物场分析与76个标准解+技术系统存在的目的:功能+功能实现的基础:物理、化学和几何现象+如何实现技术系统的功能?合理设计或安排相应的物理、化学和几何现象+“功能”的三要素:两种物质和一种场物质1----功能作用对象(客体)物质2----工具(主体)场-------物质间的相互作用+物场模型:是由两个物质和一个场这样三个元素所构成的完全的、最小的技术系统。是一种用图形表达问题的符号语言来揭示系统的功能,描述任何技术系统中不同元素之间发生的不足的、有害的、过度的和不需要的各种相互作用。设计人员通过使用这些特定的符号来有序地进行解决发明问题的方法。+依据Altshuller发现的规律:如果问题的物场模型是一样的,那么解决方案的物场模型也是一样的,和这个问题来自于哪个领域无关。+物场建模是研究物场转化和发展的TRIZ工具。+应用物场建模可以由模糊的发明情景进入到一系列的发明问题。发明问题是以技术系统元件成对之间的标准矛盾形式确定的。+最基本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物质与两个场,用一个三角形来表示每个系统所实现的功能。+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S2FS1F1S2S1F2最基本的物场模型最基本的测量物场模型+S、S1、S2…表示物质。通常物质S1是一种需要改变、加工、位移、发现、控制、实现等的“目标”、“对象”;物质S2是实现必要作用的“工具”。+F、F1、F2…表示场代表“能量”、“力”,是实现两个物质间的相互作用、联系和影响的能量。在测量物场模型中,通常F1表示输入场,F2表示输出场有关联的作用有效不充分作用定向有效作用有害作用有关联的关系磁作用场定向有效作用熱作用场有效不充分作用最大作用场有害作用物质S2(或S1)的变异物物质1、物质2易控制的场物质S2内部或外部引入附加物异质的或结构化的磁场引入磁铁附加物异质S2(或(S1)物质引入铁磁颗粒新的作用场在铁磁场模型中应用多孔或毛细管结构新作用场的输出场经细化分割的物质S2模型间的转换S1S2SFSFSF-cpFmagneticFthemalFmaxS2modifiedFcontrolledF#magneticS2#S2S3S2S3FnewFnew-modifiedS2+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。+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。+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类别分类名称子系统数量第一类建立或拆解物场模型13第二类增强物场模型23第三类向超系统或微观级转化6第四类检测和测量的标准解17第五类应用标准解的标准17合计76+S1.1建立物场模型+S1.2拆物场模型+S1.1.1完善物场模型+S1.1.2内部合成物场模型+S1.1.3外部合成物场模型+S1.1.4利用环境中的资源+S1.1.5改变系统的环境+S1.1.6施加过渡物质+S1.1.7传递最大化作用+S1.1.8选择性最大化作用S1.1建立物场模型通过引入缺失的场或物质来建立完整的物场模型S1.1.1完善物场模型FS1S2缺少工具和力S1S2S1S2缺少力和加工对象缺少力人们用锤子打钉,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。S2F1S1钉子锤子机械力系统不能改变,但允许加入一种永久或临时的添加物帮助系统实现功能,可以在S1或者S2中引入一种内部添加物S3S2FS1S2FS1S2FS1S3FS1S2S3作用不充分没有作用力S1.1.2内部合成物场模型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:换上钉鞋带钉的鞋子摩擦力鞋子冰面S2FS1FS1S2S3血液心肺机S2FS1生物场FS1S2S3肝素+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。加工产品单帽钉双帽钉机械场S2FS1S2FS1S3+如果系统不能改变,但允许加入一种永久或临时的添加物帮助系统实现功能,可在S1或S2的外部引入一种永久或者临时的外部添加物S3S2FS1S2FS1S3FS2S1S2FS2S3S1引入附加物S2引入附加物S1.1.3外部合成物场模型+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。反射光路标灯光S2FS1S2FS1路标+涂层S3将外部添加物S3荧光粉掺入压缩机内的润滑油中,然后再用紫外光照射压缩机,通过渗漏出的润滑油中荧光粉发出的光,可以准确地确定氟利昂的渗漏部位。氟利昂S2FS1压缩机紫外光FS1S1+荧光粉S3+系统不能改变,但允许加入一种永久或临时的添加物帮助系统实现功能,可通过引入环境中的资源SE作为内部或外部添加物SES1S2FS1S2FS1S2FFS1S2SES1.1.4利用环境中的资源+当潜水艇浮在水面上时,同时承受着来自地球自上而下的重力和与之相反方向的水的浮力,倘若将环境中的水大量地注入潜水艇中,一旦地球对潜水艇的重力克服了水的浮力时,潜水艇就会开始下沉。SES1注入水的潜水艇S2FS2FS1未注入水的潜水艇海水重力+船体装备的“龙骨压载水箱”,当船翻覆时,龙骨会暴露到空气中,水就显示了重量,由于水不可能即刻流出,龙骨将使船自动恢复到原位。+在海上航道浮标内冲入海水,以加强浮标的稳定性)S2FS1船体+压载水箱水海水SEF’S1发生倾斜的船S1+系统不能改变,但是可以修改或改变系统所处的环境S2FS1FS1S2SedS2FS1S2FSedS1S1.1.5改变系统的环境相对于轴承来说,润滑油是轴承的环境,在润滑油中引入电解液,可促使润滑剂汽化,以改善普通径向轴承的阻尼特性润滑剂轴承S2FS1FS1润滑油+电解液S2Sed利用望远镜在正常的环境下拍摄太空物体的图像很不清晰,倘若在太空中设置望远镜,由于完全改变了的环境,致使望远镜的功能和清晰度达到大大提高。太空物体望远镜改在太空环境中望远镜在正常环境中S2FS1S2FSedS1+如果微小量的精确控制很难实现,可以通过应用和消除盈余来实现微小量的控制过量的场用物质来消除过量的物质用场(用能生成场的物质)来消除。S2S1FS2maxS1S1S2FmaxS1FS1.1.6施加过渡物质+首先向整个陶瓷板满喷上一层强磁涂料,随后将喷洒在凸面上的过量部分通过机械作用将它去除掉,最后只让在板槽中留下薄薄的一层强磁性导电材料涂料S2S1FS2maxS1陶瓷板机械场要想依靠重力或手臂的能力拧干衣服上的水是不太容易的事,借助于洗衣机,让衣服和洗衣机滚筒转起来,利用洗衣机的离心力把衣服上多余的水份去除。洗衣机S2离心力FmaxS1衣服S1F+如果需要对一个物质S1施以最大模式的作用,但是由于种种原因不可行,则可以将这种最大模式的作用施加到另一个物质S2上,再由S2传递给S1。S1S2FmaxS1FmaxS1.1.7传递最大化作用+焊接时产生的弧光辐射对焊接工人的眼睛有极大的伤害,然而为了保证焊接质量,焊接的弧光强度是不可能减弱的,焊接的工作又必须连续进行的,为此,焊接工人使用保护面罩(中性滤光镜),过度的弧光(多余的场)被保护面罩(引入的添加物)消除掉了。焊工眼睛弧光辐射面罩S2S1FmaxS1Fmax+有时候既需要很强的场的作用,同时又需要很弱的场的作用。这时可以给系统施以很强的作用场,然后在需要较弱场作用的地方引入物质S3,起到一定的保护作用S1.1.8选择性最大化作用当为注射液玻璃瓶进行封口时,必须将火焰调整到最大功率,以使火焰在瓶口处达到最大效应,快速地熔化玻璃并完成封口;但是,灼热的火焰对瓶内的药液质量会产生伤害,为使瓶内的药剂免遭受热,影响药液的质量,在完成封口操作时,必须将瓶身浸在水中,以使瓶身受火焰的影响达到最小。冷却水S3S1S2Fmax最大火焰药液瓶封口区S2药液瓶盛药区S1Fmax+S1.2.1引入S2消除有害作用+S1.2.2引入改进的S1或(和)S2来消除有害作用+S1.2.3引入物质消除有害作用+S1.2.4用场F2来抵消有害作用+S1.2.5消除磁场的影响+在当前设计中既存在有用作用又存在有害作用,如果没有让S1和S2必须直接接触的限制条件,可以通过在S1和S2之间引入S3来消除有害作用S2FS1S3S2FS1S2FS1S3S2FS1S1.2.1引入S3消除有害作用+医生给病人做外科手术,容易造成医生和病人之间的交叉感染。穿戴一双无菌手套可以消除细菌带来的有害作用S2FS1S3无菌手套病人医生之手S2FS1+地面对杠铃的有用作用是让杠铃就位,制止杠铃的运动;但杠铃盘对地面会产生有害作用,当放下杠铃时,由于杠铃的重力碰撞会造成对地面的损伤,并引起噪声。給杠铃盘套上橡皮圈或在地面上铺上一层厚厚的橡皮,问题就会迎刃而解。S2FS1S3S2FS1杠铃地面橡皮圈实例:保护铆钉(引入现成物质S3)S2FS1S3S2FS1锤子铆钉冲击力垫木S2FS1S3S2FS1茶壶托盘56实例:利用托盘保护手为防止热茶壶烫手,增加一个托盘托盘FS1S2手托盘手+在当前设计中既存在有用作用又存在有害作用,如果没有让S1和S2必须直接接触的限值条件,但是不允许引入新的物质,可以通过改变S1和S2来消除有害作用。这种解决方案包括加入一些“不存在的物质”—如利用空间、空穴、真空、空气、气泡、泡沫等,或者加入一种场,这个场可以实现需添加物质的作用S2FS1S2modifiedS2FS1S1.2.2引入改进的S1或(和)S2来消除有害作用+矿石的熔点是1200oC,因此,密封浴槽内的温度必须维持在1300oC。浴槽壁是用铜制成的,铜的熔点是1083oC,为了防护浴槽免遭高温破坏和大块矿石的严重磨损,在浴槽壁四周设有冷却水套,在冷却水的作用下,使在浴槽的四周形成来自矿石熔融物的结渣层(铜矿石的变异物),结渣层起着保护浴槽壁免遭高温破坏和大块矿石的严重磨损,因为结渣层一经磨损,冷却水的作用会使结渣层进行“自我更新”。S2FS11300oC结渣层(S2变异物)S2modified浴槽1083oCS2FS1熱场铜矿石1200oC实例:高温焦炭的输送高温焦炭传送带机械场碎焦炭(高温焦炭变异物)炙热的焦炭在运输过程中,为了避免高温对传送带的伤害,在传送带上铺设一层碎的焦炭,可以起到隔绝热的作用。S2FS1S1modifiedS2FS1+“法兰西”体育场上设置的遮阳篷对场地观众有益遮阳作用,但是场地观众渲染的噪声聚集到遮阳篷上,对附近街区的环境产生有害影响。在遮阳篷內添加矿物棉用以消除噪声。折射到遮阳篷上的场地观众的嘈杂声被遮阳篷内的吸声板吸收,不再对附近街区产生影响。S2FS1S2modified矿物棉S2FS1观众遮阳篷+如果有害作用是由某个场引起的,可以通过引入物质S2来吸收有害作用S2FS1S1FS1.2.3引入物质消除有害作用+为了挡住来往频繁车辆的嘈杂声,在繁华地区的马路两旁,建立了消音墙,起到隔声的效果S2FS1S1F嘈杂声沿街住户消音墙+为了防止电器设备漏电造成对