riz技术系统进化法则

TRIZ 工具和方法,技术系统进化法则 最终理想解 物场模型分析 发明问题的标准解法 科学效应和现象,技术系统进化法则,三大进化论 八大技术系统进化法则 技术系统进化法则的应用,三大进化论,1859年，达尔文出版了物种起源这一划时代的巨著。在物种起源一书中，达尔文根据20多年来积累的资料，以自然选择学说为中心，从遗传、变异、人工选择、生存斗争和适应等方面论证了物种的起源。该书强调自然选择在生物进化中所起的重要作用，给神创论以沉重的打击。物种起源是关于生物进化理论的重要著作，是生物学研究历史上的新的里程碑。 达尔文进化论包括四个子学说 一般进化论 共同祖先说 自然选择说 渐变论,达尔文和生物进化论,达尔文( 18091882),物竞天择 适者生存,三大进化论,斯宾塞声称，所有的系统不可避免地从不那么有组织的状态向越来越有秩序的状态进步。 斯宾塞在社会学原理中，有三个结论： 社会是一个体系，一个由相互联系的各个部分构成的紧密整体 这个体系只能从其机构运转的意义上去理解 体系结构要运转下去，它的需求必须得到满足 这些观点开创了结构功能理论的先河 斯宾塞将社会进化定义为某种现象的不连贯的、无序的分布状态向连贯的、有序的变化状态的转变。,赫伯特·斯宾塞（18201903）,斯宾塞和社会达尔文主义,三大进化论,阿奇舒勒技术系统进化论的观点： 技术系统的进化并非随机的，而是遵循着一定的客观进化模式 所有系统都是向“最终理想化”进化的 系统进化的模式可以在过去的发明专利中发现，并可以应用到新系统的开发 阿奇舒勒的技术系统论主要有八大进化法则，来帮助解决难题，预测发展方向，提供创造性解决问题的工具,阿奇舒勒和技术系统进化论,技术系统八大进化法则,技术系统八大进化法则 （1）技术系统演变遵循产生、成长、成熟和衰退的生命周期。 （2）技术系统演变的趋势是提升理想状态。 （3）矛盾的导致是由于系统中子系统开发的不均匀性。 （4）首先是部件匹配，然后失配。 （5）技术系统首先向复杂化演进，然后通过集成向简单化发展。 （6）从宏观系统向微观系统转变，即向小型化和增加使用能量场演进。 （7）技术向增加动态性和可控性发展。 （8）向增加自动化减少人工介入演变。,技术系统进化论8大进化法则,法则1. 技术系统的S曲线进化法则 产品的进化过程是依靠设计者来推动 新技术的引入将推进产品的进化 S曲线描述了技术系统的完整的生命周期，可以看出是技术系统成熟度预测曲线，技术系统进化分4个阶段： 婴儿期 成长期 成熟期 衰退期,技术系统进化论8大进化法则,技术系统的诞生和婴儿期 技术系统诞生条件：有新需求，满足新需求有意义 投入少，性能完善缓慢，专利级别高但数量少，经济收益为负 成长期 性能急速提升，专利级别下降但数量上升，经济收益凸显，投资蜂拥而至，系统快速完善 成熟期 性能达到最佳，专利量大但质劣，财务收益巨大 衰退期 技术系统性能、专利等级、专利数量以及经济收益也呈快速下降趋势，系统面临市场的淘汰,技术系统进化4大阶段特点,阿奇舒勒和技术系统进化论,技术系统的更新换代 当一个技术系统完成4个阶段后，必然会有另外一个技术系统来替代它，如此不断替代，形成一个S曲线族。,技术系统进化论8大进化法则,法则2. 提高理想度法则 技术系统改进的方向是最大化理想度（有用作用和有害作业的比值）。 最理想的技术系统是： 不存在物理系统， 不消耗任何能量， 能实现所有功能， 简言之： “功能俱全，结构消失” 提高理想度从4个方面考虑 增加系统功能 传输尽可能多的功能到工作元件上 将一些系统的功能转移到超系统或者外部环境中 利用内部或者外部已存在的可用资源 练习：理想电熨斗的设计,技术系统进化论8大进化法则,法则3. 子系统不均衡法则 技术系统有多个实现各种功能的子系统组成，各子系统进化不均衡 每个子系统都沿着自己的S曲线进化 不同的子系统都依据自己的时间进度进化 不同的子系统在不同时间达到自己的极限，导致子系统间矛盾的出现 系统中最先到达极限的子系统将抑制系统的进化，形成系统进化的短板 需要考虑系统的持续改进来消除矛盾,改进短板,改进长板 徒劳无益,技术系统进化论8大进化法则,法则4. 动态性和可控性法则 增加系统的动态性，以最大的柔性和可移动性来获得功能的实现 增加系统的动态性要求增加可控性 增加动态性和可控性的途径 向移动性增强的方向转化路径 固定的系统- 移动的系统 随意移动的系统 增加自由度的路径 无动态系统-结构上的系统可变性 微观级别的系统可变性 如：刚性体-单铰链-多铰链 -柔性体-气体/液体-场 案例： 挂锁-链条锁 -密码锁 - 指纹锁 增加可控性的路径 无控制系统-直接控制系统-间接控制系统-反馈控制 - 自我调节 案例：控制城市路灯： 专人开关-定时开关-感光开关-光度分级调节控制 改变稳定度的路径 静态固定系统-有多个固定状态的系统-动态固定系统- 多变系统,技术系统进化论8大进化法则,法则5. 增加集成度再进行简化法则 技术系统趋向于首先向集成度增加的方向，紧接着在进行简化，先集成系统功能的数量和质量，在用更简单的体现提供相同或者更好的性能进行替代 增加集成度再进行简化途径 增加集成度的路径 创建功能中心- 附加或者辅助系统加入 通过分割、向超系统转化，或者向复杂系统的转化来加强易于分解的程度 简化路径 通过选择实现辅助功能的最简单途径来进行初级简化 通过组合实现相同或者相近功能的子系统来进行部分简化 通过应用自然现象或者“智能”物替代专用设备来进行整体的简化 单-双-多路径：单系统-双系统-多系统 双系统包括： 单功能双系统： 同类双系统和轮换双系统, 如双叶片风扇，双卡手机 多功能双系统： 同类双系统和反向双系统：双色圆珠笔，带橡皮擦的铅笔 局部简化双系统： 具有长短双焦距的相机 完整简化双系统： 新的单系统 多系统包括 单功能多系统： 同类多系统和轮换多系统 多功能多系统： 同类多系统和相反多系统： 组合音响（收音机，磁带机、VCD机和喇叭） 局部简化多系统 完整简化的多系统：新的单系统 子系统分离路径 当技术系统进化到极限时，实习某项功能的子系统会从系统中脱离出来，进入超系统。这样子系统功能增强，也简化了原来的系统。 例如; 空中加油机就是从飞机中分离出来的子系统。,技术系统进化论8大进化法则,法则6. 子系统协调性进化法则 为了改善系统功能，消除系统负面效应，系统元件可以匹配，也可以不匹配。 匹配和不匹配元件的路径 调节的匹配和不匹配的路径 工具与工件匹配的路径 匹配制造过程中加工动作节拍的路径 案例 不匹配元件： 拖拉机的车轮在前，履带在后面 匹配元件： 一辆车安装4个相同的车轮 匹配不当元件： 赛车前边的轮子小，后边轮子大 动态的匹配和不匹配：轿车的前面两个轮子可灵活转动，但后面轮子不能,技术系统进化论8大进化法则,法则7. 向微观极和场的应用进化法则 技术系统趋向于从宏观系统向微观系统转化，在转化中，使用不同的能量场来获得更佳的性能或者控制性。 向微观级转化的路径 宏观级的系统 通常形状的多系统平面圆或薄片、条或杆、球体或球 来自高度分离成分的多系统，如粉末、颗粒等，次分子系统（泡沫、凝胶体等）-化学相互作用下的分子系统 - 原子系统 有场的系统 转化到高效场的路径 应用机械交互作用-应用热交互作用 应用分子交互作用-应用化学交互作用-应用电子交互作用-应用磁交互作用-应用电磁交互作用和辐射 增加场效应的路径 应用直接的场-应用有反方向的场-应用有相反方向的场的合成-应用交替场/振动/共振/驻波等-应用脉冲场-应用带梯度的场-应用不同场的组合 分割的路径 固体或连续物体-有局部内势垒的物体-有部分间隔分割的物体-有长而窄连接的物体-用场连接零件的物体-零件间用结构连接的物体-零件间用程序连接的物体-零件间没有连接的物体,法则8. 减少人工介入的进化法则 系统的发展用来实现那些枯燥的功能，以解放人们去完成更有智力性的工作 减少人工介入的一般途径 包含人工动作的系统- 替代人工但仍保留认可动作的方法 用机器动作完全代替人工 在同一水平上减少人工介入的途径 包含人工作用的系统- 用执行机构代替人工 用能量传输代替人工 用能量源代替人工 不同水平间减少人工介入的路径 包含人工作用的系统-用执行机构代替人工 在控制水平上代替人工 在决策水平上代替人工,技术系统进化论8大进化法则,技术系统进化法则的应用,技术系统八大进化法则的5个典型应用 产生市场需求 定性技术预测 产生新技术 专利布局 选择企业战略制定时期,技术系统进化法则的应用,1、产生市场需求 技术系统的进化法则可以帮助市场调查人员和设计人员从进化趋势确定产品的进化路径 进行市场调查时引导用户提出基于未来的需求，实现市场需求的创新。以立足于未来，抢占领先位置，成为行业的引领者。,技术系统进化法则的应用,2、定性技术预测 通过收集技术系统的性能、专利级别、专利数以及利润，绘出4条曲线，判断技术系统在S曲线上处于什么阶段以及位置。 针对所处的阶段和位置，技术系统的进化法则可为研发部门提出如下的预测： 对处于婴儿期和成长期的产品， 在结构、参数上进行优化，促使其尽快成熟，为企业带来利润。 尽快申请专利保护，以使企业在市场竞争中处于有利位置。 对处于成熟期或衰退期的产品， 避免进行改进设计的投入或进入该产品领域。 同时应关注于开发新的核心技术以替代已有的技术。 推出新一代的产品，保持企业的持续发展。 明确符合进化趋势的技术发展方向，避免错误的投入。 定位系统中最需要改进的子系统，以提高整个产品的水平。 跨越现系统，从超系统的角度定位产品可能的进化模式。,技术系统进化法则的应用,3、产生新技术 产品进化过程中，虽然产品的基本功能基本维持不变或有增加，但其他的功能需求和实现形式一直处于持续的进化和变化中，尤其是一些令顾客喜悦的功能变化得非常快。 按照进化理论可以对当前产品进行分析，以找出更合理的功能实现结构，帮助设计人员完成对系统或子系统基于进化的设计。,技术系统进化法则的应用,4、专利布局 技术系统的进化法则，可以有效确定未来的技术系统走势，对于当前还没有市场需求的技术，可以事先进行有效的专利布局， 以保证企业未来的长久发展空间和专利发放所带来的可观收益。 最重要的是专利正成为许多企业打击竞争对手的重要手段。 拥有专利权也可以与其他公司进行专利许可使用的互换，从而节省资源，节省研发成本。 专利布局正成为创新型企业的一项重要工作。 案例： Qualcom 公司的高速成长正是基于预先的大量的专利布局，在CDMA技术上的专利几乎形成全世界范围内的垄断（CDMA，WCDMA，TD-SCDMA）。 案例：中国DVD厂商，每年向国外公司支付大量的专利许可费，大大缩小产品的利润空间，且还因为专利诉讼而官司缠身。虽然有些官司最后以和解结束，但被告方却在诉讼期间丧失了大量的、重要的市场机会。,技术系统进化法则的应用,5、选择企业战略制定的时机 八大进化法则，尤其是S曲线对选择一个企业发展战略制定的时机具有积极的指导意义。 一个企业也是一个技术系统，一个成功的企业战略能够将企业带入一个快速发展的时期，完成一次S曲线的完整发展过程。 当企业战略进入成熟期以后，将面临后续的衰退期，所以企业面临下一个战略的制定。 很多企业无法跨越20年的持续发展，正是由于在一个S曲线的4个阶段的完整进化中，企业没有及时有效地进行下一个企业发展战略的制定，没有完成S曲线的顺利交替，以致被淘汰出局，退出历史舞台。 所以企业在一次成功的战略制定后，在获得成功的同时，不要忘记S曲线的规律， 需要在成熟开始着手进行下一个战略的制定和实施，从而顺利完成下一个S曲线的启动，将企业带向下一个辉煌。,最