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创新工程师-S曲线与进化法则

创新工程师-S曲线与进化法则

S曲线与进化法则

内容提纲

1

进化

2

S曲线

3 技术系统进化法则

进化
选择

TRIZ的核心思想
z 技术系统的进化?是随机的,而是遵循一 定的客观规?。
z 同生物系统的进化类似,技术系统也面临 着“自然选择”,优胜?汰。

内容提纲

1

进化

2

S曲线

3 技术系统进化法则

S曲线

性能参数

成熟期

衰退期

成长期 婴儿期

时间

S曲线

性能参数
?

成熟期

衰退期

成长期 婴儿期

时间

S曲线实?:汽车

速度

成长期

成熟期

衰退期

婴儿期

时间

内容提纲

1

进化

2

S曲线

1 2 3 3
3

婴儿期 成长期 成熟期 衰退期
技术系统进化法则

S曲线-婴儿期

性能参数

成熟期

衰退期

成长期 婴儿期

时间

新系统是怎么来的?

铁?马车-1807?诞生

最早的蒸汽火车- 1836?

最早的…

First Car

Benz Automobile

婴儿期的特征
1. 当实现系统功能的原?出现后,系统也随 之产生
2. 新系统的各组成部分通常是从其它已有的 系统中“借”来的,并?适应新系统的要求

婴儿期的判别标准

参数性能 发明专利数量

III II

I

t1

t2

IV

t3

时间

发明级别

t1

t2

t3

时间

利润

t1

t2

t3

时间

t1

t2

t3

时间

当前处于婴儿期的产品

内容提纲

1

进化

2

S曲线

1 婴儿期 2 成长期 3 成熟期 4 衰退期

3 技术系统进化法则

S曲线-成长期

性能参数

成熟期

衰退期

成长期 婴儿期

时间

成长期的特征
1. 制约系统的主要“瓶颈”问题得到解决,系 统的主要性能参数快速提升,产?迅速增 加,成本?低
2. 随着收益?的提高,投资额大幅增长
3. 特定资源的引入使系统变得?有效
4. 系统向新的领域扩展

成长期的判别标准

参数性能 发明专利数量

III II

I

t1

t2

IV

t3

时间

发明级别

t1

t2

t3

时间

利润

t1

t2

t3

时间

t1

t2

t3

时间

当前处于成长期的产品

内容提纲

1

进化

2

S曲线

1 婴儿期 2 成长期 3 成熟期 4 衰退期

3 技术系统进化法则

S曲线-成熟期

性能参数

成熟期

衰退期

成长期 婴儿期

时间

成长期的特征
1. 系统发展趋于缓慢 2. 生产?趋于稳定 3. 新出现的矛盾会阻碍系统的进一步发展

成熟期的判别标准

参数性能 发明专利数量

III II

I

t1

t2

IV

t3

时间

发明级别

t1

t2

t3

时间

利润

t1

t2

t3

时间

t1

t2

t3

时间

当前处于成熟期的产品

内容提纲

1

进化

2

S曲线

1 婴儿期

2 成长期 3 成熟期

4 衰退期

3 技术系统进化法则

S曲线-衰退期

性能参数

成熟期

衰退期

成长期 婴儿期

时间

衰退期的特征
1. 相同功能的新技术系统开始排挤?系统 2. 系统的“心?功能”和带来的收益都在下?

衰退期的判别标准

参数性能 发明专利数量

III II

I

t1

t2

IV

t3

时间

发明级别

t1

t2

t3

时间

利润

t1

t2

t3

时间

t1

t2

t3

时间

当前处于衰退期的产品

S曲线的跃迁



能 参 数

最低成本 最佳可靠性

最大功效

最大性能
能正确工作 能工作

时间

S曲线族
性 能 参 数
时间
实?:“车”的进化
S曲线的意义
1. 描述?技术系统的一般发展规?。 2. 用于确定技术系统当前所处的发展阶段。 3. 为研发决策提供参考作用。

如何确定技术系统当前所处的发展阶段?

参数性能
I
发明专利数量

III II

t1

t2

IV

t3

时间

发明级别

t1

t2

t3

时间

利润

t1

t2

t3

时间

t1

t2

t3

时间

内容提纲

1

进化

2

S曲线

3 技术系统进化法则

技术系统进化法则
1. 完备性法则 2. 能?传递法则 3. 协调性法则 4. 提高?想?法则 5. 动态性进化法则 6. 子系统?均衡进化法则 7. 向微观级进化法则 8. 向超系统进化法则

进化法则之间的层次关系
提高理想度法则

完备性法则 能量传递法则
协调性法则
生存法则

动态性进化法则 子系统不均衡进化法则
向微观级进化法则 向超系统进化法则
发展法则

技术系统进化法则
1. 完备性法则 2. 能?传递法则 3. 协调性法则 4. 提高?想?法则 5. 动态性进化法则 6. 子系统?均衡进化法则 7. 向微观级进化法则 8. 向超系统进化法则

完备性法则

技术系统 控制装置

能量源

动力装置

传输装置

执行装置

产品
(系统作用对象)

z 动力装置-从能量源获取能量,并将其转化为系统所需的能量 形式。
z 传输装置-将能量传输到系统的各个“角落”。
z 执行装置-对产品实施功能,常被称为工具。
z 控制装置-控制系统中的各个部分,以便系统能够实现其功能 。

完备性法则:实?

能?源 动?装置 传输装置 执?装置 控制装置

产品

风 帆 桅杆 船体 舵+舵手 货物/人

完备性法则:练习

能?源 动?装置 传输装置 执?装置 控制装置 产品

实?
z 锄头-犁-专用农业机械
z 标枪-弓箭-枪

完备性法则小结
z 一个完整的技术系统必须包括四个部分:
? 动?装置 ? 传输装置 ? 执?装置 ? 控制装置
z 判断现有技术系统是否完整 z 技术系统进化方向:系统?断由?完备向
完备发展,逐步减少人的参与,以?提高 系统效?
技术系统进化法则
1. 完备性法则 2. 能?传递法则 3. 协调性法则 4. 提高?想?法则 5. 动态性进化法则 6. 子系统?均衡进化法则 7. 向微观级进化法则 8. 向超系统进化法则

能?传递法则
技术系统 控制装置

能量源

动力装置

传输装置

执行装置

产品

z 技术系统实现功能的必要条件:能量必须能够从能量源流 向技术系统中的所有元素
z 技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进化,以减 少能量损失

能?传递法则
z 如果某个元件接收?到 能?,就?能发挥作用, 这会影响到技术系统的 整体功能
z 实?:多米诺骨牌

能?传递法则

控车制把装/人置

能量人源

动力脚装蹬 置

传输链装 条 置

执行后装轮 置

产人品

减少能?损失的途径
1. 缩短能?传递?径,减少传递过程中的损 失
2. 减少能?形式的转换,最好用一种能?形 式贯穿系统的整个工作过程,从而减少能 ?在转换过程中的损失
3. 用可控性好的能?形式代替可控性差的能 ?形式
? 机械场-声场-热场-化学场-电场-磁场

实?

热能

?

风能

通过压缩空气将风能转化为热能。 效?是将风能转化为电能后,再转化为热能的6倍!

能?传递法则小结
z 技术系统实现功能的必要条件:能?必须能 够从能?源?向技术系统中的所有元素
z 技术系统应该沿着使能??动?径缩短的方 向进化,以减少能?损失
z 减少能?损失的途径:
? 缩短能?传递?径; ? 减少能?形式的转换; ? 用可控性好的能?形式代替可控性差的能?形式
9机械场-声场-热场-化学场-电场-磁场
z 提高技术系统的能量传递效率;
技术系统进化法则
1. 完备性法则 2. 能?传递法则 3. 协调性法则 4. 提高?想?法则 5. 动态性进化法则 6. 子系统?均衡进化法则 7. 向微观级进化法则 8. 向超系统进化法则

协调性法则
z 技术系统是沿着各个子系统之间?协调的 方向进化。这也是整个技术系统能发挥其 功能的必要条件。
z 子系统间的协调性主要表现在:
? 结构上的协调 ? 各性能参数之间的协调 ? 工作节奏/频?上的协调

协调性法则:实?

F1赛车

有880个轮子的巨型车

z 系统中的各个子系统不是“独自”工作的,必须相互协调; z 良好的协调性是整个技术系统发挥其功能的必要条件。

协调性法则:实?
性能参数之间不协调 结构不协调

协调性法则:实?

工作节奏协调的典范
技术系统进化法则
1. 完备性法则 2. 能?传递法则 3. 协调性法则 4. 提高?想?法则 5. 动态性进化法则 6. 子系统?均衡进化法则 7. 向微观级进化法则 8. 向超系统进化法则

?想?

理想度=

∑ 有用功能

∑ 有害作用 + ∑ 成本

z 最?想的状态:
? 有用功能 → ∞ ? 有害功能 → 0 ? 成本 → 0

提高?想?法则
z 最?想的技术系统:作为物?实体它并? 存在,但却能够实现所有必要的功能。
z 技术系统是沿着提高其?想?,向着最? 想的方向进化。
z 提高?想?法则是其他所有进化法则的基 础。
1. 去掉系统中价值最低的元素
z 实?:测??属的耐酸性
2. ?用现有资源实现?多有用功能
z 实?:给鸡蛋打日期戳
利用已有的动作

谢谢!


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