骤 1 确定造成问题的相关元素2 绘制物 场分析模型 用模型反映问题 3 选择问题模型的一般解法4 开发设计概念 TRIZ理论 5 物 场模型分析 30 发明问题76个标准解系统构成 TRIZ理论 5 物 场模型分析 31 发明问题76个标准解系统构成 TRIZ理论 5 物 场模型分析 32 应用物场模型分析标准解的流程 当前问题 判断问题类型 需要改进系统 建立物场模型 测量和检测问题 建立物场模型 第四级 判断模型类型 产生有害效应 模型不完整 作用不足 第一级 第二 三级 第五级 TRIZ理论 5 物 场模型分析 33 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 34 有害效应模型 标准解法 9 13 1 加入新物质去除有害作用 当S1和S2间可加物质时 在S1和S2之间引入物质2 改变原有物质去除有害作用修改S1或S2以消除或隔断有害效应3 切断有害作用局部作用以切断有害效应4 加入新场去除有害作用增加反向的场以中和有害效应5 关闭磁作用在不需要磁效应时关闭磁作用 TRIZ理论 5 物 场模型分析 35 物 场分析模型的应用实例 实例1 铜板的清洗问题 实例2 太空锤设计实例3 防止钢丸发送机弯管破损 TRIZ理论 5 物 场模型分析 36 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 37 实例1 铜板的清洗问题 第一步 确定造成问题的相关元素物质 电解液 S1 水 S2 场 机械力 F TRIZ理论 5 物 场模型分析 38 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 功能问題 效果不足 实例1 铜板的清洗问题 TRIZ理论 5 物 场模型分析 39 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 增加一个新的场 F2 来增強需要的效果6 增加新的场 F2 和物质 S3 来加強原有的效果本问题适用的解法为5 6两种 实例1 铜板的清洗问题 TRIZ理论 5 物 场模型分析 40 第四步 开发设计概念 一 增加新的场 F2 来增強清洗的效果 F2 S1 S2 F S1 S2 F TRIZ理论 5 物 场模型分析 41 寻找新的场来增强清洗效果机械 热 化学 磁场 机械力 利用超音波热力 用热水化学力 利用溶剂磁力 磁化水 实例1 铜板的清洗问题 TRIZ理论 5 物 场模型分析 42 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 S1 S2 F2 S3 S2 F1 S1 TRIZ理论 5 物 场模型分析 43 最终解决方案 F2 压力 S3 蒸气高压蒸气 超过100 C 可以深入微孔 强迫清出电解液 F2 S3 S2 F1 S1 TRIZ理论 5 物 场模型分析 44 例2 太空中的锤子 太空中修理航空器可能会用到锤子 太空中用的锤子如何设计 TRIZ理论 5 物 场模型分析 45 例2 太空中的锤子 在地面上使用锤子时 由于重力作用 冲击后的锤子不可能产生反弹 但在太空中 由于没有重力 锤子经冲击后 会以非常危险的速度向使用者的头部反弹 TRIZ理论 5 物 场模型分析 46 实例2 太空中的锤子 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 47 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 TRIZ理论 5 物 场模型分析 48 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 1 加入一个新物质 S3 用来阻止有害作用 2 增加另一个场 F2 用来平衡产生有害效果的场 实例2 太空中的锤子 TRIZ理论 5 物 场模型分析 49 第四步 开发设计概念 一 加入一个新物质 S3 用来阻止有害作用 S3可以是修改后的S1或S2 或者是通过共同改变S1 S2得来 TRIZ理论 5 物 场模型分析 50 解题思路及最终解决方案 将高密度的液态物质 水银 置于锤头的空腔内 通过引入S3水银 在锤子下落时 高密度的水银位于锤头空腔的顶部 在冲击的瞬间 水银将产生惯性力F2抵消了锤子的反弹力F1 矛盾矩阵解决方案 TRIZ理论 5 物 场模型分析 51 实例3 防止钢丸发送机弯管破损 问题 如何防止钢丸发送机弯管破损 描述 钢丸 S1 碰撞 使管壁 S2 破裂 类型 有害效应的完整模型 压缩空气和钢珠 管壁S2 钢珠S1 TRIZ理论 5 物 场模型分析 52 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种解法 1 加入一个新物质 S3 用来阻止有害作用 2 增加另一个场 F2 用来平衡产生有害效果的场 实例3 防止钢丸发送机弯管破损 TRIZ理论 5 物 场模型分析 53 实例3 防止钢