期刊-2010-06

TRIZ1141四类模型——物场模型与标准解法

文山东建筑大学TRIZ研究所 张明勤 责编刘亮

2010年06月01日


        蚊蝇不仅是多种疾病的传播媒介,而且它们的肆意骚扰也常常使我们痛苦不堪。
        安装“纱门”是把蚊蝇“拒之门外”简单有效的方法。在广大农村,常见的“纱门”是用木条制作框架,中间镶嵌上纱网,将这样的两扇门连接在门框上,再用扭簧或拉簧保持纱门自动闭合。这种方式使用了多少年,人们已经司空见惯,以至于忽视了它的许多缺点:制作、安装复杂,难以标准化,因此不能形成商品流通,换季时也不宜收藏;特别是使用时大开大合,蚊蝇常常“趁机而入”,不能很好地起到防范作用。
        你听说过“磁性软纱门”吗?这种纱门无刚性框架,直接由两片纱网用布包边而成,每扇“软纱门”的上边缘及外侧边缘固定在门框上,两扇“软纱门”的中间结合边缘分别缝制有软磁条,形成“磁性软纱门”。两扇“磁性软纱门”通常在磁条磁力作用下保持紧密闭合,人进出时则依据人体大小开启相应尺寸,人走过后瞬间自动闭合。这种纱门款式设计新颖,外形美观,开合、出入方便,封闭性好,可折可叠,制作、安装、收藏都很方便。
        “磁性软纱门”的发明故事在中央电视台“我爱发明”栏目作了专题报道,目前在网络上可搜索到不计其数的相关信息,也给发明者李先生带来丰厚的经济回报。可是,你是否知道这一简单发明竟然花费了发明者十余年的心血?如果他不是用“试错法”,而是用TRIZ理论来指导发明,结果会怎样呢?
        其实,发明者很早就想到要把纱门的刚性框架去掉,这符合产品结构“提高柔性”的进化趋势,可是,这样两扇软纱门不能很好地闭合。如果他会应用TRIZ1141四类模型之一的“物场模型与标准解法”,解决这种问题就变得非常简单。
        物场模型分析法用以解决不太清晰的技术冲突和物理冲突之外的其他冲突。它定义一个具有特定功能的可以控制的技术系统,至少要有三个元素:两个物质和一个场(用S1、S2表示物质,F表示场)。比方说,锤子钉钉子,物质1是锤子(S1),物质2是钉子(S2),人或机械的敲击力是场(F)。这里物质是指技术系统中包含的任何复杂级别的具体对象,可以是人、各种机器设备、环境等;场是指技术系统中物质之间的所有相互作用,如力场、磁场、电场、光场、热场、声场、化学场、生物场等。
        物场模型分析法旨在表明,技术系统中一个物质的变化可以是另一个物质直接作用的结果,或者是另一个物质的场的作用结果,或者是场的作用的结果。技术系统存在问题常常表现为三个元素之间存在不足、过度或有害的作用。因此,技术创新的过程则常常表现为物场模型的不断建构或不断变革三个元素之间的相互作用,即削弱过强的相互作用,增强过弱的相互作用,消除有害的相互作用,使技术系统的功能得以正常发挥。TRIZ理论针对常见的问题模型总结了76种标准解法。
        前面谈到两扇软纱门不能很好地闭合,究其原因,显然是这两种“物质”(两扇软纱门)之间的“场”作用不足,TRIZ理论对于这类问题的解法是增加一种“场”,最常用的就是“磁场”。根据这一提示,在两扇软纱门接缝处安装磁条,就会很容易想到和做到,而不必像李先生那样反复尝试各种实验了。
        应用物场模型与标准解法解决问题时,无论问题来自哪个领域,只要问题模型相同,问题解决模型也相同,这是阿奇舒勒的又一重要发现与贡献。