科技创新课件八大技术系统进化法则

技术系统进化法则1、预测新产品的方向与特征2、对于既有产品的改善方向予以提议3、产品专利规避的分析工具进化法则的作用和意义技术系统进化法则1、技术系统完备性法则2、技术系统能量传递性法则3、技术系统的S曲线进化法则4、提升理想化法则；5、子系统不均衡进化法则；6、动态性进化法则；7、向超系统进化法则；8、子系统协调性法则；9、向微观级和场的应用进化法则；10、向降低人工介入和自动化方向进化法则。技术系统系统的定义：一种产品或物品都能够看做是一种技术系统，技术系统能够简称为系统系统是具有系统特征的部件和联络的总和，这里的特征是系统个别部件所没有的。系统特征：飞机飞行，缝纫机缝制衣服作用客体：飞机作用于空气，缝制的衣服主要有效功能：飞机运送货品，缝纫机缝制系统、子系统、超系统系统由多种子系统构成，并经过子系统间的相互作用实现一定的功能。系统之外的高层次系统称之为超系统，系统之内的低层次系统称之为子系统。以汽车作为一种系统，轮胎、发动机、方向盘等是汽车的子系统；交通系统就是汽车的一种超系统，因为每辆汽车都是整个交通系统的一种构成部分。当然，气候，车库等也是汽车的超系统。“目前系统”是一种相正确概念。假如我们以轮胎作为“目前系统”来研究的话，那么轮胎中的橡胶、子午线、充气嘴等就是轮胎的子系统，而汽车、驾驶员、气候、车库、交通系统等就都是汽车的超系统。系统、子系统、超系统提升理想度法则完备性法则向超系统进化法则向微观级进化法则协调性法则动态性进化法则能量传递法则子系统不均衡进化法则S曲线法则向降低人工介入和自动化方向法则十大技术系统进化法则合用情况：预测产品或技术的发展趋势问题进化曲线发展方向处理方案技术系统进化法则能源动力装置传动装置执行装置产品控制装置外部控制一、技术系统完备性法则系统主要部分–执行装置、传动装置、动力装置、控制装置能源动力装置转换器传播装置执行装置传感器控制装置产品外部控制测量工作系统一、技术系统完备性法则能源风能动力装置帆传动装置桅杆执行装置船体控制装置产品货品外部控制

水手帆船运送系统一、技术系统完备性法则技术系统实现其基本功能的必要条件之一：能量能够从能量源流向技术系统的全部元件例如，收音机在金属屏蔽的汽车中就不能收听高质量的广播，就因为电台传递的能量源受阻。假如在汽车外加天线，问题即可得到处理。另外注意的一点：要使技术系统的某元件具有可控性，必须在该元件和控制装置之间提供能量传递通路。二、技术系统能量传递法则SteamTrian-ChemicaltoheattopressuretomechanicalDieselTrain-ChemicaltopressuretomechanicalElectricTrain-ElectricaltomechanicalseveralenergyReducedenergyOneenergyconversionNoenergyconversion二、技术系统能量传递法则蒸汽机火车——化学能转换为热能再转换为机械能柴油机火车——化学能转换为机械能电火车——化学能转换为机械能技术系统的进化应该沿着能量流动途径缩短的方向发展，以降低能量的损失。一种技术系统的进化一般经历4个阶段，经典的S曲线是描述一种技术系统的完整生命周期。当一种技术系统的进化完毕4个阶段后，必然会出现一种新的技术系统来替代它，如此不断的替代。三、S曲线进化法则产品进化s形曲线tttt专利数量利润性能参数发明级别1234经过性能参数随时间变化的规律，能够精确地予测产品和技术所处的生命周期阶段。三、S曲线进化法则婴儿期成长久成熟期衰退期三、S曲线进化法则s曲线族图最理想的技术系统：“它既不消耗任何资源，但却能够实现全部必要的功能”（作为物理实体它并不存在）技术系统是沿着提升其理想度，向最理想系统的方向进化提升理想度法则是全部进化法则的基础。四、提升理想度法则移动投影机提升理想度途径容量9G转速10000转/分钟容量40G功能尺寸.质量1，硬盘2，计算器、电脑3，汽车，手机第一，提升有益的参数第二，降低有害的参数第三，提升有益参数的同步降低有害参数四、提升理想度法则什么是理想度？定量描述：最终理想解：按照理想度的概念，最理想的产品应该是这么的：该产品作为实体并不存在，但是有用功能依然能够实现。即是最终理想解。最理想的情况：有用功能∝资源的消耗0有害作用之和＋成本有用功能之和理想度＝理想化的要素理想系统：没有实体，没有物质，不消耗能源，但能实现一切需要的功能。理想过程：只有过程的成果而无过程本身理想资源：有无穷无尽的资源，可随意使用却不必付费。理想措施：不消耗时间和能量，经过本身调整能达成所需目的理想机器：没有实体的机器，但能完毕所需要的工作。理想物质：没有物质，但能实现物质的功能...............................................................增长理想化水平增长新的有效功能，从超系统中获取功能传播尽量多的外部已存在的可利用资源，尤其是利用免费资源，以降低成本利用内部及外部已存在的可利用资源，尤其是利用免费资源，以降低成本删除低效或无效功能，降低有害功能数量预防有害功能的产生，将有害功能消除或转化为中性功能，减轻有害功能等级将有害功能转到超系统去理想化措施部分理想化a)加强有用功能b)降低有害功能c)功能通用化d)增长集成度e)功能专用化f)增长柔性全部理想化a)功能剪切简化系统b)系统剪切，清除多出子系统c)原理变化，取得全新的系统d)系统换代最终理想解保持原系统全部的优点消除原系统全部缺陷没有增长系统的复杂度没有产生新的缺陷最终理想解拟定的环节设计的最终目的是什么？理想解是什么？达成理想解的障碍是什么？出现这个障碍的后果是什么？防止出现这个障碍的条件是什么？要制造这些条件存在的可用资源是什么？等离子150英寸液晶0.44英寸农场养兔子的难题方式：放养难题：农场主不希望兔子走得太远农场主不乐意也不可能花费大量的资源割草运回来喂兔子应用上面的5环节，分析并提出最终理想解设计的最终目的是什么？兔子能够吃到新鲜的青草理想解是什么？兔子永远自己吃到青草达成理想解的障碍是什么？为预防兔子走的太远照看不到，农场主用笼子放养兔子，这么，放兔子的笼子不能移动出现这个障碍的后果是什么？因为笼子不能移动，可被兔子吃到的笼下草地面积有限，短时间内草被吃光了防止出现这个障碍的条件是什么？当兔子吃光笼子下的青草时，笼子移动到另一块有青草的草地上要制造这些条件存在的可用资源是什么？可用资源是兔子处理方案：给笼子装上轮子，兔子自己推着笼子移动，去不断取得青草。

农场养兔子的难题IFR实例1问题：给鸡蛋打日期戳IFR:鸡蛋自动打上日期戳分析资源：物质、能量、动作方案：利用已经有的动作IFR法的作用直接设想最理想的技术系统，在处理问题的最初就使矛盾愈加锋利化有利于更彻底的处理矛盾，得到最理想的处理问题方案。五、子系统不均衡进化法则技术系统由多种实现各自不同功能的子系统构成。子系统不均衡进化法则涉及着：任何技术系统中的每一种子系统都是沿着各自的S曲线进化的；构成技术系统所涉及的各个子系统都是不同步、不均衡进化的；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利用这一法则的知识，能够帮助发明者及时发觉并改善最不理想的子系统．自行车的不均衡进化五、子系统不均衡进化法则自行车的进化六、动态性进化法则沿着增长系统可移动性的方向发展沿着增长系统的柔性方向发展沿着增长系统可控性方向发展水切割激光切割固定电话

子母机

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六、动态性进化法则—可移动性刚体单铰链多铰链柔性体

液体/气体场六、动态性进化法则—柔性化六、动态性进化法则—柔性化直尺折尺卷尺声波测量器激光测量仪测量距离的案例六、动态性进化法则—柔性化六、动态性进化法则—柔性化DirectcontrolControlthroughintermediaryAdditionoffeedbackAdditionofintelligentfeedbackManualfocusingPressabuttontofocus(Mechanism)FocusinghappensaccordingtolightreadingAutomaticfocusing六、动态性进化法则—增长可控性直接控制经过中介控制经过反馈控制增长高级反馈控制手动调焦增长按钮（机械调焦）经过光的强度调焦自动调焦六、动态性进化法则—增长可控性Openingwindowwithstick-DirectactionPressabuttontoopenwindows(Mechanism)WindowsopenaccordingtotemperaturereadingDifferentheat/ventilationprogrammesdependingongreenhousecontents打开窗户直接控制增长一种机械按钮控制窗户的开关根据温度的值根据花房的需求设置不同的程序控制花房自动调整环境案例七、向超系统进化法则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单系统此时，子系统功能得到加强的同步，也简化了原有的系统。“逐渐增长→逐渐降低”（“单-双/多-单”）技术系统总模式单系统双或多系统相同的功能不同的功能逐渐部分地降低系统降低成新的单系统具有相同的特征具有混合的特征具有不同的特征具有相反的特征超系统空中加油机系统受油机输油管子系统超系统飞机燃油系统向超系统跃迁—空中加油机实例七、向超系统进化法则BladeBladeplusfileBladeplusfilehookBladeplusfilehooksawBladeplusfilehooksawscissorsBladeplusfilehooksawscissorscorkscrewMonosystemBisystemTrisystemPolysystem七、向超系统进化法则FlatheadscrewdriverTwinheadscrewdriverMultiheadscrewdriverMultichangeablescrewdriverheadsSinglelensDuallensDualtelescopiclensDualtelescopiclenswithlaserrangefinder七、向超系统进化法则单头螺丝刀双头螺丝刀更多种类的螺丝刀换头螺丝刀PencilColoredpencilPencilwitheraserontheendGeometrysetHammerBall-peen,malletdifferentsizesClaw-hammerToolset七、向超系统进化法则七、向超系统进化法则八、协调性法则构成技术系统的各个子系统、各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。表目前：构造上协调。例如：早期积木只能摞、搭；当代积木可自由组合、随意插合成不同的形状。性能参数的协调。例如：网球拍需要考虑两个性能参数的协调：一方面要将球拍整体重量降低，以提升其灵活性；同步要增长球拍头部重量，以确保产生更大的挥拍力量。工作节奏和频率上的协调。例如吸尘器．吸力太大，吸嘴会粘住地毯．八、协调性法则－构造协调八、协调性法则－参数协调网球拍PulsatingwaterjetatresonantfrequencyofthebottlePulsatingwaterjetWaterjetContinuousvibrationheadoftoothbrushRotationofbristlesinbothdirectionsVibrationatresonanceofplaque?Ultrasonicwavestoloosenplaque?八、协调性法则－节奏协调MassproductionFixedinterestrateProductionmatchedtoforecast‘Madetoorder’productionMaintenanceinslowproduction

InterestratematchedtoperiodicadjustmentFloatinginterestrateAutomatictransferbetweenaccounts八、协调性法则－节奏协调大规模生产计划性生产根据订单生产量产的设备维护稳定的利率利率周期性调整浮动的利率根据利率自动交易九、向微观级和场的应用进化法则FirstgenerationcomputerSecondgenerationPersonalcomputerLaptop第一代计算机系统第二代计算机系统个人电脑便携式电脑技术系统：元件：场的应用：微观宏观最初的尺寸原子、基本粒子尺寸高效场和增长场效率的方向九、向微观级和场的应用进化法则实例：电子元件的进化。实例：超迷你USB数码实例：播放器的进化。九、向微观级进化法则以场的形式出现的键盘

Siemens内建虚拟键盘的手机

以色列VKB的Virtual键盘九、向微观级和场的应用进化法则向场的应用进化法则StreetlightwithtimerStreetlightwithlightmeasurement九、向微观级和场的应用进化法则带液体的系统—高压喷水的水净化器场系统—激光净化器；九、向微观级和场的应用进化法则水切刀（超高压的水）等离子体气体切割器九、向微观级和场的应用进化法则十、降低人工介入的进化法则技术系统总是摒弃那些机械的、反复的、枯燥无味的手工操作，实现并提升技术系统功能的效益，解放人们去完毕更具有发明性的工作。活塞装配线HumanHumanHuman+ToolHuman+ToolHuman+PoweredtoolHumanandpoweredmachineHuman+Semi-automatedtoolHumanandsemiautomaticmachineHuman+AutomatedtoolHumanandautomaticmachineFullyautomatedtoolFullyautomaticmachine十、降低人工介入的进化法则HumancarryingloadCarryingpackageonbicycleLoadingpackageonmotorbikeTrucktransportAutomaticcrane十、降低人工介入的