《创新方法TRIZ理论入门》课件02工程系统进化趋势.ppt

1、第2章 工程系统进化趋势u2.1 经典TRIZ进化法则u2.2 现代TRIZ工程系统进货趋势u2.3 动态进化趋势2.1 经典经典TRIZ进化法则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。S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期，横轴代表时间；纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数。2.1.1 S曲线进化法则2.1.1 S曲线进化法则 一个技术系统的进化一般经历4个阶段： 1）婴儿期 2）成长期 3）成熟期 4）衰退期2.1.1 S曲线进化法则 例：汽车的发明和使用；从最初的婴儿期（即最初的蒸汽机车）到成长期（即内燃机车）再到成熟期（现代型汽车）最后到衰退期

2、。S曲线各阶段的特点： 1技术系统的婴儿期 这一阶段技术系统所呈现的特征是：发展非常缓慢；产生的专利级别很高，但专利数量较少；所以经济收益为负值。S曲线各阶段的特点： 2 技术系统的成长期 这一阶段技术系统所呈现的特征是：性能得到急速提升，专利级别开始下降，但专利数量上升，经济收益明显上升。 S曲线各阶段的特点： 3技术系统的成熟期这一阶段技术系统所呈现的特征是：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，经济收益巨大。S曲线各阶段的特点：4技术系统的衰退期这一阶段技术系统所呈现的特征是：性能参数、专利等级、专利数量、经济收益均呈现快速的下降趋势。2.1.2 八大进化

3、法则1.完备性进化法则 完备性进化法则是指一个完整的技术系统应包含动力装置、传动装置、执行装置及控制装置等四部分。2.1.2 八大进化法则1.完备性进化法则 电动机动力装置： 波轮执行装置 带传动和减速器（齿轮传动） 传动装置 控制面板控制装置。自动洗衣机的组成自动洗衣机的组成2.1.2 八大进化法则 2.提高理想度法则 提高理想度法则是指任何技术系统，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。 简单说，就是“功能俱全，结构消失”的系统为最理想的技术系统。2.1.2 八大进化法则 3. 子系统不均衡进化法则 子系统不均衡进

4、化法则是指组成系统的子系统发展不均衡，系统越复杂，不均衡的程度越高。例：音乐手机，不均衡发展其音乐播放功能。木桶原理木桶原理2.1.2 八大进化法则 4.动态性和可控性进化法则组成技术系统的结构更加柔性化、可移动性和可控性增加的方向发展，以适应变化的性能要求、变化的环境条件、及功能的多样性。 图2-8 雨伞进化（可折叠） 图2-9 自行车的进化（可折叠）2.1.2 八大进化法则 5.子系统协调性进化法则 指组成系统的子系统发展向着其子系统各参数协调、系统参数与超系统各参数协调的方向发展。包括形状协调、频率协调、材料协调等。 电脑主机，散热风扇和主机功率相协调； 新能源汽车使用轻质材料。2.1.

5、2 八大进化法则 6. 增加集成度再进行简化的法则 增加集成度再进行简化的法则是指技术系统由单系统向双系统及多系统进化，技术系统发展到极限时，实现某项功能的子系统会从系统中剥离，转移到超系统中，作为超系统的一部分。 例：手机移动电源手机移动电源，将手机电池单独做成移动电源供手机使用。2.1.2 八大进化法则 7. 向微观级和增加场应用的进化法则 向微观级和增加场应用的进化法则是指系统沿着减小其元件尺寸的方向发展，从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的功能。 例：体积大的集成电器集中成小小的电子芯片；从最初的大型计算机（数吨）到现代计算机（微机、手提电脑）。2.1.2

6、八大进化法则 8. 能量传递法则 能量传递法则是指能量必需能从能量源流向技术系统的所有元件，是技术系统实现功能的必要条件，技术系统向着减少能量流经系统的路径长度的方向发展。 例：车载电话代替手持电话；用手摇绞肉机代替菜刀剁肉馅；用刀片旋转运动代替刀的垂直运动。2.2 现代现代TRIZ工程系统进化趋势工程系统进化趋势S曲线进化趋势曲线进化趋势增加理想度趋势增加理想度趋势向超系统转化趋势向超系统转化趋势增加协调性趋势增加协调性趋势增加系统完备性趋势增加系统完备性趋势增加剪裁度趋势增加剪裁度趋势流增强趋势流增强趋势减少人工介入趋势减少人工介入趋势增加可控性趋势增加可控性趋势部件的不均衡发展趋势部件的

7、不均衡发展趋势增加动态性趋势增加动态性趋势2.2.1 S曲线进化趋势 S曲线进化趋势处于整个进化趋热的最上端，也就是说任何工程系统都遵守S曲线进化趋势。与经典TRIZ理论不同的是，对于S曲线的研究，现代TRIZ理论中的进化趋势更加详细、清晰和实用。 2.2.2 增加理想度趋势 增加理想度趋势是S曲线进化趋势的子趋势。现代TRIZ理念的理想度用V（总功能）/（总成本）来衡量 CFV2.2.3 向超系统转化趋势 随着工程系统进化，系统将逐渐消除冗余的资源，逐渐与超系统的组件集成。 “桌子桌子+椅子的进化椅子的进化2.2.4增加系统完备性趋势 工程系统在发展过程中，将逐渐包含执行功能、传动功能、能源

8、功能和控制功能等四大功能。 缝纫设备的发展缝纫设备的发展2.2.5增加协调性趋势 指系统在进化过程中，其组件沿着与其他组件和超系统更协调的方向发展。 包括形状的协调、韵律的协调、材料的协调和动作的协调四个子趋势。协调参数的选择可提前设计或在操作中控制。2.2.6 增加剪裁度趋势 随着工程系统的发展，系统元素（组件或子系统）逐渐被剪裁，而不影响系统的功能，甚至还有所改善。 剪裁笔帽剪裁笔帽2.2.7 流增强进化趋势 能量流动到系统中的所有元素是工程系统实现功能的必要条件。随着工程系统的发展，能量流的流动路径向缩短的方向进化，以减少能量损失；能量流的形式向统一化的方向进化，以减少能量转换损失；能量

9、流的形式逐渐优化，以增强可控性。 2.2.8 减少人工介入进化趋势 减少人工介入进化趋势是指系统在发展过程中，由人力执行的系统功能数量减少。在工和工程系统出现前，人工执行全部各种功能。 灭火系统的进化灭火系统的进化2.2.9 增加可控性进化趋势 可控性进化趋势指的是系统向着增加控制程度的方向进化的趋势。 交通系统自动控制的进化交通系统自动控制的进化2.2.10 部件的不均衡进化趋势 由于材料成本、技术水平等因素的影响，各部件之间的发展并不是均衡的。这种不均衡往往会引起物理与技术之间的矛盾，而消除这种矛盾恰恰是系统发明创新的任务所在。部件的不均衡进化趋势分析类似于水桶原理分析，即一个系统的短板往

10、往是进化得最落后的部件，找出短板部件，就可以实现技术系统的改进目标。 2.2.11 动态性进化趋势 动态性进化趋势是指在进化过程中，系统及其部件变得更“动态”。 激光尺的进化激光尺的进化2.3 动态进化趋势动态进化趋势2.3.1 经典TRIZ动态化法则 经典TRIZ理论中的动态化进化法则是指工程系统的物质组件获得了越来越多的自由度，先后可能呈现出不同的状态。 2.3.1 经典TRIZ动态化法则 （a）刚体 （b）多个铰链 （c） 柔性体 （d）液体/气体 （e）场键盘的进化轨迹2.3.2 现代TRIZ理论动态化法则 1.设计的动态化 设计的动态化趋势包括物质的动态化和场的动态化两个子趋势。 图

11、220 场动态化2.3.2 现代TRIZ理论动态化法则 1.设计的动态化 如下图照明灯的进化，脉冲灯（如警车灯）即经历了如下场的动态化进化：恒定的光场（裸灯泡）梯度上不均匀的光场（带有灯罩的灯）时间上可以变化的光场（带调光器的灯）脉冲式光场（脉冲灯）。 照明灯的进化2.3.2 现代TRIZ理论动态化法则 2.分割的动态化是指随着工程系统的进化，组件被分割的程度越来越深。 随着工程系统的进化，其组件可能出现以下状态： 单体：即工程系统的组件由一个刚体组成。 板状多体系统：即工程系统的组件由刚体变成诸多板状物质组成的系统。 毛须状系统：即工程系统的组件由一组很细的丝组成。 可移动的针或者球组成的系

12、统：即组成工程系统的细丝或者很小的球可以移动。 海棉、多孔系统：即工程系统的组件内部或者表面有众多的孔道。 2.3.2 现代TRIZ理论动态化法则 2.分割的动态化 单体 板状多体系毛须状系统 可移动的针或球组成 海绵、多孔结构散热器的进化2.3.2 现代TRIZ理论动态化法则 3.功能的动态化 指工程系统的功能由单一功能向多功能方向进化。 如： 手机，从单一的语音通话功能进化到通话、短信、上网、拍照、录像等多种功能； 打印机，从单一的打印机功能进化到打印、复印、传真、扫描等多种功能。 小小 结结（1）经典TRIZ进化法则：S曲线、八大进化法则。（2）现代TRIZ工程系统进化趋势：与经典TRIZ的进化法则相比，代TRIZ理论中的工程系统更加具体，深层次地提示了工程系统进货的本质与驱动力。（3）以动态化进化趋势为例，对比了经典TRIZ理论中的动态进化法则和现代TRIZ理论中的进化趋势。（4）要开发新产品，就要首先了解该产品未来的市场、发展趋势和发展方向，要做到有目的地开发，避开开发过程中的盲目性，能够为尚未有明晰发展前景的技术提供史无前例的预测视角，从而降低风险，提前布局，领先对手。