【正文】 （功能）。所謂功能，是指系統(tǒng)的輸出與系統(tǒng)的輸入之間的正常的、期望存在的關(guān)系。我們可以定義一個函數(shù)：y＝F（x1，x2，x3，?，xn）其中y表示輸出，x1，x2，x3，?，xn 表示輸入，函數(shù)F表示功能。我們也可以用比較通俗的語言來描述功能，功能就是指用方法解決問題的過程。TRIZ理論中，功能有3條定律：（1）所有的功能都可以最終分解為3個基本元素（S1，S2，F(xiàn)）；（2）一個存在的功能必定由3個基本元素構(gòu)成；（3）將3個相互作用的基本元素有機組合將形成一個功能。在功能的3個基本元素中S1，S2是具體的，即是“物”（一般用S1表示原料，用S2表示工具）；F是抽象的，即是“場”。這就構(gòu)成了物－場模型。S1，S2可以是材料、工具、零件、人、環(huán)境等；F可以是機械場（Me）、熱場（Th）、化學(xué)場（Ch）、電場（E）、磁場（M）、重力場（G）等。例：自從蒸汽機車發(fā)明之后，人們越來越追求其速度的提升。機車要有高速度，必須行駛在鋼軌上，但是機車的輪子和鋼軌之間卻有摩擦力，雖然研究者們不斷進行材料和技術(shù)的革新，但一直存在的摩擦力卻阻礙了機車速度的進一步提升。機車和鋼軌構(gòu)成了一個系統(tǒng)，速度和能量的損失是發(fā)明中的問題，我們需要一個功能來解決問題，機車和鋼軌是2個物，所以我們需要一個場來構(gòu)成物－場模型。于是發(fā)明家引入了磁場，令機車和鋼軌之間產(chǎn)生排斥的力，使機車和鋼軌分離，導(dǎo)致摩擦力減到最小值——趨近于零。這樣機車浮于鋼軌之上，可以最大限度地使用能量提高速度。在上例中，機車是S1，鋼軌是S2，磁場是F，這就是一個典型的物－場模型。根據(jù)對眾多發(fā)明實例的研究，TRIZ理論將把物－場模型分為4類：物場模型分類第一種模型是我們追求的目標，重點需要關(guān)注剩下的3種非正常模型，針對這3種模型，TRIZ理論提出了物－場模型的76個一般解法和標準解法。ARIZ——發(fā)明問題解決算法按照TRIZ對發(fā)明問題的五級分類，一般較為簡單的一到三級發(fā)明問題運用創(chuàng)新原理或者發(fā)明問題標準解法就可以解決，而那些復(fù)雜的非標準發(fā)明問題，如四、五級的問題，往往需要應(yīng)用發(fā)明問題解決算法——ARIZ做系統(tǒng)的分析和求解。ARIZ——發(fā)明問題解決算法，是TRIZ理論中的一個主要分析問題、解決問題的方法，其目標是為了解決問題的物理矛盾。該算法主要針對問題情境復(fù)雜、矛盾及其相關(guān)部件不明確的技術(shù)系統(tǒng)。它是一個對初始問題進行一系列變形及再定義等非計算性的邏輯過程，實現(xiàn)對問題的逐步深入分析和轉(zhuǎn)化，最終解決問題。該算法尤其強調(diào)問題矛盾與理想解的標準化，一方面技術(shù)系統(tǒng)向理想解的方向進化，另一方面如果一個技術(shù)問題存在矛盾需要克服，該問題就變成一個創(chuàng)新問題。TRIZ認為，一個創(chuàng)新問題解決的困難程度取決于對該問題的描述和該問題的標準化程度，描述得越清楚，問題的標準化程度越高，問題就越容易解決。ARIZ中，創(chuàng)新問題求解的過程是對問題不斷地描述，不斷地標準化的過程。在這一過程中，初始問題最根本的矛盾被清晰地顯現(xiàn)出來。如果方案庫里已有的數(shù)據(jù)能夠用于該問題則有標準解；如果已有的數(shù)據(jù)不能解決該問題則無標準解，需等待科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展。該過程是通過ARIZ算法實現(xiàn)的。簡單地說，ARIZ首先就是將系統(tǒng)中存在的問題最小化，原則是在系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其必要功能的前提下，盡可能不改變或少改變系統(tǒng)；其次是定義系統(tǒng)的技術(shù)矛盾，并為矛盾建立“問題模型”；然后分析該問題模型，定義問題所包含的時間和空間，利用物－場分析法分析系統(tǒng)中所包含的資源；接下來，定義系統(tǒng)的最終理想解。通常，為了獲取系統(tǒng)的理想解，需要從宏觀和微觀級上分別定義系統(tǒng)中所包含的物理矛盾，即系統(tǒng)本身可能產(chǎn)生對立的2個物理特性，例如：冷熱、導(dǎo)電絕緣、透明不透明等。因此，下一步需要定義系統(tǒng)內(nèi)的物理矛盾并消除矛盾。矛盾的消除需要最大限度地利用系統(tǒng)內(nèi)的資源并借助物理學(xué)、化學(xué)、幾何學(xué)等工程學(xué)原理。作為一種規(guī)則，經(jīng)過分析原理的應(yīng)用后如問題仍然沒有理想的解，則認為初始問題定義有誤，需調(diào)整初始問題模型，或者對問題進行重新定義。應(yīng)用ARIZ包括以下9個步驟。步驟1：識別并對問題公式化。步驟2：構(gòu)造存在問題部分的物場模式。步驟3：定義理想狀態(tài)。步驟4：列出技術(shù)系統(tǒng)的可用資源。步驟5：向效果數(shù)據(jù)庫尋求類似的解決方法。步驟6：根據(jù)創(chuàng)新原則或分隔原則解決技術(shù)或物理矛盾。步驟7：從物場模式出發(fā)，應(yīng)用知識數(shù)據(jù)庫(76個標準和效果庫)工具產(chǎn)生多個解決方法。步驟8：選擇只采用系統(tǒng)可用資源的方法。步驟9：對修正完畢的系統(tǒng)進行分析防止出現(xiàn)新的缺陷。76個標準解決方法在物場模型分析的應(yīng)用過程中，由于所面臨的問題復(fù)雜又包含廣泛，物場模型的確立、使用有相當(dāng)?shù)睦щy，所以TRIZ理論為物場模型提供了成模式的解法，稱為標準解法，共76個，標準解法通常用來解決概念設(shè)計的開發(fā)問題。76個標準解決方法可分為5類：建立或破壞物質(zhì)場；開發(fā)物質(zhì)場；從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級系統(tǒng)或微觀等級轉(zhuǎn)變；度量或檢測技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)一切事物；描述如何在技術(shù)系統(tǒng)引入物質(zhì)或場。發(fā)明者首先要根據(jù)物質(zhì)場模型識別問題的類型，然后選擇相應(yīng)的標準方法解。第一類標準解：不改變或僅少量改變系統(tǒng)。（1）假如只有S1，應(yīng)增加S2及場F，以完善系統(tǒng)3要素，并使其有效。（2）假如系統(tǒng)不能改變，但可接受永久的或臨時的添加物，可以在S1或S2內(nèi)部添加來實現(xiàn)。（3）假如系統(tǒng)不能改變，但用永久的或臨時的外部添加物來改變S1或S2 是可以接受的，則加之。（4）假定系統(tǒng)不能改變，但可用環(huán)境資源作為內(nèi)部或外部添加物，是可接受的，則加之。（5）假定系統(tǒng)不能改變，但可以改變系統(tǒng)以外的環(huán)境，則改變之。（6）微小量的精確控制是困難的，可以通過增加一個附加物，并在之后除去來控制微小量。（7）一個系統(tǒng)的場強度不夠，增加場強度又會損壞系統(tǒng)，可將強度足夠大的一個場施加到另一元件上，把該元件再連接到原系統(tǒng)上。同理，一種物質(zhì)不能很好地發(fā)揮作用，則可連接到另一物質(zhì)上發(fā)揮作用。（8）同時需要大的（強的）和小的（弱的）效應(yīng)時，需小效應(yīng)的位置可由物質(zhì)S3 來保護。（9）在一個系統(tǒng)中有用及有害效應(yīng)同時存在，S1及S2不必互相接觸，引入S3 來消除有害效應(yīng)。（10）與（9）類似，但不允許增加新物質(zhì)。通過改變S1或S2來消除有害效應(yīng)。該類解包括增加“虛無物質(zhì)”，如：空位、真空或空氣、氣泡等，或加一種場。（11）有害效應(yīng)是一種場引起的，則引入物質(zhì)S3吸收有害效應(yīng)。（12）在一個系統(tǒng)中，有用、有害效應(yīng)同時存在，但S1及S2必須處于接觸狀態(tài)，則增加場F2使之抵消F1的影響，或者得到一個附加的有用效應(yīng)。（13）在一個系統(tǒng)中，由于一個要素存在磁性而產(chǎn)生有害效應(yīng)。將該要素加熱到居里點以上，磁性將不存在，或者引入相反的磁場消除原磁場。第二類標準解：改變系統(tǒng)。（14）串聯(lián)的物場模型：將S2及F1施加到S3；再將S3及F2施加到S1。兩串聯(lián)模型獨立可控。（15）并聯(lián)的物場模型：一個可控性很差的系統(tǒng)已存在部分不能改變，則可并聯(lián)第二個場。（16）對可控性差的場，用易控場來代替，或增加易控場。由重力場變?yōu)闄C械場或由機械場變?yōu)殡姶艌?。其核心是由物理接觸變到場的作用。（17）將S2由宏觀變?yōu)槲⒂^。（18）改變S2成為允許氣體或液體通過的多孔的或具有毛細孔的材料。（19）使系統(tǒng)更具柔性或適應(yīng)性，通常方式是由剛性變?yōu)橐粋€鉸接，或成為連續(xù)柔性系統(tǒng)。（20）駐波被用于液體或粒子定位。（21）將單一物質(zhì)或不可控物質(zhì)變成確定空間結(jié)構(gòu)的非單一物質(zhì)，這種變化可以是永久的或臨時的。（22）使F與S1或S2的自然頻率匹配或不匹配。（23）與F1或F2的固有頻率匹配。（24）兩個不相容或獨立的動作可相繼完成。（25）在一個系統(tǒng)中增加鐵磁材料和（或）磁場。（26）將（16）與（25）結(jié)合，利用鐵磁材料與磁。（27）利用磁流體，這是（26）的一個特例。（28）利用含有磁粒子或液體的毛細結(jié)構(gòu)。（29）利用附加場，如涂層，使非磁場體永久或臨時具有磁性。（30）假如一個物體不能具有磁性，將鐵磁物質(zhì)引入到環(huán)境之中。（31）利用自然現(xiàn)象，如物體按場排列，或在居里點以上使物體失去磁性。（32）利用動態(tài)，可變成自調(diào)整的磁場。（33）加鐵磁粒子改變材料結(jié)構(gòu)，施加磁場移動粒子，使非結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，或反之。（34）與F場的自然頻率相匹配。對于宏觀系統(tǒng)，采用機械振動增加鐵磁粒子的運動。在分子及原子水平上，材料的復(fù)合成分可通過改變磁場頻率的方法用電子諧振頻譜確定。（35）用電流產(chǎn)生磁場并代替磁粒子。（36）電流變流體具有被電磁場控制的黏度，利用此性質(zhì)及其他方法一起使用，如電流變流體軸承等。第三類標準解：傳遞系統(tǒng)。（37）系統(tǒng)傳遞1：產(chǎn)生雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)（38）改進雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)中的連接。（39）系統(tǒng)傳遞2：在系統(tǒng)之間增加新的功能。（40）雙系統(tǒng)及多系統(tǒng)的簡化。（41）系統(tǒng)傳遞3：利用整體與部分之間的相反特性。（42）系統(tǒng)傳遞4：傳遞到微觀水平來控制。第四類標準解：檢測系統(tǒng)。（43）替代系統(tǒng)中的檢測與測量，使之不再需要。（44）若（43）不可能，則測量一復(fù)制品或肖像。（45）如（43）及（44）不可能，則利用兩個檢測量代替一個連續(xù)測量。（46）假如一個不完整物場系統(tǒng)不能被檢測，則增加單一或兩個物場系統(tǒng)，且一個場作為輸出。假如已存在的場是非有效的，在不影響原系統(tǒng)的條件下，改變或加強該場，使它具有容易檢測的參數(shù)。（47）測量引入的附加物。（48）假如在系統(tǒng)中不能增加附加物，則在環(huán)境中增加而對系統(tǒng)產(chǎn)生一個場，檢測此場對系統(tǒng)的影響。（49）假如附加場不能被引入到環(huán)境中去，則分解或改變環(huán)境中已存在的物質(zhì)，并測量產(chǎn)生的效應(yīng)。（50）利用自然現(xiàn)象。例如：利用系統(tǒng)中出現(xiàn)的已知科學(xué)效應(yīng)，通過觀察效應(yīng)的變化，決定系統(tǒng)的狀態(tài)。（51）假如系統(tǒng)不能直接或通過場測量，則測量系統(tǒng)或要素激發(fā)的固有頻率來確定系統(tǒng)變化。（52）假如實現(xiàn)（51）不可能，則測量與已知特性相聯(lián)系的物體的固有頻率。（53）增加或利用鐵磁物質(zhì)或磁場以便測量。（54）增加磁場粒子或改變一種物質(zhì)成為鐵磁粒子以便測量，測量所導(dǎo)致的磁場變化即可。（55）假如（54）不可能建立一個復(fù)合系統(tǒng)，則添加鐵磁粒子到系統(tǒng)中去。（56）假如系統(tǒng)中不允許增加鐵磁物質(zhì)，則將其加到環(huán)境中。（57）測量與磁性有關(guān)現(xiàn)象，如居里點、磁滯等。（58（59）代替直接測量，可測量時間或空間的一階或二階導(dǎo)數(shù)。第五類標準解：簡化改進系統(tǒng)。（60）間接方法：①使用無成本資源，如：空氣、真空、氣泡、泡沫、縫隙等；②利用場代替物質(zhì)；③用外部附加物代替內(nèi)部附加物；④利用少量但非?；罨母郊游?；⑤將附加物集中到特定位置上；⑥暫時引入附加物；⑦假如原系統(tǒng)中不允許附加物，可在其復(fù)制品中增加附加物，這包括仿真器的使用；⑧引入化合物，當(dāng)它們起反應(yīng)時產(chǎn)生所需要的化合物，而直接引入這些化合物是有害的；⑨通過對環(huán)境或物體本身的分解獲得所需的附加