Triz物质场分析与标准解
物能分 析基础上，通过建立现有产品功能模型的 过程，可以发现有害作用、不足作用及过 剩作用等小问题，产品或系统中小问题存 在的区域是设计冲突可能存在的区域，根 据物质-场表示的功能模型的类型就可判 定冲突的存在。该方法适用于发现已有产 品中冲突以便改进设计。
TRIZ之物质-场分析及76个标准解
Theory for Solving Inventive Problems
物质-场模型
•功能是价值工程研究的核心问题。 顾客买的不是产品本身，而是产品 的功能。 •在设计科学的研究过程中，人们 也逐渐认识到产品设计往往首先由 工作原理确定，而工作原理构思的 关键，是满足产品的功能要求。 •产品是功能的载体，功能是产品 的核心和本质。
•Altshuller通过对功能的研究，发现并总结以下3条定律： 1.所有的功能都可以分解为3个基本元素； 2.一个存在的功能必定由3个基本元素组成； 3.将相互作用的3个元素进行有机组合将形成一个功能。
什么是物质和场？
物质是指某种 物质是指某种物体或过程 物体或过程， 可以是整个系统，也可以是系 统内的子系统或单个的 物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。物质之间依 靠场来连接。 场是指完成某种功能所需的 场是指完成某种功能所需 的手法或手段，通常是一些能量形式，如:磁场、重力 场、电能、热能、化学能、机械能、 声能、光能等等 （附表）。 物场模型的建立过程，就是将特殊技术问题标准化的过 程。 如果某个技术系统中，存在缺陷（缺少了物质， 或缺少了 场），则说明技术系统不完整，存在冲突。 因此，物——场场分析法可分析法可发现并确定冲突， 再通过标准解寻找“标准答案”，可对不完整系统进行 补充，结合具体的工程背景，即可解决冲突。
什么是物质和场？
S—物质：任何东西（包括材料、工具、 零件、人、環境等） S1—作用对象（作用承受者） S2—工具（作用发出者） F—场：物质间的相互作用
TRIZ理论总结
建议或期望
1、结合自己工作课题，应用TRIZ理论分析 和解决问题； 2、通过TRIZ学习，使解决问题和发明工作 规范化、简单化、流程化、信息化。
物质-场模型
物质-场模型分析是TRIZ理论中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。
第六章 物质-场分析与标准解.
（4）进一步发展这种概念，以支持所得解决方案 在第三步中，通过应用 76 种标准解决方案， 已经有了解决问题的主要的方向，沿着这个方向， 继续研究下去就可以找到解决创新问题的方案。 有害完整系统：如果例子中的有害功能是飞扬的岩 石碎片，那么，一顶金属帽子或者可以盖在岩石上 的金属网都可以充当附加物质，用来消除有害效应 （图 6-4）。如果需要将一种场加入一个系统，那么 研究人员应该考虑到所有可能的场。如果岩石里含 有水分，就可以用冷冻的方法来实现岩石的破裂。 冷冻过程中，岩石里的水分体积会膨胀，从而使岩 石发生破裂。这种破裂会随着水分逐渐冷冻，体积 逐渐增大而逐渐破裂，所以就减少了炸裂时的碎片。 这种效应也可以被认为是“最佳效果”，
所谓功能，是指系统的输出与系统的输入之 间的正常的、期望存在的关系。 TRIZ理论中，功能有3条定律： （1）所有的功能都可以最终分解为3个基本元素 （S1，S2，F）； （2）一个存在的功能必定由3个基本元素构成； （3）将3个相互作用的基本元素有机组合将形成 一个功能。
在功能的3个基本元素中S1，S2是具体的， 即是“物质”（一般用S1表示原料，用S2表示 工具）；F是抽象的，即是“场”。这就构成 了物－场模型。S1，S2可以是材料、工具、零 件、人、环境等；F可以是机械场（Me）、热 场（Th）、化学场（Ch）、电场（E）、磁场 （M）、重力场（G）等。 案例：（1）机车-钢轨-机械场 （2）机车-钢轨-磁场 （3）手拿杯子 （4）空中的风筝
第二节 物质-场模型的种类
根据对众多发明实例的研究，TRIZ理论将 把物－场模型分为4类： (1)有效完整系统，三要素都有，且都有效， 可实现设计愿望; (2)不完整系统，系统的三要素中某一要素不 存在，需要增加要素来实现有效完整功能; (3)非有效完整系统，三要素都有，但不能实 现预期功能，如力不够大，工具不理想等等， 需要改进系统; (4)有害完整系统，三要素均存在，但出现了 与预期相冲突的效应，则设计过程中一定要 消除此类有害效应。
triz物场分析与76个标准解
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或增加另一个场F2来 强化有用效应。S3可以是现成物质，或是S1、S2的变异、 或是环境或是通过分解环境而获得的物质。
实例：带双帽的钉子
在有些生产产品的加工过程中对产品钉下的钉子，待加工完成后必须取 出。为此在加工过程中，钉帽必须与产品表面贴紧，以达到紧固产品的 目的；但是当完工后，钉子帽又必须远离产品表面，以使起钉容易，并 在起钉时不会对表面产生伤害。
使用带两个钉帽的钉子，可以同时满足不同加工过程的要求。由于在两 钉帽间有足够的空隙用于拔出钉子，下面的钉帽则可保持紧贴产品。
S2
F
S3
S1
S2
F
S3
S1
S2
14
实例：穿着普通鞋子在冰面上行走
穿着普通鞋子在冰上 行走的人，因得不到 冰面足够的摩擦力， 所以容易滑倒。
解决办法：换上钉鞋
摩擦力
F
F
S1
冰面
S2
S1
鞋子
S3 S2 带钉的鞋子
15
实例：利用抗凝血剂防止血液凝固
F 生物场
F
S1
血液
S2
S1
心肺机
S3 肝素 S2
16
机械场
F
F
S1 加工产品
S2
S1
单帽钉
一个基本完整的测量物场模型必须是在它的 输出端载有被测对象信息参数的输出场
F
Fnew1
S1
S2
最基本的物场模型
S1
TRIZ 76个标准解法
在物-场模型分析的应用过程中，由于所面临的问题复杂又包含广泛，物-场模型的确立、使用有相当的困难，所以TRIZ理论为物-场模型提供了成模式的解法，称为标准解法，共76个，标准解法通常用来解决概念设计的开发问题。
76个标准解决方法可分为5类：建立或破坏物质场；开发物质场；从基础系统向高级系统或微观等级转变；度量或检测技术系统内一切事物；描述如何在技术系统引入物质或场。
发明者首先要根据物质场模型识别问题的类型，然后选择相应的标准方法解。
第一类标准解：不改变或仅少量改变系统。
（1）假如只有S1，应增加S2及场F，以完善系统3要素，并使其有效。
（2）假如系统不能改变，但可接受永久的或临时的添加物，可以在S1或S2内部添加来实现。
（3）假如系统不能改变，但用永久的或临时的外部添加物来改变S1或S2 是可以接受的，则加之。
（4）假定系统不能改变，但可用环境资源作为内部或外部添加物，是可接受的，则加之。
（5）假定系统不能改变，但可以改变系统以外的环境，则改变之。
（6）微小量的精确控制是困难的，可以通过增加一个附加物，并在之后除去来控制微小量（7）一个系统的场强度不够，增加场强度又会损坏系统，可将强度足够大的一个场施加到另一元件上，把该元件再连接到原系统上。
同理，一种物质不能很好地发挥作用，则可连接到另一物质上发挥作用。
（8）同时需要大的（强的）和小的（弱的）效应时，需小效应的位置可由物质S3 来保护。
（9）在一个系统中有用及有害效应同时存在，S1及S2不必互相接触，引入S3 来消除有害效应。
（10）与（9）类似，但不允许增加新物质。
通过改变S1或S2来消除有害效应。
该类解包括增加“虚无物质”，如：空位、真空或空气、气泡等，或加一种场。
（11）有害效应是一种场引起的，则引入物质S3吸收有害效应。
（12）在一个系统中，有用、有害效应同时存在，但S1及S2必须处于接触状态，则增加场F2使之抵消F1的影响，或者得到一个附加的有用效应。
Triz物质场分析与标准解
什么是物质和场？
S—物质：任何东西（包括材料、工具、 零件、人、環境等） S1—作用对象（作用承受者） S2—工具（作用发出者） F—场：物质间的相互作用
TRIZ理论总结
建议或期望
1、结合自己工作课题，应用TRIZ理论分析 和解决问题； 2、通过TRIZ学习，使解决问题和发明工作 规范化、简单化、流程化、信息化。
•Altshuller通过对功能的研究，发现并总结以下3条定律： 1.所有的功能都可以分解为3个基本元素； 2.一个存在的功能必定由3个基本元素组成； 3.将相互作用的3个元素进行有机组合将形成一个功能。
什么是物质和场？
物质是指某种 物质是指某种物体或过程 物体或过程， 可以是整个系统，也可以是系 统内的子系统或单个的 物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。物质之间依 靠场来连接。 场是指完成某种功能所需的 场是指完成某种功能所需 的手法或手段，通常是一些能量形式，如:磁场、重力 场、电能、热能、化学能、机械能、 声能、光能等等 （附表）。 物场模型的建立过程，就是将特殊技术问题标准化的过 程。 如果某个技术系统中，存在缺陷（缺少了物质， 或缺少了 场），则说明技术系统不完整，存在冲突。 因此，物——场场分析法可分析法可发现并确定冲突， 再通过标准解寻找“标准答案”，可对不完整系统进行 补充，结合具体的工程背景，即可解决冲突。
物质-场模型
物质-场分析方法建立在现有产品功能分 析基础上，通过建立现有产品功能模型的 过程，可以发现有害作用、不足作用及过 剩作用等小问题，产品或系统中小问题存 在的区域是设计冲突可能存在的区域，根 据物质-场表示的功能模型的类型就可判 定冲突的存在。该方法适用于发现已有产 品中冲突以便改进设计。
TRIZ培训中创新发明的五个层次
知识检索技巧
掌握关键词检索、分类检 索、语义检索等技巧，提 高知识检索的效率和准确 性。
知识整合与运用
将检索到的知识进行整合 和分类，结合实际需求进 行创新设计。
案例分析：科学效应与知识库应用实践
案例一
利用物理效应中的电磁感应原理，设计了一种新型无线充电装置 ，实现了对移动设备的无线充电。
案例二
借鉴生物效应中的蜂巢结构，设计了一种具有优异力学性能的轻质 材料，应用于航空航天领域。
对已有解决方案的重新组合。它强调系统化、流程化的创新思维，通过
消除矛盾、寻找理想解来实现创新。
03
TRIZ的工具与方法
TRIZ提供了一系列实用的工具和方法，如矛盾矩阵、物理效应库、创新
原理等，帮助人们快速识别问题、激发创新思维并找到解决方案。
创新发明的重要性
推动技术进步
创新发明是推动技术进步和社会发展的核心动力，它不断 突破技术瓶颈，推动产业变革和升级。
案例二
通过局部质量原理解决物理矛盾。在某电子产品设计中，要求提高屏幕的亮度和对比度，但同时又要求降低能耗 。通过应用局部质量原理，在屏幕的关键区域采用高性能材料和工艺，提高了亮度和对比度；而在非关键区域采 用低功耗材料和工艺，降低了能耗。
04
第三层次：物质-场分析与标准解应用
物质-场模型构建与分析方法
创新发明的五个层次
培训重点讲解了创新发明的五个层次，包括技术系统进化、矛盾解决、物理效应应用、化 学效应应用和创造性问题解决，使学员掌握了创新发明的方法和技巧。
案例分析与实战演练
通过多个案例分析和实战演练，学员深入了解了TRIZ在实际问题中的应用，提高了分析 问题和解决问题的能力。
学员心得分享与互动交流
TRIZ之76个标准解
统系进改化简�解准标类五第 。数导阶二或阶一的间空或间时量测可�量测接直替代 95.oN 。统系多或统系双用可�够不度精统系单若 85.oN 向方进改的统系量测�5� 。等滞磁、点里居如�象现关有性磁与量测 75.oN 。中境环到加其将则�质物磁铁加增许允不中统系如假 65.oN 。去中统系到子粒磁铁加添则�统系合复个一立建能可不 45.oN 如假 55.oN 。可即化变场磁的致导所量测。量测便以子粒磁铁为成质物种一变改或子粒场磁加增 45.oN 。量测便以场磁或质物磁铁用利或加增 35.oN �场-eF�场磁铁量测�4� 。率频有固的体物的系联相性特知已与量测则�能可不 15.oN 现实如假 25.oN 直能不统系如假 15.oN 。态状的统系 定决�化变的应效察观过通�应效学科知已的现出中统系用利�如例。象现然自用利 05.oN 统系量测强加�3� 。应效的 生产量测并�质物的在存已中境环变改或解分则�去中境环到入引被能不场加附如假 94.oN 。响影的统 系对场此测检�场个一生产统系对而加增中境环在则�物加附加增能不中统系在如假 84.oN 。物加附的入引一量测 74.oN 。数参的测检易容 有具它使�场该强加或变改�下件条的统系原响影不在�的效有非是场的在存已如假。出输 为作场个一且�统系场-物个两或一单加增则�测检被能不统系场-物整完不个一如假 64.oN 中统系的在存已到入引场或件零将�2� 。量测续连个一替代量测检个两用利则�能可不 44.oN 及 34.oN 如 54.oN
。子粒质物得获解分过通 47.oN 质物的平水构结等低或等高生产�5� 。现实处点换转态状近接在常通�场出输强加�时弱较场入输当 37.oN 。态 状一另到递传态状个一从身自其使应�态状的同不有具须必体物一如假。递传制控自 27.oN 象现然自用应�4� 。效有更其使用作的间质物或件元用利 17.oN 。态双到递传�4 递传态状 07.oN 。象现随伴的中换转用利�3 递传态状 96.oN 。态双�2 递传态状 86.oN 。态状代替�1 递传态状 76.oN 递传态状�3� 。质物的源资场于属用使 66.oN 。场的在存已中境环用利 56.oN 。场种一另生产来场种一用使 46.oN 场用使�2� 。西东的响影无境环对用使则�料材种某用使量大许允不境环如假 36.oN 。除消动自后完用物加附 26.oN 。元单的小更为分素要将 16.oN 。物加附的需所得获解分的身本体物或境环对过通�9�的害有是物合化些这入引接直而�物 合化的要需所生产时应反起们它当�物合化入引�8�用使的器真仿括包这�物加附加增中品 制复其在可�物加附许允不中统系原如假�7�物加附入引时暂�6�上置位定特一到中集物 加附将�5�物加附的化活常非但量少用利�4�物加附部内替代物加附部外用�3�质物替代 场用利�2�等隙缝、沫泡、泡气、空真、气空�如�源资本成无用使�1�法方接间 06.oN 质物入引�1�
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
triz物场分析与76个标准解-
triz物场分析与76个标准解-TRIZ（俄语全称为“理论创造问题解决”）是由苏联发明家阿尔图·谢列梅捷夫于1946年发明的一种创造性解决问题的方法。
TRIZ提供了一些工具和技术，可以帮助人们识别和解决问题，特别是那些看起来难以解决的问题。
TRIZ的方法论是基于一套模型，这些模型说明了哪些问题需要解决，以及如何解决它们。
TRIZ的物场分析方法是其重要的一部分，它提供了一种分析物体或系统的方法，以了解它们如何工作，以及如何改进它们。
这种方法要求将物体或系统分解为比较简单的部分，例如组件，以帮助识别和定位问题。
用于这个方法的一些技术包括功能分析和属性分析。
TRIZ物场分析方法的主要目的是确定问题的本质，了解问题的来源以及可能导致问题的因素。
这种分析方法通过评估与系统相关的活动和变量来实现这一点。
在TRIZ物场分析的过程中，会使用76种常见的问题解决过程，称为“标准解法”。
这些标准解法旨在帮助人们找到新颖的解决方案，包括那些原本不明显的解决方案。
以下是76个TRIZ标准解法：1. Segmentation(分割)2. Extraction(提取)3. Local Quality(局部质量)4. Asymmetry(不对称)5. Merging(融合)6. Universality(普适性)7. Nested Doll(套娃)9. Prior Counteraction(先前对抗)11. Cushion in advance(提前垫垫)12. Equipotentiality(等电位)13. The other way round(相反的)15. Dynamicity(流动性)16. Partial or excessive actions(局部或 excessive)17. Another dimension(另一个维度)18. Mechanical vibration(机械振动)20. Continuity of useful action(有用行动的连续性)21. Skipping(跳）22. “Blessing in disguise”(暗中帮助)23. Feedback(反馈)24. Intermediary(中介)25. Self-service(自助)26. Copying(复制)27. Cheap short-lived objects(廉价短命的物品)28. Replacement of a mechanical system(机械系统的替换)30. Flexible shells and thin films(柔性外壳和薄膜)31. Porous materials(多孔材料)32. Color changes(颜色变化)34. Discarding and recovering(弃之不，取之有)37. Thermal expansion(热膨胀)38. Strong oxidants(强氧化剂)41. Combination of different temperatures(不同温度的组合)44. Use of curved surfaces(利用曲面)45. Discarding of harmful factors(排除有害因素)46. Localization(本地化)47. The use of cheap energy(使用廉价能源)49. Hidden defects(隐藏缺陷)50. Feedback at different levels(不同级别的反馈)54. Gradual improvement(阶段性改善)59. The use of electrically conducting fluids(利用导电流体)64. Non-uniformity(不均匀性)76. The use of plasmas(利用等离子体）TRIZ物场分析方法和76个标准解法为人们提供了创造性的思维工具，帮助他们理解和改进物体和系统。
TRIZ 76个标准解法
在物-场模型分析的应用过程中，由于所面临的问题复杂又包含广泛，物-场模型的确立、使用有相当的困难，所以TRIZ理论为物-场模型提供了成模式的解法，称为标准解法，共76个，标准解法通常用来解决概念设计的开发问题。
76个标准解决方法可分为5类：建立或破坏物质场；开发物质场；从基础系统向高级系统或微观等级转变；度量或检测技术系统内一切事物；描述如何在技术系统引入物质或场。
发明者首先要根据物质场模型识别问题的类型，然后选择相应的标准方法解。
第一类标准解：不改变或仅少量改变系统。
（1）假如只有S1，应增加S2及场F，以完善系统3要素，并使其有效。
（2）假如系统不能改变，但可接受永久的或临时的添加物，可以在S1或S2内部添加来实现。
（3）假如系统不能改变，但用永久的或临时的外部添加物来改变S1或S2 是可以接受的，则加之。
（4）假定系统不能改变，但可用环境资源作为内部或外部添加物，是可接受的，则加之。
（5）假定系统不能改变，但可以改变系统以外的环境，则改变之。
（6）微小量的精确控制是困难的，可以通过增加一个附加物，并在之后除去来控制微小量（7）一个系统的场强度不够，增加场强度又会损坏系统，可将强度足够大的一个场施加到另一元件上，把该元件再连接到原系统上。
同理，一种物质不能很好地发挥作用，则可连接到另一物质上发挥作用。
（8）同时需要大的（强的）和小的（弱的）效应时，需小效应的位置可由物质S3 来保护。
（9）在一个系统中有用及有害效应同时存在，S1及S2不必互相接触，引入S3 来消除有害效应。
（10）与（9）类似，但不允许增加新物质。
通过改变S1或S2来消除有害效应。
该类解包括增加“虚无物质”，如：空位、真空或空气、气泡等，或加一种场。
（11）有害效应是一种场引起的，则引入物质S3吸收有害效应。
（12）在一个系统中，有用、有害效应同时存在，但S1及S2必须处于接触状态，则增加场F2使之抵消F1的影响，或者得到一个附加的有用效应。
[TRIZ发明问题解决理论]物质-场分析(76个标准解)
每天进步一点点
TRIZ（发明问题解决理论）
三、典型的物质-场变换:标准解
3.3检测与测量
分析：如果一个系统需要精确的温度控制，最好采用某
种物质，该物质将温度维持在该温度范围内。为了实现
上述目标，利用“居里点”是一种自然的选择，在该点
之上，铁磁物质失去磁性。
41
每天进步一点点
TRIZ（发明问题解决理论）
3.2 消除物质-场中的有害作用
解：将一打铝盘置于水中，使其结冰。冰坨使铝盘可 以加工。如图所示：
31
每天进步一点点
TRIZ（发明问题解决理论）
三、典型的物质-场变换:标准解
3.2 消除物质-场中的有害作用 ➢b.与上一个方法类似，但不允许引入新物质,引入的第 三种物质是S1或S2的变形S3。
32
11
每天进步一点点
一、物质-场的概念
TRIZ（发明问题解决理论）
物质之间的相互作用通过场进行，Ｆ２与Ｆ１可以相 同或不同。相同时Ｆ２可以去掉。
12
每天进步一点点
一、物质-场的概念
例：
TRIZ（发明问题解决理论）
13
每天进步一点点
TRIZ（发明问题解决理论）
二、基于物质-场的物理效应建模
F input 输入场 F control 控制场
3.2 消除物质-场中的有害作用
例：通风机械工作在充满蒸汽与液滴的环境中。 问题：直径相对较大的液滴（直径为50-800µm)，与 高速旋转叶片撞击，使其受到侵蚀，影响其工作。
36
每天进步一点点
TRIZ（发明问题解决理论）
三、典型的物质-场变换:标准解
3.2 消除物质-场中的有害作用
分析：如果直接在叶片上形成冰的保护层则效果很差。 F2的任务是不使叶片与水滴接触。