Структурный вещественно-полевой (вепо́льный) анализ — раздел ТРИЗ, изучающий и преобразующий структуру систем. Вепо́льный анализ разработан Г. С. Альтшуллером.
Вепо́льный анализ — это язык схем, позволяющий представить исходную систему в виде определенной (структурной) модели. С помощью специальных правил выявляются свойства этой системы. Затем по конкретным закономерностям преобразовывают исходную модель задачи и получают структуру решения, которое устраняет недостатки исходной системы.
Статистический анализ решений показал, что для повышения эффективности систем их структура должна быть определенной. Модель такой структуры называется веполем.
Вепо́ль — модель минимально управляемой системы, состоящей из двух взаимодействующих объектов и их взаимодействия.
Взаимодействующие объекты условно названы веществами и обозначаются В 1 и В 2 , а само взаимодействие называется полем и обозначается П.
Под «веществом» будем понимать любой объект, начиная с материала, его структуры, молекул, атомов, до самых сложных систем, например, космическая станция. В информационных системах это может быть элемент или данные.
Поле может представлять собой любое действие или взаимодействие, например, энергию , силу или информацию . В информационных системах это может быть алгоритм.
Веполь изображается схемой (1.1).
Термин ВеПоль произошел от слов «Вещество» и «Поле».
Вепольный анализ включает в себя определенные правила и тенденции. Эти тенденции подчиняются закону увеличения степени вепольности, который будет описан ниже.
Вепольный анализ предназначен для:
— представления исходной структуры задачи (системы);
— определения структурного решения задачи;
— выявления перспективы развития структуры системы.
Если В 1 — изделие, В 2 — инструмент, «обрабатывающий» изделие В 1 , а П — поле (энергия, сообщаемая инструменту), то веполь будет иметь вид (1.2).
Пример 1.1. Разрезание хлеба
Продемонстрируем веполь на примере нарезки хлеба.
Хлеб В 1 разрезают ножом В 2 , прикладывая силу руки П 1 (поле механических сил). В данном случае П 1 — линейное перемещение ножа и давление.
Этот же пример можно представить и другой вепольной схемой (1.3): нож В 2 действует на хлеб В 1 через механическое поле П 2 , представляющее собой давление ножа на хлеб или трение между ножом и хлебом.
Пример 1.2. Информационная система
Если В 1 — элемент (программа) 1, В 2 — элемент (программа) 2, а П 1 — поле (сигнал — информация), то вепольную модель можно представить схемой (1.4). Эту же формулу можно представить и так: В 1 — данные (информация) 1, В 2 — данные (информация) 2, а П 1 — алгоритм.
Введем понятие «отзывчивости».
Отзывчивость в вепольном анализе — это свойство вещества В реагировать (отзываться) на воздействие поля П , т. е. выполнять необходимое (заданное) действие или вещества В генерировать необходимое поле П .
Приведем примеры «отзывчивых» веществ и полей:
1. Ферромагнитное вещество отзывчиво на магнитное поле.
2. Тензорезистор отзывчив на деформацию , давление, напряжение, перемещение (механическое поле).
3. Материал с памятью формы отзывчив на тепловое поле.
4. Флуоресцентные и фоточувствительные вещества отзывчивы на рентгеновское излучение.
5. Поляризационная пластина отзывчива на оптическое поле.
6. Фотодиод отзывчив на оптическое поле.
7. Жидкие кристаллы отзывчивы на тепловое и электрическое поле.
8. И т. д.