1.3.2 物质-场模型和标准解
1.3.2.1 物质-场模型
物质-场模型（Su-Field Analysis）是将复杂系统分解为简单系统的有效方法。其基本原理为系统中所有的功能都可分解为两种物质和一种场，即一种功能由两种物质及一种场三个要素构成。由于产品是功能的载体，因此可用物质场模型对产品进行功能分析。利用对目标区域进行物质场分析，构建出相应的技术系统最小问题模型，利用技术系统的最小问题模型来简化问题解决的过程。
物质-场模型是TRIZ理论的重要工具，物质-场分析是指从物质和场的角度分析和构造最小技术系统的理论和方法，反映技术系统的结构属性，是对最小技术系统的抽象化和模型化描述。物质-场分析是从功能出发，以图形表示设计系统为基础，建立相互关联的物质-场模型。物质-场分析方法基于以下3条基本定律：
（1）技术系统的物质-场模型的所有功能至少包含两种物质（S1和S2）和一种场（F）三个元件。其中物质S1、S2可以是材料、粒子、物质、零件或系统；场（F）是一种能量形式。用于描述物质S1、S2之间的相互作用与影响，如热能（FT）、机械能（FME）、电/磁能（FE/FM）、液/气压能（FH/FP）、化学作用（FC）等。
（2）只有同时满足三个基本元件，功能才能存在。
（3）三个基本元件通过有机组合和相互作用，构成一个功能（见图1-5）。
图1-5 TRIZ物质-场基本模型
1.3.2.1.1 功能模型
物质-场分析的基本功能模型，即在场F的作用下物质S2作用于物质S1，最终使得S1发生改变。在分析实际功能设计过程中，系统涉及的问题可能会有多个，通过物质-场分析的基本功能模型的有机结合，可以实现系统整体功能模型的形成。根据这个原理，可以利用若干个物质-场分析基本模型建立复杂的功能模型（见图1-6）。
图1-6 功能模型
1.3.2.1.2 功能基本结构
物质-场分析法将功能分为有效完整功能模型、过剩效应功能模型、效应不足功能模型、有害效应功能模型和不完整功能模型5类，各种功能模型如图1-7所示。
图1-7 物质-场模型的基本结构
1.3.2.2 标准解
1.3.2.2.1 效应不足的功能模型
效应不足的功能模型的主要表现是两个物质之间场F的效应不足，对此有3种一般解法：第一种解法是利用其他场F2（或F2和S3一起）替代原来的场F1（或F1及S2）；第二种解法是通过引入另外一个场来强化有用的效应；第三种解法是通过引入一个物质S3并增加另一个场F2来强化有用效应。这三种方法的最终结果都是以F2（S3）替代F1（S2），如图1-8所示。
图1-8 F2（S3）替代F1（S2）
1.3.2.2.2 效应不完整功能模型
效应不完整功能模型主要是指模型缺乏部分元件，需要增加元件来实现功能，可以通过补齐或添加所缺失的元件（增加F或S2），使模型完整，如图1-9所示。
图1-9 补充、添加元件
1.3.2.2.3 有害效应的完整功能模型
有害效应的完整功能模型是指模型基本元件齐全，但物质之间相互作用的效应是有害的或设计者不期望得到的。对此有两种一般解法：第一种解法可引入另一种物质S3，用物质S3来阻止或减弱有害效应；第二种解法是添加另外一个场F2来消除或减弱原来有害场F，如图1-10所示。
图1-10 消除有害效应
物质-场模型的标准解是在建立物质-场模型且给定约束条件后，通过标准符号建立的功能模型中寻找到待解决、待完善的功能。在实际产品设计时，产品物质-场模型中3个元件间相互作用的效应可能会与设计者所追求的效应产生冲突（矛盾），这时需要利用TRIZ理论物质-场分析中的一般解法和76个标准解来求解冲突（矛盾）。一般情况下，可选择一个或多个标准解，从而依据有效的标准解设计出有效的解决方案。其主要步骤是，首先分析待解决的问题并建立物质-场模型的类型，然后利用标准解来解决设计问题。标准解的应用流程如图1-11所示。
图1-11 标准解的应用流程
Altshuller在分析研究专利的过程中发现，不同工程技术领域的问题，经过抽象、除去表象化现象后，可建立相同的物质-场模型；在约束条件相同的情况下，可以用相同的方法解决，得到的最终方案的物质-场模型也是一样的。也就是说，问题物质-场模型和解决方案物质-场模型之间是存在某种对应关系的。为探究背后的规律，Altshuller总结出了一种从技术系统内部作用机制出发获取问题的解决方法——76个标准解，并按所解决问题的类型划分为5个等级和18个子系统。物质-场模型标准解系统可以通过零件或组件间的结构关系，描述问题出现的一般特征及解决方案的结构特点（TRIZ标准解系统见附录5）。
TRIZ对于物质-场模型在标准解系统中有6种一般解法，在解决问题时需要先建立物质-场模型，然后分析模型的完整性和效应的有效性，并判断出模型的类型，最后利用6种一般解法来调整相应类型的模型，使其有效完整。