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1、,3.5物质一场模型及标准解,标准解是TRIZ中一种基于知识的解决技术问题的类比工具，与标准解密不可分的是物质一场模型。 产品是功能的一种实现。TRIZ认为，所有的功能都是由两种物质及一种场的三个要素组成，分别称为目标、工具和场。功能的基本描述如下图所示，称为物质一场（substance-field, Su-Field）模型。图中F为场，s1及s2目标和工具。其意义为：场F通过工具S2作用于目标s1并改变s1。物质一场模型提供了一个从知识库中选择出有用概念的快速而简单的模型。,S1,S2,F,物质一场模型有四种基本类型： 有效完整系统。 不完整系统（需要改进形成一个新的系统）。 无效完整系统（
2、需要改进以得到期望效果）。 有害完整系统（需要消除消极效果）。,F,F,F,不完整系统,有效完整系统,无效完整系统,有害完整系统,在建立物质场模型和确定解的所有约束条件之后，标准解用于问题的解决和转化。标准解共有76条，被分为5大类： （1）不改变或少量改变以改进系统：13条标准解。 （2）改变系统：23条标准解。 （3）系统转换：6条标准解。 （4）检测与测量：17条标准解。 （5）简化与改进的策略：17条标准解。,第1类到第4类标准解常常使系统更复杂，这是由于这些解都需哟啊引入新的物质或场。第5类标准解是简化系统的方法，使系统更理想化。当从解决问题的第1类到第3类标准解或解决/测量问题的第
3、4类标准解决定了一个解之后，第5类就可用来简化这个解。流程图6.29详细表达了76个标准解的每个类别在问题求解和技术预测两个方面的应用。,分析,76标准,决策,图例,选择需要 改进的系统,关注问题范围 确定系统的特征要素,问题的简洁描述,建立系统的物质场模型,需要？,第4类 标准解,检测/测量,预测改变的潜力,系统改进,提炼问题 描述,分析,改进的 模型,第3类,1.1类 标准解,第2类,充分,相互 作用？,1.2类 标准解,第1或2类,第3类,解充分？,改进的 模型,超系统 或子系统 的改变？,是,否,否,是,不充分,缺乏,有害,六、发明问题解决算法（ARIZ）,ARIZ最初有Altshul
4、ler于1956年提出，经过多次完善才形成比较完整的体系，ARIZ是解决发明问题的完整算法，是TRIZ中最强有力的工具，集成了TRI中大多数观点和工具。ARIZ的主导思想和观点如下： (1)冲突理论：发明问题的特征是存在冲突，ARIZ强调发现解决问题的冲突，Altshuller将冲突分为管理冲突，技术冲突和物理冲突。管理冲突是指希望取得某些结果或避免某些现象，需要作一些事情，但不知如何去做；技术冲突总是涉及系统的两个基本参数A于B，当A得到改善时，B变得更差；物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或不见，并对该子系统或不见提出了相反的要求。技术冲突可转化为物理冲突，物理冲突更接近问题本质。,ARIZ
5、采用一套逻辑过程逐步将一个模糊的初始问题转化为用冲突清楚地表示问题的模型。首先将出使问题用管理冲突来表述，根据TRIZ实力库中的类似问题类比求解，误解则转化为技术冲突采用40条发明原理解决，如问题仍得不到解决则进一步深入分析发现物理冲突。特别强调有理想解确定物理冲突的方法，一方面技术系统想着理想解的方向进化，另一方面物理冲突阻碍达到理想状态，创新是克服冲突趋近于理想解的过程,(2)克服思维惯性：思维惯性是创新设计的最大庄艾，ARIZ强调在解决问题过程中必须开阔思路克服思维惯性，主要通过利用TRIZ已有工具和一系列心里算法克服思维惯性。如下所示： 1.将初始问题转化为“缩小问题“（mini-pr
6、oblem）和”扩大问题“（maxi-problem）两种形式。”缩小问题“是尽量是系统保持不变，达到消除系统缺陷于完成改进的目的，”缩小问题“通过引入约束激化矛盾，目的是发现隐含冲突。”扩大问题“是对可选择的改变不加约束，目的是激发解决问题的新思路。,2.强调应用系统内、系统外、超系统的所有种类可用资源。主要包括其中其中潜在的资源类型：物质、能量一场效果、可用空间、可用时间、物体结构、西贡功能、系统参数，并且可用资源的种类和形式是随着技术的进步不断扩展。 3.系统算子：考虑将系统问题扩展。系统往往不是孤立存在的，系统包含子系统，并隶属于超系统，在过程上处于前系统和后系统之间，系统也包括过去状
7、态和将来状态。系统算子方法考虑系统内问题是否可以转移到所在超系统、前系统、后系统及系统的不同时间段。优势系统内难解决的问题在系统外则很容易解决。,4.参数算子：考虑系统长度参数、时间参数、成本睁大或减小可能出现的情况，目的是加强冲突或发现隐含问题。 5.尽量采用非专业属于表述问题，因为专业术语往往禁锢认定思维。例如在“破冰船破冰“的惯性思维引导下，人们不会想到可以不用破冰而将冰一走。,(3)集成应用TRIZ中大多数工具：ARIZ 集成应用于TRI中绝大多数公爵，包括李祥杰、技术冲突理论、物理冲突理论、物一场分析于标准节、效应知识库。对使用者有很高要求，必须熟练使用TRI其他工具。 (4)充分利
8、用TRIZ效应哭和实力哭，并不断扩充实力哭。ARIZ应用效应哭解决物理冲突，并已有相应软件支持。搜索实力哭借鉴类似问题解决方案，并且没解决一个问题都要分析解决方案，具有典型意义及通用性的加入实力哭。但不同问题的相似性辨别，原理解特征分析，实力哭分类检索方法还有待研究。,(5)ARIZ有多个版本，ARIZ85-AS是最巨额有代表性的版本。ARIZ85-AS共有九个步骤。 (6)图6.30所示的ARIZ的前五个步骤将初始问题转化为冲突并解决问题，如果问题在前五步没有得到解决，第六步重新定义问题并跳回到第一步，第七部的作用是问题解的评价；第八步由问题特解中抽取出可用于解决其它问题的通用解法；第九步是
9、TRIZ专家用来分析ARIZ求解过程以改进ARIZ。ARIZ每个步骤包含许多子步骤，应用中不强调采用所有步骤根据情况可跳过一些无关子步骤。详细子步骤介绍如下图,准备工作：搜索问题所在系统的相关信息。 (1)手机并陈述问题相关案例，了解已经尝试过但没有成功的解决方案。 (2)通过回答以下问题，定义问题解决后应达到的目的，能接受的最大成本。 (3)评价问题解决的技术和经济指标是什么？ (4)问题解决后带来的好处？ (5)要解决问题技术系统，那些特性和参数必须改变？ (6)可以接受的成本是多少？,步骤1：问题分析与表述。问题分析步骤的主要作用是搜集技术系统先关信息，定义管理冲突，分析问题结构，以“缩
10、小问题”的形式表述初始问题。 （1）按照如下文本形式，表述技术系统。 技术系统的主要目的是（ ），主要子系统包括（ ），技术系统和它的主要子系统的有用功能包括（ ），有害功能包括（ ）。 (2)回答如下问题，判断问题是常规问题还是冲突问题，常规问题不许应用ARIZ。 应用医治方法提高有用功能，有害功能是否同时提高？ 消除或减弱有害功能，有用功能是否同时减弱？,如果两个问题答案都是否定的，则是常规问题，不应采用ARIZ。 (3)采用管理冲突和“缩小问题”形式表述原问题。“缩小问题”模板：如何通过系统最小的改动实现有用功能，消除有害功能，或如何通过系统最小改动消除有害功能，并不影响有用功能。 (4
11、)图形表示“缩小问题”的结构。根据有用功能与有害功能的相互作用关系，分为点结构、成对结构、网状结构、线结构、星星结构等。 (5)复杂结构的“缩小问题”简化为标准的点结构，复杂结构问题分析理论还不成熟，是现在TRIZ研究的热点之一。 (6)TRIZ实力哭应用，虚招是否可利用类似问题解。,(7)问题发散。假设出事问题不可能解决，应用系统算子，考虑在超系统、前系统、后系统及系统的不同时间段寻找替代解决方案达到同样目的。问题解决则转到步骤7.,步骤2：系统分析与冲突表述。该步骤分析问题所在技术系统各要素，构建技术冲突表述问题，并尝试采用发明原理与标准解法解决技术冲突。详细子步骤如下： (1)陈述问题所
12、在技术系统的主要要数：TRIA认为技术系统包括输入原料要素、工具要素、辅助工具要素和输出产品要素。 (2)通过分析系统要素作用剁成，发现冲突，冲突一般发生在工具、辅助工具要素作用于原材料要素的过程中。 (3)根据技术冲突的两种形式，构建如下技术冲突（TC1,TC2）。 TC1：增强有用功能，同时增强有害功能。 TC2：降低有害功能，同时降低有用功能。,(4)如果冲突涉及辅助工具要素，可以去除辅助工具要素构建技术冲突（TC3）。 (5)确定冲突，选择合适的技术冲突（TC1,TC2,TC3）来表述问题（原则是解决哪一个冲突可以更好地实现系统主要功能）。尝试用冲突矩阵与40条发明原理解决技术冲突，技
13、术冲突则转到步骤7. (6)采用参数算子方法，加强冲突，知道原问题出现新的问题，并重新分析问题。 (7)构建技术冲突的物-场模型，尝试用标准解法解决问题。如果技术冲突得不到解决，继续步骤3.,步骤3：确定理想解决与物理冲突。首先确定最终李祥杰，发现阻碍实现理想解的物理冲突。 (1)结合涉及草图，定义操作却与，操作时间。 (2)定义理想1：在不使系统变复杂的情况下，实现有用功能并不产生和消除有害功能，并不影响工具要素有用行为的执行能力。 (3)加强理想解：引入附加条件不能引入新的物质和场，应用系统内可用资源实现理想解。 列出系统内所有可用资源清单。 选择一种资源（X-资源）作为利用对象。一次资源
14、冲突区域内的所有资源，选用的顺序为工具要素、其他子系统的资源、环境资源、原材料要素和产品。,思考利用X-资源如何达到李祥杰，并思考如何能够达到理想状态（X-资源可作为家乡冲突元素，具有相反的两种状态或属性，不必考虑是否可实现）。 便利所有资源以后，选择一个最可能实现李祥杰的X-资源作为冲突元素。 (4)表述物理冲突。物理冲突模板：在操作空间和时间内，所选X-资源应该具有某一状态以满足冲突一方，又应该具有相反的状态以满足冲突另一方。 (5)构建理想解 所选X-资源在操作时间和空间内，具有相反的两种状态或属性。 (6)尝试解决理想解 指出的问题，如果问题没有解决，选择另外一种资源。,步骤4：利用外
15、部资源或场资源。在步骤3系统内资源分析的基础上，进一步拓展可用资源的周昂磊和形式（包括派生资源）。 (1)利用外部物质资源的混合体来解决问题。真空也可以看作是一种物质，例如稀薄的空气可以看做是空气于真空区的混合体，并且真空室一种非常重要的物质资源，可以与可利用物质混合产生空洞、多空结构、泡沫等。 (2)应用派生资源。 (3)将产品作为一种可用资源。常见集中应用形式如下： 产品参数和特性的改变。 产品暂时改变。 多层结构。,(4)应用超系统资源。 (5)使用场资源和场敏物质。典型的是磁场和铁磁材料、热与形状记忆合金等。 (6)在应用新资源的情况下，重新考虑采用标砖解解决问题。 (7)经过以上步骤
16、问题仍没有解决，进入步骤5应用TRIZ知识库，经过以上分析步骤，问题表述更接近问题本质，有助于问题解决。,步骤5：应用效应库解决物理冲突。 (1)采用类比思维，参考ARIZ已经解决的类似问题解决方案。 (2)应用效应库解决物理冲突，新效应的应用场可获得跨学科高级别的发明解。 (3)尝试应用分离原理解决物理冲突。,步骤6：重新定义问题。问题没有解决的重要原因是发明问题很难得到正确表述，解决问题过程中经常需要修改问题表述。 (1)问题解决则跳转到步骤7. (2)问题没有解决，返回步骤1，分析出事问题是否可分为几个小问题，重新分析确定主要问题。 (3)坚持步骤2中冲突要素分析是否正确，是否可以选择其他产品或工具要素。 (4)选择步骤2中的其他冲突表述TC1,TC2,TC3。,步骤7：原理解评价。主要目标是检查解决方案的质量。 (1)检查每一种新引入的物质或场，是否可以用已有物质
