01_TRIZ的技术系统八大进化法则

01_TRIZ的技术系统⼋⼤进化法则
(⼀)TRIZ的技术系统⼋⼤进化法则
阿奇舒勒的技术系统进化论可以与⾃然科学中的达尔⽂⽣物进化论和斯宾塞的社会达尔⽂主义齐肩,被称为“三⼤进化论”。TRIZ的技术系统⼋⼤进化法则分别是:1、技术系统的S曲线进化法则;2、提⾼理想度法则;3、⼦系统的不均衡进化法则;
4、动态性和可控性进化法则;
5、增加集成度再进⾏简化法则;
6、⼦系统协调性进化法则;
7、向微观级和场的应⽤进化法则;
8、减少⼈⼯进⼊的进化法则。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。
⼋⼤技术系统进化法则
1.技术系统的S曲线进化法则
1)婴⼉期2)成长期3)成熟期4)衰退期
阶段的特点。
S曲线族
2.提⾼理想度法则
1)⼀个系统在实现功能的同时,必然有2个⽅⾯的作⽤: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
提⾼理想度可以从以下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)将⼀些系统功能转移到超系统和外部环境中4)利⽤内部或外部已经存在的可利⽤资源。
3.⼦系统的不均衡进化法则
1)每个⼦系统都是沿着⾃⼰的S曲线进化的
2)不同的⼦系统将依据⾃⼰的时间进度进化
3)不同的⼦系统在不同的时间点到达⾃⼰的极限,这将导致⼦系统间⽭盾的出现
4)系统中最先到达其极限的⼦系统将抑制整个系统的进化,系统的进化⽔平取决于此系统
5)需要考虑系统的持续改进来消除⽭盾
4.动态性和可控性进化法则
1)增加系统的动态性,以更⼤的柔性和可移动性来获得功能的实现
2)增加系统的动态性要求增加可控性
5.增加集成度再进⾏简化法则
1.增加集成度的路径
2简化路径
3单--双---多--路径
4⼦系统分离路径
6.⼦系统协调性进化法则
1.匹配和不匹配元件的路径
2调节的匹配和不匹配的路径
3⼯具和⼯件匹配的路径
4匹配制造⼯程中加⼯动作节拍的路径
7.向微观级和场的应⽤进化法则
1.向微观级转化的路径
2转化到⾼效场的路径
3增加场效率的路径
4分割的路径
8.减少⼈⼯介⼊的进化法则
(1)减少⼈⼯介⼊的⼀般路径
本路径的技术进化阶段:包括⼈⼯动作的系统→替代⼈⼯但仍保留⼈⼯动作的⽅法→⽤机器动作完全代替⼈⼯。
(2)在同⼀⽔平上减少⼈⼯介⼊的路径
本路径的技术进化阶段:包含⼈⼯作⽤的系统→⽤执⾏机构替代⼈⼯→⽤能量传输机构替代⼈⼯→⽤能量源替代⼈⼯。
(3)不同⽔平上减少⼈⼯介⼊的路径
本路径的技术进化阶段:包含⼈⼯作⽤的系统→⽤执⾏机构替代⼈⼯→在控制⽔平上替代⼈⼯→在决策⽔平上替代⼈⼯。2.3技术系统进化法则的应⽤
1)产⽣市场需求
2)定性技术预测
3)产⽣新技术
4)专利布局
5)选择企业战略制定的时机
阿奇舒勒于1946年开始创⽴TRIZ理论,其中重要的理论之⼀是技术系统进化论。阿奇舒勒技术系统进化论的主要观点是技术系统的进化并⾮随机的,⽽是遵循着⼀定的客观的进化模式,所有的系统都是向“最终理想化”进化的,系统进化的模式可以在过去的专利发明中发现,并可以应⽤于新系统的开发,从⽽避免盲⽬的尝试和浪费时间。
阿奇舒勒的技术系统进化论主要有⼋⼤进化法则,这些法则可以⽤来解决难题,预测技术系统,产⽣并加强创造性问题的解决⼯具。
⼀、技术系统的S曲线进化法则
阿奇舒勒通过对⼤量的发明专利的分析,发现产品的进化规律满⾜⼀条s形的曲线。产品的进化过程是依靠设计者来推进的,如果没有引⼊新的技术,它将停留在当前的技术⽔平上,⽽新技术的引⼊将推动产品的进化。
S曲线也可以认为是⼀条产品技术成熟度预测曲线。
下图是⼀条典型的s曲线。
s曲线描述了⼀个技术系统的完整⽣命周期,图中的横轴代表时间;纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数(39个⼯程参数详见随后的第4章第⼀节的内容),⽐如飞机这个技术系统,飞⾏速度、可靠性就是其重要性能参数,性能参数随时间的延续呈现S形曲线。
⼀个技术系统的进化⼀般经历4个阶段,分别是:
1)婴⼉期
2)成长期
3)成熟期
4)衰退期
每个阶段都会呈现出不同的特点。
1.技术系统的诞⽣和婴⼉期
当有⼀个新需求、⽽且满⾜这个需求是有意义的2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。
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。
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。
处于婴⼉期的系统所呈现的特征是: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。
2.技术系统的成长期(快速发展期)
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。
处于第2阶段的系统,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并凸显出来,这时候投资者会蜂拥⽽⾄,促进技术系统的快速完善。
3.技术系统的成熟期
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。
处于成熟期的系统,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⼈⼤批量⽣产,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。
4.技术系统的衰退期
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。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。
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,如此不断的替代,就形成了S形曲线族。
⼆、提⾼理想度法则
技术系统的理想度法则包括以下⼏⽅⾯含义。
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。
也就是说,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。
最理想的技术系统应该是:并不存在物理实体,也不消耗任何的资源,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。
三、⼦系统的不均衡进化法则
技术系统由多个实现各⾃功能的⼦系统(元件)组成,每个⼦系统及⼦系统间的进化都存在着不均衡。
1)每个⼦系统都是沿着⾃⼰的S曲线进化的;
2)不同的⼦系统将依据⾃⼰的时间进度进化;
3)不同的⼦系统在不同的时间点到达⾃⼰的极限,这将导致⼦系统间⽭盾的出现;
4)系统中最先到达其极限的⼦系统将抑制整个系统的进化,系统的进化⽔平取决于此⼦系统;
5)需要考虑系统的持续改进来消除⽭盾。
掌握了⼦系统的不均衡进化法则,可以帮助我们及时发现并改进系统中最不理想的⼦系统,从⽽提升整个系统的进化阶段。
通常设计⼈员容易犯的错误是花费精⼒专注于系统中已经⽐较理想的重要⼦系统,⽽忽略了“⽊桶效应”中的短板,结果导致系统的发展缓慢。⽐如,飞机设计中,曾经出现过单⽅⾯专注于飞机发动机,⽽轻视了空⽓动⼒学的制约影响,导致飞机整体性
能的提升⽐较缓慢。
四、动态性和可控性进化法则
动态性和可控性进化法则是指:
1)增加系统的动态性,以更⼤的柔性和可移动性来获得功能的实现。
2)增加系统的动态性要求增加可控性。
增加系统的动态性和可控性的路径很多,下⾯从4个⽅⾯进⾏陈述。
1.向移动性增强的⽅向转化的路径
本路径反映了下⾯的技术进化过程:固定的系统→可移动的系统→随意移动的系统。⽐如电话的进化:固定电话→⼦母机→⼿机。
2.增加⾃由度的路径
本路径的技术进化过程:⽆动态的系统→结构上的系统可变性→微观级别的系统可变性。即:刚性体→单铰链→多铰链→柔性体→⽓体/液体→场。⽐如,⼿机的进化:直板机→翻盖机;门锁的进化:挂锁→链条锁→密码锁→指纹锁。
3.增加可控性的路径
本路径的技术进化过程:⽆控制的系统→直接控制→间接控制→反馈控制→⾃我调节控制的系统。⽐如城市街灯,为增加其控制,经历了以下进化路径:专⼈开关→定时控制→感光控制→光度分级调节控制。
4.改变稳定度的路径
本路径的技术进化阶段:静态固定的系统→有多个固定状态的系统→动态固定系统→多变系统。
五、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,紧接着再进⾏简化。⽐如先集成系统功能的数量和质量,然后⽤更简单的系统提供相同或更好的性能来进⾏替代。
1.增加集成度的路径
本路径的技术进化阶段:创建功能中⼼→附加或辅助⼦系统加⼊→通过分割、向超系统转化或向复杂系统的转化来加强易于分解的程度。
2.简化路径
本路径反映了下⾯的技术进化阶段:
1)通过选择实现辅助功能的最简单途径来进⾏初级简化;
2)通过组合实现相同或相近功能的元件来进⾏部分简化;
3)通过应⽤⾃然现象或“智能”物替代专⽤设备来进⾏整体的简化。
3.单⼀双⼀多路径
本路径的技术进化阶段:单系统→双系统→多系统。
双系统包括:
1)单功能双系统:同类双系统和轮换双系统,⽐如双叶⽚风扇和双头铅笔;
2)多功能双系统:同类双系统和相反双系统,⽐如双⾊圆珠笔和带橡⽪擦的铅笔;
3)局部简化双系统:⽐如具有长、短双焦距的相机;
4)完整简化的双系统:新的单系统。
多系统包括:
1)单功能多系统:同类多系统和轮换多系统;

本文发布于:2024-09-22 14:39:58,感谢您对本站的认可!

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