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技術革新のための創造的問題解決技法!!

TRIZ

TRIZ の基本概念(3)
第 17 回 「場」：力、相互作用、場、エネルギを包括した概念
大阪学院大学中川徹

この連載は、創造的な問題解決の技関連して説明しています。それでも、括的・抽象的なものですが、同時に非法 TRIZ について、その考え方をできそれぞれの基本概念をもう少しきち常に具体的・実際的であり、TRIZ のるだけ分かりやすく、いろいろな例をんと説明して、その後の問題解決のユニークな性格を示しています。通常使いながら解説することを目指してい技法を理解するための土台をしっかの科学技術の用語で置き換えることがます。

りしておこうというのが、いまの意できないので、英語の文献では大文字図です。

で Field と記述され、私は日本語の表いままでに、TRIZ の概要説明 FAQ、発展の歴史、やさしい適用事例、科学さて、前回に「システム」という概技術の情報を整理し直した TRIZ 知識

念について説明しました。これには二ベース、マネジャのための導入・適用つの意味があり、その一つは「体系」

このような（古典的な）TRIZ の独の勘どころ、などを説明してから、と訳すのが適切です。もう一つは、自の考え方を理解し、そしてその考えTRIZ の基本概念の説明を始めました。

「技術システム」というときの基礎に方を科学技術の通常の言葉遣いによっ第 15 回（前々回）で述べましたのなっている概念で、広く「関連する部ても説明していけるようになれば、は、膨大な体系を持つ TRIZ も、その分たちの一群で、一つの全体を形成しTRIZ の理解と定着が本物になっていエッセンスを捉えると、（英文で）50て一緒に働くもの」といった意味です。

くでしょう。この意図から、最近の研語で説明できることです。そして前回

そして、システムの階層性、技術シ究者の説明をも後半に記述します。

から、このエッセンスに表されているステムが備えるべき要素（「技術シス主要な基本概念の説明を始めたところテムの完全性の法則」）などを説明しです。この一連のものは、つぎのようました。

現ではいつも「 」をつけて「場」と記述しています。

TRIZ の「場」の概念な予定でおります。

今回は、システムの要素間の関係をTRIZ の基本概念考えるための概念を説明しましょう。

さていまから、「ものとものとの間（1）TRIZ のエッセンス: 50 語表現

TRIZ で特に注目するのは、配置や構の働き」を説明することを考えよう。

（2）システム: 問題の体系と技術シ造などの関係よりももっと抽象化し金槌で釘を打つ、鉄釘を磁石でつり上た、働き（あるいは、作用、機能）げる、鉄釘が錆びる、などいろんな現の関係です。

象を説明したいからである。

ステムの概念（3）「場」: 力、相互作用、場、エネルギを包括した概念

この働きを説明するのに、TRIZ の1.1

物理学の「場」の概念（4）理想性とその向上創始者であるアルトシュラーは、独自（5）リソースとその活用の概念と表現を使いました。それが現在の科学技術の理解の中核を成（6）矛盾とその解決「場」という概念と、「物質-場モデル」

すのは物理学である。そこでは、い（7）問題解決の基本モデルという表現です。

ろいろな現象を説明するための根本

もちろんこれらの基本概念は、やさTRIZ でいう「場」は、標題のよう原理を探求していった。そして、もしい事例を使いながらいままでにも説に、自然科学における力、相互作用、場、のとものとの間に働く力（相互作用）明してきていますし、TRIZ の知識ベエネルギをすべて包括した概念です。

が、究極的に 4 種類であることを解明ースを説明したときにも、いろいろとこの「場」という概念は、非常に包した。

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（1）重力相互作用 （万有引力）

TRIZ「Substance（物質）」と呼び、ものとも

1.4 TRIZ での「場の階層」の概念（2）電磁相互作用のとの間に働く一切の種類の相互作用

上記のように多様な「場」を考え、（3）強い相互作用（力）をまとめて「Field（場）」と呼ぶ

その特徴を TRIZ は考察する。その中（4）弱い相互作用のである。

で、技術の歴史の当初に使われていた

このうち、（3）は原子核の中の陽子とこのように、多様なものを包み込ん「場」から、次第に高度な、より制御中性子の結合などに関与し、（4）はニュ

でそれに名前をつけることは、概念をしやすい「場」に移行していくことがートリノなどの素粒子間に働く極めて小創ることであり、抽象化することであ分かってきた。

さな距離での相互作用であるから、通常る。その上で、TRIZ では、包み込んその大まかな順序を TRIZ では、「力のマクロの世界には関係しない。

だ多様なものをできる限り具体的に列学的（Me）→熱的（T）→化学的（Ch）（1）は、天体間の力であるととも挙し、それらを実際的に分類して、特→電気的（E）→電磁気的（M）」と捉に、日常的に重力としてよく実感され徴を整理して何らかの経験法則を見つえて、「MeTChEM（メッチェム）」とる。それは物の重さ、大気圧、静水圧、け出していこうとする。

略称している。などとして顕れる。

だから、TRIZ における「場」は、これをさらに詳しくして、段階的な（2）の電磁相互作用は、もちろん（電場、磁場などの）物理学の「場」発展として捉えた一覧表は、例えば電気器具や磁石などでマクロに顕れてよりもずっと広く、各種の力、相互作

Larry Ball 2）のものを参照されたい。

いるものであるが、実は、物質を構成用を意味し、「エネルギの任意の形のしている原子核と電子の間に働き、電源」を意味すると考えるのがよい。

磁場として長距離に及ぶものだから、ミクロの世界のほぼすべて、そしてマクロの世界の大部分の現象に関わって

1.3

TRIZ の「場」の概念の活用

TRIZ における「場」のさまざまどのような「場」があるかは、例え
1）

TRIZ が創った「場」という概念を、いる。化学的な性質のすべて、そしてば、Darrell Mann の TRIZ 教科書 が参最大限に活用させる優れた図が、生体関係のすべての性質が、結局はこ考になる。その一部を記す。

Invention Machine 社のソフトツールの電磁相互作用から生れて来る。（例

力学的 （重力、摩擦力、遠心力、TechOptimizer 3.5J にある。これを図 1

えば、臭いの感覚は物質を直接的に張力、弾性、振動など）、に引用する。

検知しているのだから、化学的な性水圧／油圧／空気圧

質に依存するのであり、それは分子熱的（熱伝導、対流、輻射、熱膨張）「場」（すなわち、力、相互作用、場、レベルでの電子的な性質に帰着する圧力（静圧力、浮力、真空など）エネルギなど）を、生成し、変換し、といえる。）

電気的（電気力学、電磁気的、交構造を変化させ、（エネルギとして）流など）蓄積するための技術を概観している。

物理学では（素粒子論に関わらないこの図は、TRIZ でいうさまざまな

図 1 の左下には、「場」の主要な 5 形

でいうと）、「場（field）」という用語

化学的（酸化還元、燃焼、溶解、を、「電場」「磁場」「重力の場」など化学反応、など）態を示し、それぞれを変換する技術／の形で使い、上記のような力（相互作生物学的（酵素、光合成、発酵など）デバイスを考察することを促してい用）が及んでいる空間を意味している。

磁気的（強磁性、電磁気的、など）る。図の例は、電気的な「場」から熱「電場に置かれた電荷が、電場から力光学的（反射、屈折、赤外線、など）的な「場」への変換を指し示しており、を受ける」というように考える。

音響的（音、超音波）

例えば、電気を使った加熱／冷却の方臭い法を意味する。膨大な科学技術の中で、TRIZ における「場」の用語

また、これらの一つ一つがさまざま

このようなエネルギ形態の変換に関わ

1.2

TRIZ の考え方はもっと泥臭く、直な形態を取る。例えば、重力でも、そ感的、経験的である。要するに、自然れが力として顕れるだけでなく、重力図 1 の中央は、「場」の構造をさま現象のすべてを、「もの」と「その間の場、重力加速度、重力のポテンシャざまに変える方法を図示している。こに働く相互作用 （力）」として説明しルエネルギなどとして考えるとよいこの図は光に対して操作していると考えた い 。 そ の と き に 、「 も の 」 をともある。

ると分かりやすい。光を減衰させるの38Inter Lab 2007. 5っている技術が極めて多くある。

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TRIZ の「物質-場モデル」とその理解
3.1 アルトシュラーの「物質-場モデル」
1 節の最初に述べたように、アルトシュラーが「場」という概念を創った
目的は、ものとものの間の働き（作用）を統一的に表現することであった。その働きを表す最も基本的な図式は図 2のようであり、これをアルトシュラーの「物質-場モデル」と呼ぶ 3）。

F

図 1 「場」の発生、変換、構造変化、蓄積（Invention Machine 社 TechOptimizer 3.5J より）は、吸収板を使えばよい。光を増幅さと解釈して、現在の科学技術を整理しせることは、レーザ技術を使って初めてみることは非常に重要で、興味深いて実現した（注：もちろん、光→電気ことであろう。

→光のような形での増幅はもっと以前からあったが）。

場

S1
物質S2
物質

図 1 の右下には、これらの「場」を蓄積する技術を整理している。力学的

図2「物質-場モデル」の基本図式

光をフィルターすることは、例えばな力を蓄積することは、力学的な形で光の波長によって通したり通さなかっエネルギを蓄積することである。弾みこの図は、「物質 S2 が、「場」F にたりすることであるが、それは随分高車のような動的なやり方、弾性応力のよって、物質 S1 に作用を及ぼしてい度な材料設計、薄膜設計によって初めような静的なやり方、そして重力ポテる」と読む。このような三角形の配てできている。狭い幅の波長だけ透過ンシャルなどがある。

置がアルトシュラーの典型的な表現させたり、その波長域を変化させたり電気の蓄積（コンデンサ）、磁力のとなると、さらに高度な問題になるに蓄積（永久磁石）、熱の蓄積、光エネ違いない。

ルギーの蓄積（燐光）などの例が上形式である。
3.2

機能による解釈

これらの操作を、他の形式の「場」がっている中で、電気化学的（電池）、上記図 2 の基本図式は、現在の通常で考えると、さらに難しい問題だと分化学的（火薬、燃料）などを見ると、の機能モデルでは、図 3 のように理解かる。例えば、力学的な力について化学的な方法のエネルギ蓄積の大きされ、表現される。

「収束させる（焦点を結ばせる）」ことさがよく分かる。そして、原子核のこれは、「物質 S2 が物質 S1 に作用は、空間的に広がっている大きな力を、エネルギ蓄積（すなわち、原子力）（あるいは機能）f を及ぼしている」と一点（極めて小さな空間）に集中させはさらに大きなエネルギ蓄積の方法

読む。ここで、「場」F と、作用／機能ることである。それは人工ダイヤの製である。

f とは、基本的に対応するものである造技術などで工夫されてきていることである。

ともかく、TechOptimizer のこの図は、TRIZ が創った「場」という概念

このように、ここに示された一つ一をベースとして、包括的に技術を理解つの図式を、さまざまな「場」の構造する深く広い可能性を指し示しておを変化させるという技術的要請であるり、大変含蓄のある優れた図である。

S1
物質

図3

f 作用（機能）S2
物質

機能分析の基本図式

Inter Lab 2007. 539

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が、表す内容が少し異なっているのでTRIZ

有文字を違えた。

益不十分

例えば、金槌 S2 が釘 S1 を「打つ／ある。これらは、具体的な「機能」について、その機能が作用する「もの」（対象のオブジェクト）のどのような性叩く／衝撃を与える」というのが機能の言葉である。このとき、アルトシュ

過剰有害

ラーは、「場」F として、「力学的な質（「属性」）を変えようとしているのかを、明確に考察・記述しようとする。
機能の表現に、通常、「〜を〜する」

図4

場／衝撃力」という表現をするであろ作用の有益／有害などの区別う。打つとか叩くとかで及ぼしているという他動詞を使うが、Larry Ball はもっと明確に「〜（というもの）の〜力の本質的な形態が何かをはっきり記

S1 への作用（働き）が、有効・適切な（という性質）を変化させる／制御す述しようとするのである。

状況でなく、不十分、過剰、有害などる」という表現法を推奨している。例

なお、図 3 で S1 と S2 の配置は図 2の問題がある状況になっていることをえば、「（金槌で）釘を打つ」のだとすに合わせたものであり、配置にはこだ明示し、それらのいろいろな場合に、れば、「（金槌で衝撃を与えて）釘の位わらないのが普通である。それでも、採用するとよい解決策の方針を図式的置（打込み深さ）を変化させる」と記

いろいろな意図のもとに、この矢印のに示すことにある。

述する。この後者（「長形式」）の記述

向きが、右向き配置を標準にしたり、これらの状況を区別するために、アをしてみることによって、前者（「短形上向き配置を標準、あるいは下向き配

ルトシュラーは図 2 の矢印を図 4 のよ式」）の意味が明確になるのだという。

置を標準にしたりするやり方がある。

うに区別して表現した。
このような「物質-場モデル」の表考える、「機能属性分析」については、3.3「物質-場モデル」のねらい

現を基礎にして問題を分類し、アルト

後日、TRIZ による問題解決の諸技法をアルトシュラーが「物質-場モデル」

シュラーはそれぞれの場合に解決策の説明するときに、きちんと説明しよう。

を記述することを薦めるねらいは、お指針を図式的に明示した。この方法をおまかにいうと二つある。

「物質-場分析」と呼び、その解決策の第一は、あるシステムのメカニズム指針を「発明標準解」という。

を考察するのに、そのエッセンスを図「物質-場モデル」が不完全な場合、2 の基本図式にあてはめて、各要素を作用が不十分な場合、過剰の場合、有明確にし、メカニズムの本質を明示さ害な場合、そして検出と測定の問題のせることにある。もしこれを明示でき場合について、全部で 76 種の発明標ないなら、そのシステムは本質のとこ

準解をアルトシュラーは示した （例ろで不完全で、うまく働かない。

えば Salamatov 3）または Mann 1）を参照

物質 S1 に対して望んでいる作用をされたい）。

及ぼすには、物質 S2 として何を選べばよいか、そして作用をさせるエネル

3.4

上述のようにアルトシュラー自身はさせることが、この「物質-場モデル」「機能」という言葉をあまり使わず、を描かせる第一のねらいである。

1980 年頃に Simon Litvin 他の弟子たち

2）

は、このようなシが機能分析の考え方を TRIZ に導入しステムを組み上げるための考察の順序たのだという。そのような歴史にも関として、S1（対象物）→ F（「場」、あわらず、「機能」の概念はやはり TRIZるいは物理現象）→ f（機能）→ S2の中核にあるといってよい。

（作用物質）という順に選択、決定していくことを薦めている。
第二のねらいは、物質 S2 から物質40Inter Lab 2007. 5

参考文献
1）Darrell Mann 著、中川徹監訳: 『TRIZ 実
践と効用（1）体系的技術革新』、創造開発イニシアチブ、2004 年。
2）Larry Ball 著、高原利生・中川徹訳:「階層化 TRIZ アルゴリズム」、『TRIZ ホームページ』連載、URL: http://www.osakagu.ac.jp/php/nakagawa/TRIZ/、2006-2007年。
3）Yuri Salamatov 著、中川徹監訳: 超発明術 TRIZ シリーズ 5 思想編「創造的問題解決の極意」、日経 BP、2000 年。

機能の概念と TRIZ

ギの形態 F として何がよいかを、考え

なお、Larry Ball

このように機能と属性を結びつけて機能についての考え方で、参考になるのは、Ed Sickafus の USIT におけるOAF 記述、Larry Ball の TRIZ 教材 2）で中川徹（なかがわ・とおる）

大阪学院大学 情報学部 教授
1963 年東京大学理学部化学科卒，理学博士。
東京大学助手，富士通国際情報社会科学研究所，富士通研究所などを経て，1998 年より現職。同年 11 月に Web サイト「TRIZ ホームページ」を創設し，和文・英文で多数の TRIZ /USIT 関連の論文・記事を発信している。Yuri
Salamatov 著および Darrell Mann 著の TRIZ 教科書を監訳。