技术系统进化法则课件

第二章技术系统进化法则技术系统的S－曲线2技术系统的八大进化法则33技术系统的概念31基于技术系统进化法则的预测342022/11/1921级（Level1）：通常的设计问题，或对已有系统的简单改进。设计人员自身经验即可解决，不需要创新。大约32%的解属于该范围。2级（Level2）：通过解决一个技术冲突对已有系统进行少量的改进。采用行业中已有的方法即可完成。解决该类问题的传方法是折衷法。大约有45%的解属于该范围。3级（Level3）：对已有系统有根本性的改进。要采用本行业以外已有的方法解决，要解决冲突。大约有18%的解属于该范围。4级（Level4）：采用全新的原理完成已有系统基本功能的新解。解的发现主要是从科学的角度而不是从工程的角度。大约有4%的解属于该类。5级（Level5）：罕见的科学原理导致一种新系统的发明。大约有1%属于该类

基于TRIZ的技术创新分级2022/11/193发明等级及其特征2022/11/195技术系统的概念（1）系统是由若干子系统组成的。子系统由元件和操作构成。如运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成了计算机的硬件系统，而硬件系统又是计算机系统的一个子系统。操作原件子系统1子系统n系统超系统2022/11/196技术系统的概念（2）系统有一定的结构（层次）。一个系统是其构成要素的集合，这些要素相互联系、相互制约。系统内部各要素之间相对稳定的联系方式、组织秩序及失控关系的内在表现形式，就是系统的结构。例如钟表是由齿轮、发条、指针等零部件按一定的方式装配而成的，但一堆齿轮、发条、指针随意放在一起却不能构成钟表。操作原件子系统1子系统n系统超系统超系统层次系统层次子系统层次2022/11/197技术系统的概念（3）系统有一定的功能，或者说系统要有一定的目的性。系统的功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和功能。例如信息系统的功能是进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用，辅助决策者进行决策，帮助企业实现目标。超系统系统2022/11/198技术系统实例：帆船完成“运输货物”这一功能的技术系统由四部分组成。系统名称：帆船系统组件（子系统）：水手、帆、桅杆、船体超系统组件：风能、货物等。技术系统进化的S曲线产品都是由多个系统组成技术系统。每个技术系统、子系统的进化一般都要经历S－曲线所示的四个阶段：婴儿期－成长期－成熟期－退出期技术系统进化指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程，并且进化是有规律的。最理想的技术系统：“它既不消耗任何资源，但却能够实现所有必要的功能”（作为物理实体它并不存在）。技术系统是沿着提高其理想程度，向最理想系统的方向进化。2022/11/19102022/11/1912技术系统进化不同阶段的特征通过性能参数随时间变化的规律，可以准确地予测产品和技术所处的生命周期阶段。tttt时间（阶段）1234专利数量经济收益性能参数发明级别2022/11/19TRIZ理论：技术系统进化法则14S曲线的跃迁－S曲线族新产品模式研发下一代竞争技术下一个产品模式的S曲线能工作能正确工作最大性能最大功效最佳可靠性最低成本过时技术时间主要参数研发极限2022/11/19TRIZ理论：技术系统进化法则15产品技术系统进化的例子前人预测:1997SANYO:2001研发极限超声波作用原理海尔无洗衣粉洗衣机洗涤效果时间化学作用原理2022/11/19TRIZ理论：技术系统进化法则16S曲线进化法则实例电话的创造与创新有线电话无线电话电视电话二、技术系统进化法则2022/11/1917技术系统进化法则是TRIZ理论的核心内容之一。通常人们常常以“八大法则”概述技术系统的进化，然而“八大法则”的内容又不尽一致。不同观点见下表。2022/11/1918TRIZ的技术系统八大进化法则1、完备性法则；2、能量传递法则；3、动态性进化法则；4、提高理想度法则；5、子系统不均衡进化法则；6、向超系统进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、子系统协调性法则向自动化方向进化法则；技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。法则1实例－帆船2022/11/1920帆船完成“货物运输”功能的技术系统货物桅杆船体帆风能水手完整的技术系统载物2022/11/1921完备性法则的作用有助于我们准确地判断，现有的组件集合是否构成完整的技术系统。提高技术系统的效率。因为该法则可以帮助我们发现并消除整个系统中效率低下的某个子系统。2022/11/1923能量传递法则实例：收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）中就不能正常工作。在汽车外加一天线，问题就解决了。2022/11/1924B

技术系统的进化应该沿着使能量流动路径缩短的方向发展，以减少能量损失。实例：用手摇绞肉机代替菜刀剁肉馅。用刀片旋转运动代替刀的垂直运动，能量传递路径缩短，能量损失减少，同时提高了效率。2022/11/1926法则3：技术系统动态性进化法则技术系统的动态性进化应沿着增加结构柔性、可移动性、可控性的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化。结构柔性：可移动性：固定电话

→子母机→手机(直板,折叠,滑盖)可控性：无控制→直接控制→反馈控制→自我调节2022/11/1927A、由刚性趋向柔软2022/11/1928B.提高可移动性技术系统的进化应该沿着系统整体可移动性增强的方向发展。实例：座椅。2022/11/1930实例：照相机的进化。实例：路灯的进化。

直接控制——每个路灯都有开关，有专人负责定时开闭。间接控制——用总电闸控制整条线路的路灯。引入反馈控制——通过感应光亮度，控制路灯的开闭。自我控制——通过感应光亮度，根据环境明暗自动开闭并调节亮度。2022/11/1931法则4：技术系统提高理想度法则技术系统沿着提高理想度，向最理想系统的方向进化，代表着所有技术系统进化法则的最终方向。理想化意味着：系统的质量、尺寸、能量消耗0实现的功能数量∞2022/11/1932第一台计算机重量：数吨功能:计算现代计算机重量：1000克功能：上千种。包括计算、绘图、通信、多媒体等法则4实例

下面是该路线所包含的几个状，为了增加理想化水平，最初采用实体的系统增加一个空洞及几个空洞，之后采用毛细孔实体及多孔实体，最后采用多微孔洞实体。空心砖、空心楼板、保温杯等均是按该路线进化的实例2022/11/1933实体一个空洞几个空洞毛细孔实体多孔洞实体多微空洞实体法则5：技术系统子系统的非均衡发展2022/11/1934

子系统不均衡进化法则包含着：每个子系统都是沿着各自的S曲线进化的；组成技术系统所包含的各个子系统都是不同步、不均衡进化的；不均衡的进化经常会导致子系统之间的矛盾出现;整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的即最不理想的子系统（木桶原理）。法则5实例自行车的进化

起先、脚蹬子直接安装在前轮上，自行车速度与前轮直径成正比，为提高速度人们着眼与增加前轮直径；随着前后轮尺寸差异加大，自行车的稳定性变得很差，于是人们开始研究自行车的传动系统，在自行车上装上了链条和链轮。2022/11/19352022/11/1936超系统，广义上讲，应该是超出这个系统之外的其他系统。向超系统进化有两种方式：1、使技术系统和超系统的资源组合。2、让系统的某子系统，被容纳到超系统中。向超系统进化的过程进化的任何阶段。2022/11/1937法则6：技术系统向超系统进化法则2022/11/1938技术系统首先向系统的合成方向发展技术系统的简化子系统双系统多系统单系统超系统此时，子系统功能得到加强的同时，也简化了原有的系统。单系统向超系统进化法则2022/11/1939飞机燃油系统向超系统跃迁

—空中加油机实例、超系统空中加油机系统受油机输油管子系统超系统2022/11/1940法则7：向微观级和场的应用进化沿着减小其元件尺寸的方向发展，从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的功能实例：电子元件的进化真空管晶体管集成电路2022/11/1941法则7：技术系统向微观级进化法则技术系统：元件：场的应用：宏观微观最初的尺寸原子、基本粒子尺寸高效场和增加场效率的方向2022/11/1942由宏观趋向微观纳米机器人用于人体医学录音机随身听便携CD机mp3耳环播放机2022/11/1943血管支架微创手术治疗心脏病微创手术，只要在大腿或上肢上切开一个微小口子，把细微导管插进去，扩张血管，然后在管壁粗厚的地方放一个小支架，血脉立即畅通。进行这个手术，只要十几分钟，并且只需局部麻醉。在2000年，一个普通金属支架在欧美的售价仅为800美元到900美元，而在中国的售价竟高达2000美元，进口含药缓释血管支架每个售价近4万元人民币。2022/11/1944场的应用实例磁场力应用起重机的进化安检设备2022/11/1945法则8：技术系统协调性进化法则技术系统进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展。即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。这也是技术系统充分发挥功能的必要条件。子系统协调包括：结构上的协调、各性能参数的协调、节奏频率的协调。2022/11/1946协调性法则的作用协调各部分工作，可以节约资源提高效率，保证技术系统的高度可控性的进一步的自动控制性。进化到高级阶段的技术系统的特征是，子系统为充分发挥其功能，各参数之间要有目的地相互协调或反协调，能够实现动态调整和配合。2022/11/1947结构上的协调比如：早期积木只能摞、搭；现代积木可自由组合、随意插合成不同的形状。2022/11/1948各性能参数的协调网球拍的协调设计较轻的球拍更零活，较重的球拍能产生更大的