4物质场分析与技术进化定律(精)

1、河甫理工大券 河窮肯创新万法培训基地2012 河南理工大学副教授，河南省创新方法培训师资 创新方法研究会 4 功能成本分析 I 7.知识库分析e TRIZ/CAI 综述 系统功能分析 IFR分析 组件价值分析 系纟離剪分析 Pro/Innovator 系统分析模块 因果分析 资源分析 Pro/Innovator 问题分解模块 思维欣性及创 新思维方法 技术矛盾 物理矛盾 Pro/I nno vator 创亲斤原理模块 物场分析和标 准解 ARIZ 效应库 本体论与知识 库 Pro/I nno vator 解决方秦模块 Pro/I nno vator 訥宜询模块 河剧理工大学 河剧省创新方法培训

2、基她2012 待解决的问题 河窮理工大学 河崩省创新方法培训基她2012 H-RIZ的工具/ _ 本系 创新方法研究会 F 问题模型 工具 解决方案模型 5 x 10 乘法表 50 HCI + NaOH 化学反应式 NaCI + H20 技术矛盾 矛盾矩阵 创新原理 物理矛盾 分离方法 创新原理 知识库 知识库中的方案 HOW TO模型 知识库 知识库中的方案 物场模型 标准解法系统 标准解法 问题模型 TRIZ工具一 =c解决方案模型 最终方案 河剧理工大学 河剧省创新方法培训基她2012 技术系统存在的目的是实现功能(function) o 物质场模型分析 物质场模型分析是 TRIZ理论中

3、的一个重要的问题 构造、描述和分析的工具。 在使用物质场模型分析和解决问题过程中，根据 模型所描述的功能问题的类型来确定问题的性质， 据此，为设计人员提供解决问题的方向。同时，结 合应用物质场对系统功能分析的结果，进而参考 76 个标准解，为设计者产生创新思维创造条件。TRI:功能People buy functions 求。 :产品是河冷理工大学 河南TRIZ的工具体系 创新方法研究会 .、L MliT 创新方法研究会 ABlnta河膚理工大学 河甫省创新方法培训基她2012 河常理工大学 河剧省创新方法培训基缆2012 么是物场模型 -SsaairiilB . . o 创新方法研究会 物场

4、模型的由来 :化学分子模型 NaCI * 主要什么是物标准解法的由來 标准解法系统 H20 河膚理工大学 河甫省创新方法培训基她2012 技术系统的模型？ ？ ？河常理工大学 河陶省创新方法培训基她2012 物场模型的产生 Altshuller通过对功能的研究，发现并总结出以下三 条定律： 1. 所有的功能都可以分解为3个基本元素，执行体、接受 休、场（相互间的作用）； 2. 一个存在的功能必定由这3个基本元素组成（必要条件） 3. 輛相互作用的3个基本元素进行有机的组合形成一个功 能（非充分条件）。 最基本的物场模型（Su-F model） 物场模型是将一个技术系统分成两个物质与一个场或一个

5、物 质门两个场，用一个三角形来表示每个系统所实现的功能。 51 物质1：是一种需要改变、加工、位移、发现、控制、实现等的作用 对象（作用承受者） 52- 物质2：是实现必要作用的“工具（作用发出者）” F1 F2场：代表“能量”、“力”，是实现两个物质间的相互作用、联 系和 河审理工大学河陶省创新方法培训基缆2012 物-场”模型的基本概念 _ 物质场模型(Su-F Model): 术语 是指以物质和场的形式表示的、工程系统中任意子系统的模型 描述系统中组件的相互作用(行为) 可用来描述任何工程系统 描述的是最低限度的、 可操作的、 可控制的技术 系统的模型(问题区域) 是研究技术系统转化和发

6、展的TRIZ工具 建立物场模型的目的： 揭示技术系统的功能机制，描述技术系统中不同元素之间发 生的不足的、有害的、过度的和不需要的相互作用 物-场”模型的基本概念 :物质(Substance):任何东西 级别的层次性 单元素一螺钉、别针、杯子 复杂系统一汽车、太空船、大型计算机 状态多样性： 典型的物理状态一真空、等离子体、气体、液体和固体 中间态和化合态一气溶胶、液溶胶、固溶胶、泡沫、粉 末、凝胶体、多孔物质 有特殊性质的材料-热性质、电性质.磁性质.光 学性质河常理工大学 河陶省创新方法培训基她2012 物场”模型的基本概念 :场(Field):物质间的相互作用 基本物理场 重力场、电磁场

7、.强作用场、弱作用场 其它的相互作用 机械场.热场、化学场、电场，磁场，电磁场，放射 场、生物场、嗅觉场、声场 物场”模型的基本概念 什么是物质和场？ 物质-场模型采用专门的图形化的语言来表示问题 的原因(冲突)O 物质场分析是一个根据所阐明的冲突来构造问题 情形的分析方法。 物质场分析宗旨：建立一个明确的问题情境模型 ,以应用发明的规则和 76 个标准解。河审理工大学河陶省创新方法培训基缆2012 常用的物场模型及其含义 :有效完整模型：实现功能的3个元素齐全，且有效实 现功能 :不完整模型：实现功能的3个元素不全，可能缺场， 也可能是缺少（工具）物质。标准解法：对不完整 模型，应针对所缺少

8、的元素给予引入物质或引入场, 使形成有效完整的物场模型，从而得以实现功能。物什么是物质和场？ 相同产品（S1）：破冰船体 工具（S2）:冰 :技术系统在环境中能被考虑为物质， 这样, 物质创新方法研究会 河剧理工大学 河剧省创新方法培训基缆2012 T么是物场模型 常用的物场模型及其含义 :效应不足的完整模型：3个元素齐全，但功能未有效 实现或实现得不足。标准解法：增加物质S3来强化 有用效应。S3可以是现成物质， 或是SI、S2的变异. 或是环境或是通过分解环境而获得的物质。 :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

9、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 最基本的物场模型实例 创新方法研究会 河剧理工大学 河剧省创新方法培训基缆2012 河陶理工大学 河剧省创新方法培训基她2012 物场模型的符号系统 :物质(Substance ) S : Sl% S2. S3. :场(Field ): F : Fl. F2. F3 ：关系符号： F-摩擦力（有用的） F-摩损（有害的） 有用的作用F仁 摩擦力使正常行走 成为可能 有害的作用F2:会使鞋子磨损 不足的作用F3：冰面上行走由于 摩擦力不足会打滑正常作用 不充分的作用 有害的作用 物场模型构建练习 : Si _鞋子 河常理工大学河窮

10、省创新方法培训基她2012 物场模型构建练习 :量产汽车系统中不同动力的提供 量产车：燃油发动机 太阳能汽车：电动发动机 超音速推进号（SSC）:涡扇发动机 物场模型与功能模型 :功能模型：描述整个系统的组件及各组件间的相互 作用 :物场模型：描述系统中出现问题的两组件及其相互 作用河陶理工大学河甫省创新方法培训基缆2012 物场模型与功能模型 :实例：手持水杯 手 杯子 物场模型小结 :物场模型的总结: 个技术系统 两种组成成分 三个基本要素 四种作用关系 1.2.3.4 :目的：追求合谐 河剧理工大学 河窮省创新方法培训基她2012 什么是物场模型 标准解法的由來 标准解法系统 总结 标准

11、解法的形成 :方法：分析各专利中问题的物场模型及最终解的物场 模型 :新发现：问题的物场模型相同，解决方案的物场模型 也相同主要内容 创新方法研究会 河剧理工大学 河窮省创新方法培训基她2012 炼焦 河常理工大学 河窮省创新方法培训基她2012 :示准JW法的由来 创新方法研究会 热应力 河常理工大学 河剧省创新方法培训基她2012 标准解法的形成 :准则：问题的物场模型相同 解决方案的物场模型也相同 与这个问题来自于哪个领域无关! 什么是标准解法？ 标准解法是指不同领域发明问题的通用解法，具有应用的广 泛性、一致性和有效性。 :标准解法是TRIZ理论研究技术系统转化和发展的工具之一。 是通

12、过物一场模型来使设计人员能有序地进行解决发明问题 的方法。 :标准解法是指对那些相当复杂的问题可以用简单的解决办法, 不必通过筛选各种方案就能有针对性地解决问题，不是利用 牺牲另一个性能指标来为了提高一个性能指标寻找性能之间 的妥协方案。所付出的代价几乎不需要任何花费或这种花费 跟获得的相比微不足道的情况下，找出技术性的解决问题， 取得理想的最大效应。示准解法的由来 创新方法研究会 河常理工大学 河剧省创新方法培训基她2012 最常用的几个标准解法 :产生有害作用时，引入变形的第三种物质S3 :产生有害作用时，引入超系统中的物质S3 :产生有害作用时，引入抵消有害作用的场F2 应用物场分析方法

13、的步骤 明确问题发生的部位 建立问题的物场模型 应用相应的标准解法 得到解决方案的物场模型创新方法研究会 河常理工大学 河陶河常理工大学 河剧省创新方法培训基她2012 物场模型与标准解法 :帮助我们明确问题着手和思考的方向 :针对不同的问题模型，应用相应的解法 :解的模型更接近最终的解决方案 河常理工大学 河崩省创新方法培训基她2012 TRIZ解题工具体系小结 技术矛盾 创新方法研究会 氷准解法创新方法研究会 冰准解法河常理工大学 河剧省创新方法培训基她2012 物理矛盾 Howto模型 物场模型河附理工大学河甫省创新方法培训基龍2012 级别 标准解系统名称 子系统 数 第一级 基本物场

14、模型的标准解系统 13 第二级 强化物场模型的标准解系统 23 第三级 向双、多、超系统和微观级系统进化的 标准解系统 6 第四级 测量与检测的标准解系统 17 第五级 简化与改善策略标准解系统 17 合计 76 主要什么是物场模型 标 .76个河南理工大学 河窮省创新方法培训基她2012 组成第一级标准解系统的分系统 第一级基本物场模型的标准解 1.1构建完整.完善的物场模型 1. 2消除完整物场模型的有害作用 组成分系统的子系统 1.1构建完整的物场模型 1.1.1 由不完整的向完整的物场模型转换 1.1.2 在物质内部引入附加物，建立内部复合的物场模型 1.1.3 在物质外部引入附加物，

15、建立外部复合的物场模型 :* 1.1.4 以环境资源为附加物引入物质内部或外部，建立与环 境一起的物场模型 :* 1.1.5 引入由改变环境而产生的附加物，建立与环境和附加 物一起的河剧理工大学 河期 小卅汀猝法-系统 _ 寸 . 二 创新方法研究会 河附理工大学河甫省创新方法培训基龍2012 物场模型 1.1.6 最小模式：引入能生成场的附加物来消除多余的部分 1.1.7 最大模式：引入保护性附加物质来消除有害作用 1.1.8同时要求最大和最小模式时：分别向最大和最小作用 场区域选择性引入附加物河南理工大学 河窮省创新方法培训基她2012 1 1构建完整、完善的物场模型 1.1.1由不完整的

16、向完整的物场模型转换 初始状态：现有的系统不完整，已有的对象无法 实现需要的变化或功能 约束条件：没有任何引入新物质或场的限制 解法：引入缺失的元素，构建完整的物场模型来 解决 1.1.1由不完整的向完整的物场模型转换 河膚理工大学 河陶省创新方法培训基她2012 人们用锤子打钉， 只有钉子（目标物质S1）不行； 只有锤子（工具物质S2）也不行； 有了钉子和锤子，没有人的手臂用力（机械 场F）同样不行； 只有当三个因素同时具备时才能完成打下钉 子的任务。 1.1.1由不完整的向完整的物场模型 缺少工具 和力 缺少力和加 工对象 缺少力 SI S2 SI S2 T F SI S2 S1 地毯 吸

17、尘器 S1 地毯 吸垦器 机械场 F 河常理工大学 河崩省创新方法培训基她2012 实例：人们实现持枪有效射击 :没有子弹的枪不可能进行有效射击 构建完整、完善的物场模型 1.1.2在物质内部引入附加物，建立内部复 合的物场模型 初始状态：现有的系统完整，但是已有的对象无 法实现需要的变化或功能 约束条件：对引入物质和场没有限制 解法：永久或临时向物质内部引入添加物创新方法研究会 枪 河陶理工大学河窮省创新方法培训基她2012 构建完整、完善的物场模型 1.1.2内部复杂的物场模型 倘若天空中的乌云（水蒸汽）在 没有足够的重力下，就不会 形成下雨，人工降雨就是向 乌云中引入水的变异物 人造冰粒

18、（干冰），使水蒸 汽迅速冷凝，致使重力加大 从天上掉下来形成雨滴。 重力场F1 S1 v 水蒸汽S2 小水滴 实例：创新方法研究会 温度场 F2- F重zxZ 河剧理工大学 河窮省创新方法培训基她2012 11构建完整、完善的物场模型 1.1.3 在物质外部引入附加物，建立外部复合的物 场模型 如采系统不能改变，实施内部合成受阻，则在两个物质si、 S2的外部引入附加物S3来达到增强效应的目的 F /: S1 - S2实例：路标的涂层 提高路标对司机的可视性 :路标的明亮度对于汽车司机的安全行驶至关重要。 在路标表面涂上高分子涂层，在汽车大灯光的照 耀下，增加了路标的反射光，从而提高了路标对 司机的可视性。 F S2 汽千灯光 F1 X 路标 河常理工大学河剧省创新方法培训基她2012 1.1.4 以环境资源为附加物，建立与环境一 起