【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(gè)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(yǔ)言來(lái)描述功能，功能就是指用方法解決問(wèn)題的過(guò)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(gè)基本元素（S1，S2，F(xiàn)）；（2）一個(gè)存在的功能必定由3個(gè)基本元素構(gòu)成；（3）將3個(gè)相互作用的基本元素有機(jī)組合將形成一個(gè)功能。在功能的3個(gè)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(chǎng)”。這就構(gòu)成了物－場(chǎng)模型。S1，S2可以是材料、工具、零件、人、環(huán)境等；F可以是機(jī)械場(chǎng)（Me）、熱場(chǎng)（Th）、化學(xué)場(chǎng)（Ch）、電場(chǎng)（E）、磁場(chǎng)（M）、重力場(chǎng)（G）等。例：自從蒸汽機(jī)車發(fā)明之后，人們?cè)絹?lái)越追求其速度的提升。機(jī)車要有高速度，必須行駛在鋼軌上，但是機(jī)車的輪子和鋼軌之間卻有摩擦力，雖然研究者們不斷進(jìn)行材料和技術(shù)的革新，但一直存在的摩擦力卻阻礙了機(jī)車速度的進(jìn)一步提升。機(jī)車和鋼軌構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，速度和能量的損失是發(fā)明中的問(wèn)題，我們需要一個(gè)功能來(lái)解決問(wèn)題，機(jī)車和鋼軌是2個(gè)物，所以我們需要一個(gè)場(chǎng)來(lái)構(gòu)成物－場(chǎng)模型。于是發(fā)明家引入了磁場(chǎng)，令機(jī)車和鋼軌之間產(chǎn)生排斥的力，使機(jī)車和鋼軌分離，導(dǎo)致摩擦力減到最小值——趨近于零。這樣機(jī)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(jī)車是S1，鋼軌是S2，磁場(chǎng)是F，這就是一個(gè)典型的物－場(chǎng)模型。根據(jù)對(duì)眾多發(fā)明實(shí)例的研究，TRIZ理論將把物－場(chǎng)模型分為4類：物場(chǎng)模型分類第一種模型是我們追求的目標(biāo)，重點(diǎn)需要關(guān)注剩下的3種非正常模型，針對(duì)這3種模型，TRIZ理論提出了物－場(chǎng)模型的76個(gè)一般解法和標(biāo)準(zhǔn)解法。ARIZ——發(fā)明問(wèn)題解決算法按照TRIZ對(duì)發(fā)明問(wèn)題的五級(jí)分類，一般較為簡(jiǎn)單的一到三級(jí)發(fā)明問(wèn)題運(yùn)用創(chuàng)新原理或者發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法就可以解決，而那些復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)發(fā)明問(wèn)題，如四、五級(jí)的問(wèn)題，往往需要應(yīng)用發(fā)明問(wèn)題解決算法——ARIZ做系統(tǒng)的分析和求解。ARIZ——發(fā)明問(wèn)題解決算法，是TRIZ理論中的一個(gè)主要分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，其目標(biāo)是為了解決問(wèn)題的物理矛盾。該算法主要針對(duì)問(wèn)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(gè)對(duì)初始問(wèn)題進(jìn)行一系列變形及再定義等非計(jì)算性的邏輯過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的逐步深入分析和轉(zhuǎn)化，最終解決問(wèn)題。該算法尤其強(qiáng)調(diào)問(wèn)題矛盾與理想解的標(biāo)準(zhǔn)化，一方面技術(shù)系統(tǒng)向理想解的方向進(jìn)化，另一方面如果一個(gè)技術(shù)問(wèn)題存在矛盾需要克服，該問(wèn)題就變成一個(gè)創(chuàng)新問(wèn)題。TRIZ認(rèn)為，一個(gè)創(chuàng)新問(wèn)題解決的困難程度取決于對(duì)該問(wèn)題的描述和該問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)化程度，描述得越清楚，問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，問(wèn)題就越容易解決。ARIZ中，創(chuàng)新問(wèn)題求解的過(guò)程是對(duì)問(wèn)題不斷地描述，不斷地標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程。在這一過(guò)程中，初始問(wèn)題最根本的矛盾被清晰地顯現(xiàn)出來(lái)。如果方案庫(kù)里已有的數(shù)據(jù)能夠用于該問(wèn)題則有標(biāo)準(zhǔn)解；如果已有的數(shù)據(jù)不能解決該問(wèn)題則無(wú)標(biāo)準(zhǔn)解，需等待科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。該過(guò)程是通過(guò)ARIZ算法實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，ARIZ首先就是將系統(tǒng)中存在的問(wèn)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(wèn)題模型”；然后分析該問(wèn)題模型，定義問(wèn)題所包含的時(shí)間和空間，利用物－場(chǎng)分析法分析系統(tǒng)中所包含的資源；接下來(lái)，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(jí)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(duì)立的2個(gè)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(guò)分析原理的應(yīng)用后如問(wèn)題仍然沒(méi)有理想的解，則認(rèn)為初始問(wèn)題定義有誤，需調(diào)整初始問(wèn)題模型，或者對(duì)問(wèn)題進(jìn)行重新定義。應(yīng)用ARIZ包括以下9個(gè)步驟。步驟1：識(shí)別并對(duì)問(wèn)題公式化。步驟2：構(gòu)造存在問(wèn)題部分的物場(chǎng)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(kù)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(chǎng)模式出發(fā)，應(yīng)用知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和效果庫(kù))工具產(chǎn)生多個(gè)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(duì)修正完畢的系統(tǒng)進(jìn)行分析防止出現(xiàn)新的缺陷。76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法在物場(chǎng)模型分析的應(yīng)用過(guò)程中，由于所面臨的問(wèn)題復(fù)雜又包含廣泛，物場(chǎng)模型的確立、使用有相當(dāng)?shù)睦щy，所以TRIZ理論為物場(chǎng)模型提供了成模式的解法，稱為標(biāo)準(zhǔn)解法，共76個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)解法通常用來(lái)解決概念設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解決方法可分為5類：建立或破壞物質(zhì)場(chǎng)；開(kāi)發(fā)物質(zhì)場(chǎng)；從基礎(chǔ)系統(tǒng)向高級(jí)系統(tǒng)或微觀等級(jí)轉(zhuǎn)變；度量或檢測(cè)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(chǎng)。發(fā)明者首先要根據(jù)物質(zhì)場(chǎng)模型識(shí)別問(wèn)題的類型，然后選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法解。第一類標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)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(shí)的添加物，可以在S1或S2內(nèi)部添加來(lái)實(shí)現(xiàn)。（3）假如系統(tǒng)不能改變，但用永久的或臨時(shí)的外部添加物來(lái)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(guò)增加一個(gè)附加物，并在之后除去來(lái)控制微小量。（7）一個(gè)系統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)度不夠，增加場(chǎng)強(qiáng)度又會(huì)損壞系統(tǒng)，可將強(qiáng)度足夠大的一個(gè)場(chǎng)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(shí)需要大的（強(qiáng)的）和小的（弱的）效應(yīng)時(shí)，需小效應(yīng)的位置可由物質(zhì)S3 來(lái)保護(hù)。（9）在一個(gè)系統(tǒng)中有用及有害效應(yīng)同時(shí)存在，S1及S2不必互相接觸，引入S3 來(lái)消除有害效應(yīng)。（10）與（9）類似，但不允許增加新物質(zhì)。通過(guò)改變S1或S2來(lái)消除有害效應(yīng)。該類解包括增加“虛無(wú)物質(zhì)”，如：空位、真空或空氣、氣泡等，或加一種場(chǎng)。（11）有害效應(yīng)是一種場(chǎng)引起的，則引入物質(zhì)S3吸收有害效應(yīng)。（12）在一個(gè)系統(tǒng)中，有用、有害效應(yīng)同時(shí)存在，但S1及S2必須處于接觸狀態(tài)，則增加場(chǎng)F2使之抵消F1的影響，或者得到一個(gè)附加的有用效應(yīng)。（13）在一個(gè)系統(tǒng)中，由于一個(gè)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(diǎn)以上，磁性將不存在，或者引入相反的磁場(chǎng)消除原磁場(chǎng)。第二類標(biāo)準(zhǔn)解：改變系統(tǒng)。（14）串聯(lián)的物場(chǎng)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(dú)立可控。（15）并聯(lián)的物場(chǎng)模型：一個(gè)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(gè)場(chǎng)。（16）對(duì)可控性差的場(chǎng)，用易控場(chǎng)來(lái)代替，或增加易控場(chǎng)。由重力場(chǎng)變?yōu)闄C(jī)械場(chǎng)或由機(jī)械場(chǎng)變?yōu)殡姶艌?chǎng)。其核心是由物理接觸變到場(chǎng)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(guò)的多孔的或具有毛細(xì)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€(gè)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(shí)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(gè)不相容或獨(dú)立的動(dòng)作可相繼完成。（25）在一個(gè)系統(tǒng)中增加鐵磁材料和（或）磁場(chǎng)。（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(gè)特例。（28）利用含有磁粒子或液體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。（29）利用附加場(chǎng)，如涂層，使非磁場(chǎng)體永久或臨時(shí)具有磁性。（30）假如一個(gè)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(chǎng)排列，或在居里點(diǎn)以上使物體失去磁性。（32）利用動(dòng)態(tài)，可變成自調(diào)整的磁場(chǎng)。（33）加鐵磁粒子改變材料結(jié)構(gòu)，施加磁場(chǎng)移動(dòng)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(chǎng)的自然頻率相匹配。對(duì)于宏觀系統(tǒng)，采用機(jī)械振動(dòng)增加鐵磁粒子的運(yùn)動(dòng)。在分子及原子水平上，材料的復(fù)合成分可通過(guò)改變磁場(chǎng)頻率的方法用電子諧振頻譜確定。（35）用電流產(chǎn)生磁場(chǎng)并代替磁粒子。（36）電流變流體具有被電磁場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jiǎn)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(lái)控制。第四類標(biāo)準(zhǔn)解：檢測(cè)系統(tǒng)。（43）替代系統(tǒng)中的檢測(cè)與測(cè)量，使之不再需要。（44）若（43）不可能，則測(cè)量一復(fù)制品或肖像。（45）如（43）及（44）不可能，則利用兩個(gè)檢測(cè)量代替一個(gè)連續(xù)測(cè)量。（46）假如一個(gè)不完整物場(chǎng)系統(tǒng)不能被檢測(cè)，則增加單一或兩個(gè)物場(chǎng)系統(tǒng)，且一個(gè)場(chǎng)作為輸出。假如已存在的場(chǎng)是非有效的，在不影響原系統(tǒng)的條件下，改變或加強(qiáng)該場(chǎng)，使它具有容易檢測(cè)的參數(shù)。（47）測(cè)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(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)場(chǎng)，檢測(cè)此場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的影響。（49）假如附加場(chǎng)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(cè)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(guò)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(guò)場(chǎng)測(cè)量，則測(cè)量系統(tǒng)或要素激發(fā)的固有頻率來(lái)確定系統(tǒng)變化。（52）假如實(shí)現(xiàn)（51）不可能，則測(cè)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(chǎng)以便測(cè)量。（54）增加磁場(chǎng)粒子或改變一種物質(zhì)成為鐵磁粒子以便測(cè)量，測(cè)量所導(dǎo)致的磁場(chǎng)變化即可。（55）假如（54）不可能建立一個(gè)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(cè)量與磁性有關(guān)現(xiàn)象，如居里點(diǎn)、磁滯等。（58（59）代替直接測(cè)量，可測(cè)量時(shí)間或空間的一階或二階導(dǎo)數(shù)。第五類標(biāo)準(zhǔn)解：簡(jiǎn)化改進(jìn)系統(tǒng)。（60）間接方法：①使用無(wú)成本資源，如：空氣、真空、氣泡、泡沫、縫隙等；②利用場(chǎng)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(shí)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(shí)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(guò)對(duì)環(huán)境或物體本身的分解獲得所需的附加