物-场分析模型

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4.物质场模型

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

服务

员手
S1
S2
S3 托盘
18

第七章物场模型分析

第七章物场模型分析
• 4)有害模型 • 虽然3个元素齐全,但是产生的相互作用是
一种与预期相反的作用,设计者不得不想 办法消除这些有害的相互作用。
有害模型举例:用锤子钉钉子、鞋子与地面 如果情况属于第一种,系统一般不存在问题;而如果情况属于后三种模型中的任何一种, 系统就会出现各种问题,因此后三种模型自然而然是TRIz理论重点关注的情况。 幻灯片 17
用1.1.6~1.1.8 和第二级
用第四级
幻灯片32聚焦具体发明问题的区域确定系统中特别元素选择具体发明问题预测潜在变化改进系统检测和测量作用效应不足向超系统转换向微观系统转换产生有害效应模型不完整用311313用第四级用111115用121125用314315和321用116118和第二级物场模型标准解应用流程用物场模型阐述问题并按需求确定问题类型
第三级 向双、多、超系统或微观级协调进化的标准解系统……… 6 3.1 向双系统或多系统进化………………………… 5 3.2 向微观级系统进化……………………………… 1
30
第1级中的解法聚焦于建立和拆解物一场模型,包括创建需要的效应或消除不希望出现 的效应的系列法则,每条法则的选择和应用将取决于具体的约束条件。
S-物质:S1、S2、S3……可以为自然界中的任何东西,如太阳、地球、空气、水、桌 子、人等。S1-被动作用体;S2-主动作用体;S3-被引入的物质。
F-场:区别于物理中场的概念。 物理场只有四种:重力场、电磁场、强相互作用场(核力场)、弱相互作用场(基本粒子场)。 在物质-场分析中,场的定义更广泛,它其实是物质之间的相互作用:如力场(压力、 冲击、脉冲)、声场(超声波、次声波)、热能场、电场(静电、电流)、机械场、风场、嗅觉场、 化学场(氧化、还原、酸性环境、碱性环境)、光场等。总而言之,只要物质与物质之间存在 相互作用,就可以将这种相互作用视作一种场;因此,也可以根据具体的相互作用灵活地命

TRIZ(三)-物场分析

TRIZ(三)-物场分析

技术系统功能的物-场模型
技术系统的目的是执行(功能(function))。它的基本 组成包括两个物质(Substance)和它们之间的作用力, 称为场(Field)。场是产生作用力的一种能量。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。
F
S1
S2
物-场模型
功能的定律: 1.所有的功能都可以分解为三个基本元件(S1,S2,F); 2.一个存在的功能必定由三个基本元件组成; 3.将三个相互作用的三个基本元件有机组合将产生一个功能 F
物场模型类型举例
不完整模型,需要的效果没有发生:例如,炉壁没有冷 却功能因而过热。 有害功能模型,產生有害的效果:例如,炉壁因生火而 过热。 非有效完整模型,需要的效果不足:例如,炉壁过热, 冷卻功能不足。
物-场模型的一般解法
1. 不完整模型 一般解法1:补齐所缺失的元素,增加场F或工具S2,完整模型。
F S1
F
S1
例子:
S2
S2 S3
将窗户玻璃进行磨砂处理,变成半透明的,以保护办公室的隐私。
物-场模型的一般解法
一般解法3: 增加另外一个场F2来抵消原来有害场F的效应
F S1
F
S1
S2
S2 F2
例子: 零件在加工中产生偏歪,增加一个反向作用力。
物-场模型的一般解法
3. 效应不足的完整模型 效应不足的模型是构成物-场模型的元素是完整的,但有用的场F效应 不足,比如太弱、太慢等。 一般解法4: 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)
场能量的总称meth物场模型中的效应表示符号意义需要的效应不足的效应有害效应物场模型举例一铣刀切割零件机械?铣刀物场模型举例二吸尘器清洁地毯机械?地毯吸尘器物场模型举例三人油漆墙壁化学?墙壁模型类型一个系统可能包含多个功能建立每个功能模型是需要的

TRIZ基本理论物场模型分析

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

物——场模型分析

S1
S2
S1
S2 S3

插座

插座 盲文标签
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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
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蒸汽清洗机
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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
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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。
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(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

热场(烘干)
F

S1
S2
衣服

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有害的,完整模型

物-场分析模型

物-场分析模型
应用来验证方案的可行性和效果,进一步调整和完善方案。
04
物-场分析模型的实践案 例
案例一:产品设计优化
总结词
通过物-场分析模型,优化产品设计,提高产品性能。
详细描述
在产品设计阶段,运用物-场分析模型对产品进行系统分析,找出产品存在的问 题和不足,提出改进方案,优化产品设计,提高产品性能和使用效果。
动态性研究
未来的研究将尝试改进物-场分析模型,使其能够更好地描述系统的 动态变化过程。
跨领域应用研究
随着应用领域的拓展,物-场分析模型将在更多领域(如生物医学、 社会科学等)得到应用和研究。
跨领域应用与拓展
生物医学领域
社会科学领域
物-场分析模型在生物医学领域的应用将主 要涉及人体生理系统、疾病发生发展机制 等方面的研究。
解决方案与优化
总结词
解决方案与优化是在建立物-场模型的基础上,提出针对性的解决方案,并对方案进行 优化和改进。
详细描述
在提出解决方案时,要基于物-场模型进行分析和推理,提出可行的解决方案。解决方 案可以是技术上的改进、流程的优化或组织结构的调整等。随后,需要对提出的解决方 案进行优化和改进,确保方案的有效性和可行性。这一步骤可以通过实验、仿真或实际
作用有关。
03
物-场分析模型的应用步 骤
问题定义与目标明确
总结词
问题定义与目标明确是物-场分析模型应用的第一步,需要清晰地界定问题的范围和目标,为后续分析提供基础。
详细描述
在应用物-场分析模型时,首先需要对问题进行定义,明确问题的性质、背景和限制条件。同时,要明确问题的 目标,确定通过分析要达到的具体效果或改进点。这一步骤有助于将问题抽象化,为后续的物-场分析和构建提 供方向。

物-场分析的一般解法(“模型”相关文档)共10张

物-场分析的一般解法(“模型”相关文档)共10张

S2
油水热场F源自S1油S2

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。
一般解法四:引入第二个场和第三个物质增强有效的效应
补全缺失的元素,完成物场三角形模型。
它应该是原有两种物质之一的变种。
它一TR应般IZ该 解重是法点原二关有:注两加缺种入失物第模例质三型:之种、一物有办的质害公变,模种阻室型。止、的有不害玻充作分璃用的。模型。
它一应般该 解是法原二有:两加种入物第质三之种一物的质变,种阻。止有害作用。
一补般全解 缺法失三的:元引素入,第完二成个物场,三抵角消形有模害型作。用。 补一全般缺 解失法的三元:素引,入完第成二物个场三,角抵形消模有型害。作用。
光场
一般解法三四:引入第二个场,和抵第消三有个害物作质用增。强有效的效应 一般解法五四:引入第二个场增和强第有三效个的物效质应增。强有效的效应
它应该是原有两种物质之一的变种。
一般解法四:引入第二个场和第三个物质增强有效的效应
TRIZ提出了六种一般解法。
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。
S 它应该是原有两种物质之一的变种。
它应该是原有两种物质之一的变种。 1
S2
机械场 S1
楔子
衬垫
楔子
热场
F1
F2
S3
S1
隐私
S2
玻璃
光场
F
S1
隐私
S3
磨砂
S2
玻璃
有害模型II
• 一般解法三:引入第二个场,抵消有害作用。
• 例:细长轴的切削加工
切削力
F

物-场模型分析

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。

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冬季加热水桶来取暖,但产生了不希望的水蒸 气。怎么办?
热能


加入一些机油 (暖气中的水可 否换成油?)
水 水+机油
空气
TRIZ理论(5):物—场模型分析
18
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。
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。
1.
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
2.
TRIZ理论(5):物—场模型分析
24
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
TRIZ理论(5):物—场模型分析
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。
TRIZ理论(5):物—场模型分析
4
技术系统功能的物-场模型
36
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
37
实例1:铜板的清洗问题
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) F 功能问題:效果不足

本问题适用的解法为5、6两种。
TRIZ理论(5):物—场模型分析 39
第四步:开发设计概念(一)

增加新的场(F2),来增強清洗的效果
F F
S2 S2 S1 F2
TRIZ理论(5):物—场模型分析
S1
40
实例1:铜板的清洗问题

寻找新的场来增强清洗效果 机械、热、化学、磁超音波 热力:用热水 化学力:利用溶剂 磁力:磁化水



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
6
例一

铣刀切割零件
机械力
铣刀
TRIZ理论(5):物—场模型分析
零件
7
例二

吸尘器清洁地毯
机械力
吸尘器
地毯
8
TRIZ理论(5):物—场模型分析
物-场分析模型的结构类型
1. 2. 3. 4.
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。
1. 2.
F S1 S2
3.
力(F) 钉子(S1)、 锤子(S2)、
TRIZ理论(5):物—场模型分析
2
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
3
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。
这类问题有三种解法: 4、 5、 6、

F
S2
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
22
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 F
S1 S3
S2
TRIZ理论(5):物—场模型分析
23
效果不足的完整模型实例
25
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。
F
S2 F2
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
26
解决方案三

增加新的场(F2)和物质(S3)来加強原有的效果
F1
F2
F1
S2
S1
S2
S3
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
27
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
41
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 F2 F1
S2
S1
S2
S3
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
不完整模型的一般解法: 补齐所缺失的元素 S2 S1

TRIZ理论(5):物—场模型分析
11
解决办法

增加需要的元件,完善物-场三角形
F
S2
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
12
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?
1.
2.
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。

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 增加系统外部外部添加物以强化物-场模型 以外部环境系统作为添加物以强化物-场模型 修正或改变环境以强化物场模型 对微小量进行后期控制以增加可操作性 通过物质引入而使系统指标不超过最大值以增加安全性 原则在局部实现最大(或最小)值
物-场分析模型
(Substance-Field Analysis)


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
1
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)
第三级 向双、多、超系统或微观级协调进化的标准解系统……… 6 3.1 向双系统或多系统进化………………………… 5 3.2 向微观级系统进化……………………………… 1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
30
第四级 测量与检测的标准解系统………………………………… 17 § 4.1间接方法………………………………3 § 4.2建立测量的物场模型…………………4 § 4.3加强测量的物场模型……………………3 § 4.4向铁-场模型转化……………………5 § 4.5测量系统的进化方向…………………2 第五级 标准解应用策略准则…………………………… ……… 17 5.1引入物质……………………………… 4 5.2引入场………………………………… 3 5.3相变…………………………………… 5 5.4利用自然现象和物理效应…………… 2 5.5通过分解或结合获得物质粒子……… 3

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 F2
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
20
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
21
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。

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
9
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
TRIZ理论(5):物—场模型分析
10
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。

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。
F
S2
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
5
物质与场的种类



物质的种类: 材料 工具 零件 人 环境
S2 S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
38
实例1:铜板的清洗问题
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
F

S3可以是修改后 的S1或S2,或者 是通过共同改变 S1、S2得来。
S2 S3
S1
TRIZ理论(5):物—场模型分析
16
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。
1.
2.
改换窗帘 窗玻璃改为 磨砂玻璃。
TRIZ理论(5):物—场模型分析
17
有害效果的完整模型实例
2、改变原有物质去除有害作用
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