技术系统的生命周期演化

优质文档精选技术系统的生命周期演化目前一页\总数七十七页\编于二十三点技术系统的进化主讲人：李小海电话机箱：lixh519@126.com目前二页\总数七十七页\编于二十三点1、无论是一个简单产品还是复杂的技术系统，其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的，即具有客观的进化规律和模式；

2、各种技术难题和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力；

3、技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最大效益的功能。TRIZ理论三个核心思想技术系统目前三页\总数七十七页\编于二十三点

汽车作为一个技术系统，轮胎、发动机、方向盘等是汽车的子系统。而每辆汽车都是整个交通系统的组成部分，因此对于汽车而言，交通系统就是汽车的超系统。电冰箱

分析电冰箱这一技术系统，压缩机、散热板、拉门等是电冰箱的子系统。而电冰箱所处的环境，如：房间，就可以称为电冰箱这一技术系统的超系统。汽车技术系统的进化目前四页\总数七十七页\编于二十三点

系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体。什么是系统？技术系统目前五页\总数七十七页\编于二十三点所有运行某个功能的事物可称为技术系统。什么是技术系统？技术系统目前六页\总数七十七页\编于二十三点

什么是子系统？

系统是由多个子系统组成的，并通过子系统间的相互作用来实现一定得功能，子系统可以是零件或是看不见的物质，甚至于构成元素。技术系统目前七页\总数七十七页\编于二十三点

任何技术系统均包括一个或多个子系统，每个子系统执行自身功能，它又可分为更小的子系统。技术系统目前八页\总数七十七页\编于二十三点什么是超系统？

超系统是系统所在的环境，环境中的其他相关的系统可以看做是超系统的构成部分。技术系统目前九页\总数七十七页\编于二十三点技术系统的构成关系图原件操作子系统1子系统1子系统n系统超系统技术系统的进化目前十页\总数七十七页\编于二十三点技术系统的进化技术系统进化论技术系统进化论的主要观点是：产品的进化并不是随意的，也同样遵循着一定的客观规律和模式。所有技术的创造与升级都是向最强大的功能发展的。目前十一页\总数七十七页\编于二十三点技术系统进化的过程

技术系统进化就是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程。

对于一个具体的技术系统来说，对其子系统或元件进行不断地改进，以提高整个系统的性能，就是技术系统的进化过程。技术系统的进化目前十二页\总数七十七页\编于二十三点木船向轮船的进化手工操作向机器自动化的进化黑白电视机向彩色电视机的进化技术系统的进化目前十三页\总数七十七页\编于二十三点

任何一种产品、工艺或技术都在随着时间向着更高级的方向发展和进化，并且它们的进化过程都会经历相同的几个阶段。

技术系统的进化目前十四页\总数七十七页\编于二十三点

每个技术系统的进化一般都要经历如S-曲线所示的四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期、衰退期。

S-曲线描述了技术技术系统完整的生命周期。其横轴表示时间，纵轴表示系统的性能参数。如：在飞机这一技术系统中，飞机的速度、安全性等都是其重要的性能参数。S-曲线目前十五页\总数七十七页\编于二十三点

当有一个新需求、而且满足这个需求是有意义的两个条件同时出现时，一个新的技术系统就会诞生。新的技术系统一定会以一个更高水平的发明结果来呈现。

1、技术系统的诞生和婴儿期S-曲线目前十六页\总数七十七页\编于二十三点

处于婴儿期的系统尽管能够提供新的功能，但该阶段的系统明显地处于初级，存在着效率低、可靠性差或一些尚未解决的问题。由于人们对它的未来比较难以把握，而且风险较大，因此只有少数眼光独到者才会进行投资，处于此阶段的系统所能获得的人力、物力上的投入是非常有限的。S-曲线目前十七页\总数七十七页\编于二十三点

性能的完善非常缓慢，此阶段产生的专利级别很高，但专利数量较少，系统在此阶段的经济收益为负。

处于婴儿期的系统的特征S-曲线目前十八页\总数七十七页\编于二十三点

进入发展期的技术系统，系统中原来存在的各种问题逐步得到解决，效率和产品可靠性得到较大程度的提升，其价值开始获得社会的广泛认可，发展潜力也开始显现，从而吸引了大量的人力、财力，大量资金的投入会推进技术系统获得高速发展。2、技术系统的成长期（快速发展期）S-曲线目前十九页\总数七十七页\编于二十三点

性能得到急速提升，此阶段产生的专利级别开始下降，但专利数量出现上升。系统在此阶段的经济收益快速上升凸显出来，这时候投资者会蜂拥而至，促进技术系统的快速完善。

处于成长期的系统的特征S-曲线目前二十页\总数七十七页\编于二十三点

在获得大量资源的情况下，系统从成长期会快速进入第3个阶段：成熟期，这时技术系统已经趋于完善，所进行的大部分工作只是系统的局部改进和完善。3、技术系统的成熟期S-曲线目前二十一页\总数七十七页\编于二十三点

性能水平达到最佳。这时仍会产生大量的专利，但专利级别会更低，此时需要警惕垃圾专利的大量产生，以有效使用专利费用。处于此阶段的产品已进入大批量生产，并获得巨额的财务收益，此时，需要知道系统将很快进入下一个阶段衰退期，需要着手布局下一代的产品，制定相应的企业发展战略，以保证本代产品淡出市场时，有新的产品来承担起企业发展的重担。否则，企业将面临较大的风险，业绩会出现大幅回落。

处于成熟期的系统的特征S-曲线目前二十二页\总数七十七页\编于二十三点

成熟期后系统面临的是衰退期。此时技术系统已达到极限，不会再有新的突破，该系统因不再有需求的支撑而面临市场的淘汰。从图中可以看到处于第4阶段的系统，其性能参数、专利等级、专利数量、经济收益4方面均呈现快速的下降趋势。4、技术系统的衰退期S-曲线目前二十三页\总数七十七页\编于二十三点TRIZ从性能参数、专利级别、专利数量、经济收益4个方面来描述技术系统在各个阶段所表现出来的特点，以帮助人们有效了解和判断一个产品或行业所处的阶段，从而制定有效的产品策略和企业发展战略。

S-曲线目前二十四页\总数七十七页\编于二十三点时间时间时间时间经济收益专利数量专利等级性能参数1婴儿期2成长期3成熟期4衰退期TRIZ从性能参数、专利级别、专利数量、经济收益4个方面来描述技术系统在各个阶段所表现出来的特点，以帮助人们有效了解和判断一个产品或行业所处的阶段，从而制定有效的产品策略和企业发展战略。S-曲线目前二十五页\总数七十七页\编于二十三点时间性能成长期婴儿期成熟期衰退期系统A系统B系统C

当一个技术系统的进化完成4个阶段以后，必然会出现一个新的技术系统来替代它（比如图中的系统B、C），如此不断的替代，就形成了S形曲线族。

S-曲线目前二十六页\总数七十七页\编于二十三点S曲线的跃迁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S-曲线目前二十七页\总数七十七页\编于二十三点

评估系统现有技术的成熟度，分析当前所处阶段有利于资源分配，帮助我们做出正确的研发决策。帮助我们思考如何进行下一代技术和产品的开发。S－曲线的作用S-曲线目前二十八页\总数七十七页\编于二十三点产品进化过程与技术预测技术预测：通过分析当前产品的核心技术在技术进化过程中的状态（S曲线），预测产品的技术水平通过分析产品今后可能的进化方向和可能进化的新状态，形成产品创新设想，预测新一代产品掌握产品当前技术水平，优化现有产品预测未来发展方向，开发更具竞争力新产品S-曲线目前二十九页\总数七十七页\编于二十三点八大技术系统进化法则目前三十页\总数七十七页\编于二十三点八大技术系统进化法则1、提高理想度法则2、完备性法则3、能量传递法则4、协调性法则5、子系统不均衡进化法则6、向超系统进化法则7、向微观级进化法则8、动态性进化法则多用于技术系统产生初期用于技术发展中期用于技术发展后期其他7个法则都是围绕提高理想度法则进行的目前三十一页\总数七十七页\编于二十三点Ideality=Σ有害功能+Σ花费有害的功能花费有用的功能数量什么是理想度？00∞1、提高理想度法则Σ有用的功能提高理想度法则目前三十二页\总数七十七页\编于二十三点

1、一个系统在实现功能的同时，必然有2方面的作用：有用功能和有害功能；

2、理想度是指有用作用和有害作用的比值；

3、系统改进的一般方向是最大化理想度比值；

4、在建立和选择发明解法的同时，需要努力提升理想度水平。

技术系统的理想度法则包括以下四方面含义提高理想度法则目前三十三页\总数七十七页\编于二十三点

任何技术系统，在其生命周期之中，是沿着提高其理想度向最理想系统的方向进化的，提高理想度法则代表着所有技术系统进化法则的最终方向。理想化是推动系统进化的主要动力。比如手机的进化、计算机的进化。

提高理想度法则目前三十四页\总数七十七页\编于二十三点1）理想系统只工作在需要的地方，在需要的时候做需要的事。2）理想系统不会浪费时间（系统可在瞬间做一切），物资、能源等。两个基本的途径可以扩大系统的理想程度提高理想度法则目前三十五页\总数七十七页\编于二十三点1、系统的主要目的是提供一定功能。传统思想认为，为了实现系统的某种功能，必须建立相应的装置或设备；而TRIZ则认为，为了实现系统的某种功能不必引入新的装置和设备，而只需对实现该功能的方法和手段进行调整和优化。

技术系统理想状态包括3个方面内容：提高理想度法则目前三十六页\总数七十七页\编于二十三点2、任何系统都是朝着理想化方向发展的，也就是向着更可靠、简单有效的方向发展。系统的理想状态一般是不存在的，但当系统越接近理想状态，结构就越简单、成本就越低、效率就越高。

3、理想化意味着系统或子系统中现有资源的最优利用。提高理想度法则目前三十七页\总数七十七页\编于二十三点手机的进化1973年诞生，重800克。仅能电话通信重仅数十克；超过100种。包括通话、闹钟、短信、游戏、mp3、GPS、录音、照相等。第一部手机现代手机提高理想度法则目前三十八页\总数七十七页\编于二十三点计算机的进化现代计算机：重1000克；功能：上千种。包括数学计算、绘图、通信、多媒体等。第一台计算机：重数吨；功能：数学计算提高理想度法则目前三十九页\总数七十七页\编于二十三点

最理想的技术系统应该是：并不存在物理实体，也不消耗任何资源，但是却能够实现所有必要的功能，即物理实体趋于零，功能无穷大，简单说，就是“功能俱全，结构消失”。提供理想度可以从以下4个方向予以考虑：1、增加系统的功能；2、传输尽可能多的功能到工作元件上；3、将一些系统功能移转到超系统或外部环境中；4、利用内部或外部已存在的可利用资源。

系统的质量、尺寸、能量消耗0实现的功能数量∞提高理想度法则目前四十页\总数七十七页\编于二十三点

减少花费方面建议使用理想资源：阳光、地热、潮汐、地磁、人体能等。理想能源提高理想度法则目前四十一页\总数七十七页\编于二十三点

提高理想度是技术系统发展的终极目标，给我们指明了方向。其他的进化法则都是围绕这条法则进行的。提高理想度法则的作用提高理想度法则目前四十二页\总数七十七页\编于二十三点2、完备性法则

要实现某项功能，一个完整的技术系统必须包含以下四个部件：动力装置、传输装置、执行装置和控制装置。完备性法则目前四十三页\总数七十七页\编于二十三点完整的技术系统控制装置传输装置执行装置动力装置产品能量源系统如果缺少其中的任一部件，就不能成为一个完整的技术系统。如果系统中的任一部件失效，整个技术系统也无法“幸存”。完备性法则目前四十四页\总数七十七页\编于二十三点

完备性法则有助于确定实现所需技术功能的方法并节给资源，利用它可对效率低下的技术系统进行简化。完备性法则目前四十五页\总数七十七页\编于二十三点刷牙

完成“清洁牙齿”这一功能的技术系统由四部分组成：完备性法则大脑手臂、手牙刷肌肉组织清洁牙齿能量目前四十六页\总数七十七页\编于二十三点帆船完成“运输货物”这一功能的技术系统由四部分组成。完备性法则水手桅杆船体帆货物风目前四十七页\总数七十七页\编于二十三点

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。完备性法则的作用完备性法则目前四十八页\总数七十七页\编于二十三点

技术系统要现实其功能，能量必须能够从能量源流向技术系统的所有元件。如果技术系统中的某个原件不能接收能量，它就不能发挥作用，那么整个系统就不能执行其有用功能，或者有用功能作用不足。3、能量传递法则能量传递法则目前四十九页\总数七十七页\编于二十三点多米诺骨牌收音机的能量传递收音机在金属屏蔽的环境（如汽车中）就不能收听到高质量的广播。尽管收音机内各子系统功能都正常，但电台传导的能量源受阻，使整个系统不能正常工作。在汽车外加一天线，问题就解决了。能量传递法则目前五十页\总数七十七页\编于二十三点1、提高系统各部分的传导率。

2、减少能量转换的形势。

3、使系统各部分间的能量传递路径最短。降低能量损失可采取的措施：能量传递法则目前五十一页\总数七十七页\编于二十三点

钢或铝导线输电，未来的发展方向是超导材料。

能量从技术系统的一部分向另一部分的传递可以通过物质媒介（轴、齿轮等），场媒介（磁场、电流等）提高能量传导率能量传递法则目前五十二页\总数七十七页\编于二十三点蒸汽火车化学能－热能－压力能－机械能柴油火车化学能－压力能－机械能电动火车电能－机械能能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式。或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变减少能量转换形式能量传递法则目前五十三页\总数七十七页\编于二十三点缩短能量的流动路径

人有五种感觉分别是视觉、味觉、听觉、嗅觉、触觉。实现这些功能的奇观眼睛、鼻子、耳朵、舌头。

能量传递法则目前五十四页\总数七十七页\编于二十三点

懂得了能量传导性法则，就可以在特定阶段为新技术系统提供最大功率。有助于我们减少技术系统的能量损失，保证其在特定阶段提供最大效率。能量转递的法则的作用能量传递法则目前五十五页\总数七十七页\编于二十三点结构完善；能量可以传递；然后需要的就是结构之间的协调。4、协调性法则协调性法则目前五十六页\总数七十七页\编于二十三点

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。协调性法则协调性法则目前五十七页\总数七十七页\编于二十三点协调性法则结构上的协调目前五十八页\总数七十七页\编于二十三点

一、场与作用对象的固有频率相协调（或者失调）。二、在技术中存在多个场时，应该协调（或者失调）所使用的各个场的频率。三、如果两个动作，两者互不相容，那么就让一个动作在另一个动作停顿时进行。节奏频率的协调协调性法则目前五十九页\总数七十七页\编于二十三点

英国研制出一种没有噪音的风扇，里面安装有麦克和扩音器：麦克风捕获电机和叶片的噪声，通过电子组件转换成相反相位的声音并被扩音器再次播放出来，噪音就被彻底消除了。协调各个场的频率协调性法则目前六十页\总数七十七页\编于二十三点

如果两个动作，两者互不相容，那么就让一个动作在另一个动作停顿时进行。两个动作的协调协调性法则目前六十一页\总数七十七页\编于二十三点

德国飞机设计师安东尼·富克及他的同伴们发明使用凸轮的射击同步协调器。射击同步协调器协调性法则目前六十二页\总数七十七页\编于二十三点

网球拍重量与力量的协调：较轻的球拍更灵活，较重的球拍能产生更大挥拍力量，因此需要考虑两个性能参数的协调。设计师将球拍整体重量降低，提高了灵活性，同时增加球拍头部的重量，保证了挥拍的力量。各性能参数的协调协调性法则网球拍目前六十三页\总数七十七页\编于二十三点

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。协调性法则的作用协调性法则目前六十四页\总数七十七页\编于二十三点

提高技术系统的高度适应性，知道这个法则就可以花费很小代价就可以取得通用性、高度适应性、可控性的技术系统。动态性法则的作用动态性进化法则直接控制间接控制（利用中介勿）引入反馈控制自我控制（智能控制）目前六十五页\总数七十七页\编于二十三点5、子系统不均衡进化法则子系统不均衡进化法则是指：任何技术系统所包含的各个子系统都不是同步、均衡进化的，每个子系统都是沿着自己的S-曲线向前发展这种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子系统的进化速度掌握了该法则，可以帮助人们及时发现并改进最不理想的子系统。子系统均衡进化法则

每个技术系统都由多个实现不同功能的子系统组成。目前六十六页\总数七十七页\编于二十三点自行车的进化

早大十九世纪中期，自行车还没有链条传动系统，脚蹬直接安装在前轮轴上。此时，自行车的速度与前轮直径成正比。因此为了提高速度，人们采用增加前轮直径的方法。但是一味的增加前轮直径，会使前后轮尺寸相差太大，从而导致自行车在前进中的稳定性很差，很容易摔倒。后来，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，用后轮的转动来推动车子的前进，且前后轮大小相同，以保持自行车的平衡和稳定。子系统均衡进化法则目前六十七页\总数七十七页\编于二十三点

利用这一法则的知识，可以及时发现技术系统的不理想子系统。及时改进不理想的子系统或及较先进的子系统替代他们，使得可能以最小成本改进系统的基础参数。可以帮助人们及时发现并改进最不理想的子系统。子系统不均衡进化法则作用子系统均衡进化法则目前六十八页\总数七十七页\编于二十三点6、向超系统进化法则A.

技术系统的进化是沿着从单系统→双系统→多系统的方向发展瑞士军刀剃须刀的进化单头→双头→多头向超系统进化法则目前六十九页\总数七十七页\编于二十三点B.

技术系统进化达到极限时，它实现某项功能的子系统会从系统中剥离，