物——场模型分析
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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
物-场模型分析
1物—场模型分析是TRIZ理论中的一种重要的问题描述和分析工具，用以建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型，在问题的解决过程中，可以根据物—场模型所描述的问题，来查找相对应的一般解法和标准解法。
26.1 物—场分析每个系统的出现都是为了实现某个确定的功能。
产品是功能的实现。
所谓功能，是指系统的输出与系统的输人之间正常的、期望存在的关系。
产品设计中，经常使用到传递函数：y = F (x1，x2，x3，…，x n)式中y —输出;x1，x2，x3，…，x n—输入。
输出与输入之间的函数关系F 就是功能。
系统的功能可以是一个比较大的总的功能，也可以是分解到子系统的功能，也可以一直分解下去，直达底层的功能为止。
底层的功能结构上比较简单，容易进行理解和表达。
3阿奇舒勒通过对功能的研究，发现并总结出以下3条定律:l) 所有的功能都可以分解为3个基本元素(S1，S2，F);2)一个存在的功能必定由这3个基本元素组成;3)将相互作用的3个基本元素进行有机组合将形成一个功能。
为方便表示，功能用一个三角形来进行模型化，三角形的下边2个角是3个物体(或称为物质)，上角是作用或效应(或称为场)。
物体可以是工件或工具，场是能量形式。
通常，任何一个完整的系统功能，都可以用一个完整的物—场三角形进行模型化，称为物—场分析模型。
见图7-l。
如果是一个复杂的系统，可以用多个物—场三角形来进行模型化。
45FS 1S 2图6-1 物——场分析模型6参与相互作用的物体S 1和S 2可以是：1) 材料;2) 工具;3) 零件;4) 人;5) 环境。
FS 1S 27一般地，S 1表示工件，S 2表示工具。
物体之间的效应(或称为场) F 可以是:1) Me ——机械能;2) T h ——热能;3) Ch ——化学能;4) E ——电能;5) M ——磁能。
FS 1S 28将这些场类别组合起来，就形成一个词:MeThChEM，以方便对能量形式的记忆。
物——场模型分析ppt课件
2020/5/26
完整模型
含义：实现功能的3个元素齐全，且有效实现功能
机械场
F
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S1
S2
手
杯子
2020/5/26
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。
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S1
S1
S2
S1
S2 S3
手
插座
手
插座 盲文标签
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2020/5/26
机械场
电场
F
F
S1
S2
S1
S2
抹布
抽油烟机 蒸汽
抽油烟机
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蒸汽清洗机
2020/5/26
DESIGN HYH
2020/5/26
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
（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
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2020/5/26
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
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2020/5/26
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。
物场模型分析
DESIGN HYH
2019/5/23
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
……
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。
DESIGN HYH
F
S1
S2
有害效应的场模型
2019/5/23
机械场
F
机械场
F
S1
garbage
DESIGN HYH
S2
S1
把柄 garbage
S2
s3
把柄
触摸屏
2019/5/23
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
皮肤
防嗮霜
2019/5/23
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
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FS1S2效应源自足场模型2019/5/23
机械场
热场
F
F
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、） ……
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-场分析模型
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。
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。
精品课件
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
F
S2
S1
精品课件
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)。
FF2
S31
S2
精品课件
效果不足的完整模型实例
1. 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。
2. 用场(F2)和物质(S3)来代替原有的场(F1) 物质(S1)
零件
例二
吸尘器清洁地毯
机械力
吸尘器
精品课件
地毯
物-场分析模型的结构类型
1. 有效完整模型：系统的3个元素都存在而且有效； 2. 不完整模型：组成系统的元素不全，缺少场或物； 3. 效应不足的完整模型： 3个元素齐全，但效应不足； 4. 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。
精品课件
解决方案二
增加另一个场(F2)，用来平衡产生有害效果的 场。
F
S2
S1
F2
精品课件
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
精品课件
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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DESIGN HYH
2015/10/26
七十六个标准解
依据所建立的功能模型，Altshuller提出了标准解法的解决方案。标准解法分为5级、18 个子级，共计76个。
谢谢观看
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2015/10/26
DESIGN HYH
2015/10/26
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2015/10/26
S1
F
S2 有害效应的场模型
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2015/10/26
机械场
机械场
F
F
S1
garbage
S2
把柄
S1
garbage
S2
s3
把柄 触摸屏
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2015/10/26
例:如何防晒？
光学场
光学场
F
F
S1
紫外线
S2
皮肤
S1
紫外线
S2
s3
皮肤
防嗮霜
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2015/10/26
S3
水
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2015/10/26
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
DESIGN HYH
2015/10/26
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。 F
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。
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2015/10/26
物—场分析法基本的模型
F S1 S1
S—物质：任何东西 F—场：物质间相互作用
电场
S1
电动机
S2
扇叶
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2015/10/26
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2015/10/26
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。
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2015/10/26
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。
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2015/10/26
（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)
谢谢观看
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2015/10/26
手机物—场模型向某种物质演化
这种演化主要是手机的材料的演化，如石墨烯，作为目前已知的世上最薄、最坚硬、导电性 最好、灵活性强大的纳米材料，石墨烯成为制造显示屏、可穿戴设备的理想材料。
谢谢观看
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2015/10/26
物——场模型演化路径
物—场分析法与76个标准解
工设1301——黄园欢
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2015/10/26
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
DESIGN HYH
Hale Waihona Puke 2015/10/26他们的功能是.......?
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2015/10/26
F
S2
S2
S2-作用对象 S1-作用工具
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2015/10/26
物—场分析法模型举例
热场
F
S1
水
S2
米
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2015/10/26
物—场分析法符号
符号 意义
需要的效果
不足的效果 有害的效果
+++++++++++++
过度的定向作用 正常、有效的相互作用 效用不足的相互作用 有害的相互作用
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、） ……
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2015/10/26
F
S1
S2
S3
S4
S5 ........
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手机物—场模型自身的演化
这种演化主要是自身某种元素的改进，整个手机物一场模型不变化，但是功能增强了， 整个手机的结构也越来越精密化，完善化。
谢谢观看
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2015/10/26
手机物—场模型向子系统演化
这种演化可能是场或物质的演化。
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
F
S1
效应不足场模型
S2
增加
修改
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2015/10/26
机械场
热场
F
F
S1
（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
S1
拖布
S2
地板
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2015/10/26
（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
机械场
F
F2
S2
地板
S1
地拖
阿奇舒勒通过对功能的研究发现了下述3条定律
（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
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2015/10/26
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 ……
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2015/10/26
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2015/10/26
手机通话功能物—场模型
电磁场
F
谢谢观看
S1
接收器
S2
处理器
LOGO
这里输入公司名称
2015/10/26
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。
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2015/10/26
完整模型
含义：实现功能的3个元素齐全，且有效实现功能 机械场
F
S1
手
S2
杯子
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2015/10/26
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。
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2015/10/26
Thank you
DESIGN HYH
2015/10/26
S1
S2
DESIGN HYH
例：衣服（S1）含有水（S2）如何加快干燥？
机械场（离心力）
热场（烘干）
F
或
F
S1
S2
S1
衣服
S1 S2
水 洗衣机
衣服
S2
水
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2015/10/26
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
手
S2
插座
S1
手
S2
插座
S3
盲文标签
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2015/10/26
机械场
电场
F
F
S1
抹布
S2
抽油烟机
S1
蒸汽
S2
抽油烟机
蒸汽清洗机
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2015/10/26
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2015/10/26
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