技术系统的进化模式分析
TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例
TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例
技术系统的八大进化法则及其实例
一、技术系统的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（即现在拥有各种功能美观实用的现代型汽车）最后到衰退期二、提高理想度法则
例：污水排水管道；镀锌环钢排水管道强度大，但耐腐蚀耐磨损性差，塑料管道耐腐蚀耐磨损性强但强度低，故在塑料管道外镀锌层以提高管道强度
三、子系统不均衡进化法则
例：音乐手机；手机的发明和使用给人们带来了巨大地便利，人们不均衡的着重发展其中的某些功能（比如音乐播放功能）使其成为某种特定功能型手机
四、动态性和可控性进化法则
例：可折叠自行车；自行车本是体积相对较大的，后来将其装上铰变成可折叠自行车既方便有减小体积
五、增加集成度再进行简化法则
例：手机移动电源；将手机电池拿出来单独做成移动电源供手机使用
六、子系统协调性法则
例：电脑主机箱；电脑工作时，散热风扇和主机功率相协调
七、减少人工介入的法则
例：汽车的自动化案例
八、向微观级和增加场应用的进化法则
例：电子芯片；以前的集成电路大多是电子管，耗能大体积大，而现在则可以集中成小小的芯片。
简述技术系统的八大进化法则
简述技术系统的八大进化法则技术系统演化是技术进步和技术发展的有机统一，它是技术系统从一个时期到另一个时期之间的变化过程。
研究人员Harold A. Innis称之为技术系统的“八大进化法则”，它充分表明了技术进化的方式，也被认为是技术系统优化开发的主要原则。
第一，自我复制的法则。
自我复制的法则是指一个旧的技术系统会原封不动的复制一份新的系统，即从旧的系统来复制新的系统，以此来提高工作效率。
第二，反作用力法则。
反作用力法则是指，系统会根据外部环境的变化和挑战进行改变，从而使技术系统自我适应新的环境。
第三，協作法则。
協作法则是指，不同系统之间相互采用相同的设备、设置和功能，彼此之间可以促进其合作，从而达到更佳的工作效果。
第四，复合法则。
复合法则是指技术系统可以将前面的多个系统和功能组合在一起，实现不同类型的功能综合，形成一个新的设备或功能或业务。
第五，分布法则。
分布法则是指技术彼此分布式存在，并使各部分之间以分布式的架构和数据交互形式，能实现高效的服务，充分利用各部分计算资源和数据交换资源。
第六，融合法则，该法则是指技术发展导致不同类别的技术融合在一起，从而实现了融合的、弹性的、多元化的系统结构，使系统更加可靠、有效。
第七，护城河法则，该法则是指将自身的技术和开发过程比作护城河，严密守护自身，保护公司的核心技术，降低市场竞争者对自身的影响，使公司在技术竞争中有着更多优势。
第八，内在引力法则，该法则指出，技术系统拥有一种自成一体的能力，在不断发展过程中，技术会有自我吸引的力量，促使技术向新领域发展，实现更有效的结果。
以上便是技术系统进化的八大法则，这八大进化法则普适于任何类型的技术系统，不仅适用于物理系统，而且也适用于虚拟技术系统。
为了使技术系统不断演化进步，它们都在遵循这八大进化法则。
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）衰退期各阶段的特点。
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。
技术创新方法之二TRIZ的八大进化法则
二、TRIZ的技术系统的八大进化法则＋S曲线
பைடு நூலகம்
针对技术系统进化演变规律，在大量专利分析的基础上TRIZ理论总结 提炼出八个基本进化法则。
利用这些进化法则，可以分析确认当前产品的技术状态，并预测未来 发展趋势，开发富有竞争力的新产品。
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
统的组成和进化的趋势。
技术系统法则2：能量传递法则
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 系统的所有元件；
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；
如果某个元件接收不到能量，就不能发挥作用，这会影响到技术 系统的整体功能。
实例：手摇绞肉机替代菜刀 用刀片旋转运动代替刀的垂直运
衰退期的特征： 相同功能的新技术系统开始排挤老系统； 系统带来的收益下降；
衰退期出现的原因： 新系统已经发展到第二阶段迫使现在系统退出市场； 超系统的改变导致对系统需求的降低； 超系统的改变导致系统生存困难。
对衰退期的建议： 寻找新的民展领域； 重点投入资金寻找、选择和研究能够进一步提高产品性能的替代技术。
成熟期的特征： 系统发展趋于缓慢； 生产量趋于稳定； 新出现的矛盾会阻碍系统的进一步发展。
成熟期的特点： 系统消耗大量的特定资源； 系统被附加一些与其主要功能完全不相关的附加功能； 系统的发展寄希望于新的材料和技术； 系统的改变主要是外在的变化。
对成熟期的建议： 下一步的努力方向是：降低成本，改善外观； 增强系统服务功能的可能性； 简化系统，和其它系统或技术相结合
第一部手机：1973年诞生，重800g，功能仅为电话通信； 现代手机：重仅数十克，功能可超过100种，包括通话、游戏、 MP3、照相等。
技术系统进化法则
技术系统进化法则
技术系统进化法则是指随着时间的推移，技术系统会经历多个发展阶段，从而不断进化，逐渐变得更加成熟、稳定和普及。
具体来说，技术系统进化法则包括以下几个方面：
1.技术创新：技术系统必须不断进行创新，才能够在竞争中获得优势。
技术创新可以是基础性的转型，也可以是小幅度的改进，但必须保证与市场需求密切相关。
2.技术进步：技术系统的发展需要不断的技术进步，这包括技术研究和开发、技术转化、技术应用等方面的进步，以提高技术系统的整体水平。
3.技术普及：技术系统必须能够广泛普及，满足更多人的需求，这有助于推动技术系统的进一步发展。
普及可以通过降低成本、提高可靠性、提高易用性等方面来实现。
4.技术标准化：技术系统必须遵循一定的技术标准，这有助于提高系统的互操作性、兼容性和可靠性，并促进技术系统的国际化发展。
5.技术替代：随着时间的推移，在旧技术逐渐淘汰的同时，新技术会逐步替代原有的技术，这是技术系统不断进化的必然趋势。
综上所述，技术系统进化法则是指技术系统在不断的创新、进步、普及、标准化和替代中不断进化，从而适应不断变化的市场需求，满足人类的需求与愿望。
技术系统的进化法则(基于TRIZ体系)
正文
法则三：动态性法则
C.提高可控性法则 1. 控制装置是一个完整的技术系统必不 可少的一部分。 2. 技术系统的进化将沿着系统内部各部 件的可控性增加的方向发展
提高可控性的进程
郭致星 50
正文
法则三：动态性法则—照相机
手动调焦
通过按钮调焦
感应光线调焦
自动调焦
郭致星 51
正文
法则三：动态性法则—路灯
哲学思想
技术系统进化法则
理论基础
技术系统/技术过程
矛盾
资源
理想化
基本概念
系
思
统
功能分析
物场模型
矛盾分析 资源分析
维 问题分析工具
科
创新思 科
学
发明问题标 科学原理
技术矛盾 物理矛盾分 维培养 学
准解法
知识库
创新原理
离方法
问题求解工具
发明问题解题流程（TRIZ）
解题流程
专利分析
基础知识+专业知识+交叉学科知识
• 原材料创新
– 发现现有原材料的替代品，寻找半成品的新来源
• 市场创新
– 发掘现有产品的新市场，寻找新产品的潜在市场。
郭致星 11
正文
创新的级别
级别
创新的程度 百分比%
知识来源
参考解的 数目
例子
1
简单改进
32
个人的知识
10
使用隔热层减少热量损失
革
2
发明技术矛盾解 决方法
45
企业内的知识
100
折中法，如737发动机罩的不对称 设计
正文
技术系统的进化实例—加工方式
手工操作
第2章 技术系统的进化法则
第2章技术系统的进化法则一个产品或物体都可以看做是一个技术系统，技术系统可以简称为系统。
系统是由多个子系统组成的，并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能，子系统可以是零件或部件甚至于构成元素。
系统是处于超系统之中的，超系统是系统所在的环境，环境中的其他相关的系统可以看做是超系统的构成部分。
技术系统的进化是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程，进化是客观进行着的，不管人们是认识了它还是没有认识它。
如果认识和掌握了系统的进化规律，有利于设计者开发出更先进的产品，从而提升产品的竞争力。
同样地，对系统的子系统或元件进行持续改进，以提高整个系统的性能，也属于技术系统的进化过程。
在介绍技术系统的进化论之前，有必要先了解一点进化论的主要内容，以便更好地理解和掌握技术系统的进化法则。
2.1三大进化论说起进化，人们自然会联想到达尔文，因为达尔文的生物进化论一举终结了长期统治人们思想的神创论。
其实，在达尔文的生物进化论之外，还存在着另外2个进化论，一个是社会学界的社会达尔文主义，另一个是技术领域的技术系统进化论。
因为社会达尔文主义所极力倡导的是自由放任的资本主义社会制度，所以一直到近些年来，在国内才可以了解到有关社会达尔文主义的相关信息。
而技术系统进化论属于TRIZ理论，TRIZ发源于20世纪中期的苏联，属于苏联的国家秘密而不被世人所知，直到20世纪90年代初，苏联解体后，TRIZ才开始传播到欧美等发达国家。
而我国对TRIZ的研究和应用才刚刚起步，所以人们对技术系统的进化论还是相当陌生的。
下面先简要介绍一下生物进化论和社会达尔文主义，然后详细介绍技术系统的八大进化法则。
2. 1. 1达尔文和生物进化论生物学进化论是作为神创论的对立面而出现的。
18世纪以前，《圣经》及其宣扬的神创论在西方的学术界、知识界以及整个西方文化中占据着统治地位。
神创论认为，地球及万物是上帝在大约6000年以前，即公元前4004年10月26日上午9时创造出来的。
技术系统的八大进化法则
技术系统的八大进化法则随着科技的不断发展，技术系统也在不断进化，从而推动着人类社会的发展。
在这个过程中，我们可以总结出技术系统的八大进化法则。
一、自我变革。
任何一个技术系统都会不断自我变革，以适应不断变化的环境和需求。
例如，随着人工智能的发展，计算机系统也在不断升级，以适应新的应用场景和用户需求。
二、融合与协同。
技术系统之间的融合与协同也是一个重要的进化法则。
例如，互联网技术和移动通信技术的融合，使得人们可以随时随地获取信息和进行交流。
三、可持续发展。
技术系统的进化必须是可持续的，即保证资源的充分利用和环境的保护。
例如，新能源技术的发展，可以有效减少对化石能源的依赖，实现能源的可持续发展。
四、开放和共享。
技术系统的进化需要开放和共享，以促进技术的创新和应用。
例如，开放源代码的软件，可以让更多的人参与到软件开发和改进中来。
五、迭代和优化。
技术系统的进化是一个不断迭代和优化的过程。
例如，软件的迭代和更新，可以不断优化产品的功能和性能，以提高用户的体验。
六、标准化和规范化。
技术系统的进化需要进行标准化和规范化，以保证技术的互操作性和可靠性。
例如，HTML语言的标准化，使得不同的浏览器可以正确地解析和显示网页内容。
七、人机一体化。
技术系统的进化也需要实现人机一体化，使得人和机器之间的交互更加自然和高效。
例如，语音识别和自然语言处理技术的发展，可以实现人机之间的自然交互。
八、全球化和本土化。
技术系统的进化既需要面向全球市场，也需要考虑本土需求和文化。
例如，智能手机的设计和应用需要同时考虑全球市场和本土文化的差异。
总之，技术系统的进化是一个不断演化的过程，需要不断地适应和创新，以推动人类社会的发展。
只有保持创新和合作，才能让技术系统不断地进化，为人类社会的进步和发展贡献更多的力量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
37
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
38
通过加入铁磁性研磨剂来有效控制抛 光过程
汽车阻流板可以实现多种功能
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
39
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
40
使用永久磁铁的起重机
应用物理效应来调整显微镜间隙
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
¾ 1624年，德雷贝尔建造了一个能在水中被驱动的防水舱， 他让12人进入船体，并划六支浆推动这个装置。
¾ 1776年，布什内尔建造了一潜水器，用来攻击停在美国纽 约港的英国军舰。这是第一艘参加战斗的潜水器。该潜水 器像一只大木筒，里面有一张条登，像自行车脚蹬似的东 西驱动船体。该潜水器还配有罗盘、深度尺、驾驶装置、 可变压舱、防水船体配件和一只锚。
4.3 技术系统进化模式
技术系统进化模
技
增
系
增
技
系
系
减提
技
系
技
术
加
统
加
术
统
统
少高
术
统
术
系
理
元
动
系
部
由
人自
系
进
系
统
想
件
态
统
件
宏
的动
统
化
统
的
化
的
性
集
的
观
介化
以
以
趋
生
程
不
和
成
匹
向
入程
分
结
于
命
度
均
可
化
配
微
度
割
构
一
周
或
衡
控
进
与
观
，
实
改
般
期
水
发
性
而
不
进
现
善
化
平
展
简
匹
化
改
为
化
配
进
主
13
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09 11种技术系统进化模式
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
6
1
潜艇实例分析
¾ 19世纪末，现代潜艇之父霍兰主持建造了“霍兰”号潜艇。该 潜艇在水下使用电动机，在水面巡航时使用蒸汽机，是第 一艘能够下沉、潜行、上浮并发射鱼雷的潜艇。该潜艇没 有潜望镜，艇员们要从平板玻璃向外观察。为了监测氧气 含量，艇员们常把老鼠装在笼子里带上潜艇，如果老鼠死 亡或接近死亡，说明氧气不足了，应赶快返航。1900年， 美国海军购买了“霍兰”号潜艇，并且又订购了几艘同样的潜 艇。
统
双
系
成
统
统
系
统
的
系
统
的
统
系
统
双
统
系
统
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
43
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
44
新型橡皮
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
可视钓鱼杆
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
减弱高层建筑物的摇摆程度
•水的质量应该是楼 房质量的百分之一。 •水面的波浪可以有 效减弱楼房的摇摆。 •通过这种方法，高 40米的塔其摇摆程度 可以被减少一半。
29
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
30
5
进化模式3：系统元件的不均衡发展
不同的系统元件/子系统一般都是沿着自身的进化 模式来演变。
同样的，不同的系统元件达到自身固有的自然极 限所需的次数是不同的。首先达到自然极限的元 件就“抑制”了整个系统的发展。它将成为设计中 最薄弱的环节。
可以灵活转动。
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
50
进化模式7： 由宏观系统向微观系统进化
宏观层次
具有简单形状 （球、杆、片等） 的元件组成的系统
由小颗粒（粉末 ）组成的系统
材料结构 的应用
化学过程 的应用
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
原子领域 的应用
场能量 的应用
35
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
36
6
增加系统的可控性
增加系统的可控性
用电场控制燃烧的火焰
引
引
引
引
引
引
引
提
引
转
入
入
入
入
入
入
入
供
入
换
控
添
动
逆
组
一
一
自
负
工
制
加
力
向
合
种
个
动
反
作
场
剂
学
过
控
控
过
控
馈
原
来
装
程
制
制
程
制
理
提
置
系
以
高
统
控
过
制
程
另
控
一
制
过
程
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
45
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
46
进化模式5：通过集成以增加系统的功能， 然后再逐渐简化系统
建立一个相似多系统
建
立
一 个
建立一个具有替换特征的多系统
多
系
统
建立一个由双系统组成的多系统
建立一个动态多系统
47
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
48
8
促使秧苗快速生长的三根系统
• 20世纪，各种新材料用于自行车零件。
• 在自行车进化的过程中，全世界申请了相关专 利1万件。
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
10
电话形态演进分析
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
11
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
12
2
电话形态演进分析
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
¾ 又经过了半个世纪，全世界第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号诞 生了，与柴油机驱动的潜艇不同，该潜艇可在水下连续待 几个星期。1954年，该潜艇在水下穿越了北极。
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
7
潜艇实例分析
• 从产品的观点看，亚历山大大帝玻璃桶只是对海洋水 下的初步探索，其核心技术是构造一个不漏水的水下 空间；
25
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
26
使用泡沫元件防止汽油蒸发
自动恢复的靶盘
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
27
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
28
6．合并离散的子系统
7．通过整体置换简化系统
共用一个扩音器的电视—收音机
保持玻璃片平整
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
第四章 技术系统的进化模式分析
4.1 概述 4.2 技术进化过程实例分析 4.3 技术系统进化模式 4.4 技术成熟度预测方法 4.5 工程实例分析
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
1
4.1 概述
• 从历史的观点研究一类产品，会发现这些产品今 天的实现形式与其刚诞生时相比已有很大或根本 性的变化。但这些产品的主要功能并没有变化。
54
9
壁虎足底 似厚粗绒地毯
这些簇状纤维好似一条厚 粗绒地毯，但实际上，这 不过是一只壁虎的多毛足 底。
足底微小绒毛数量高达50 万，当压在物体表面时， 这些绒毛能够产生分子吸 力，帮助壁虎紧抓光滑表 面甚至可以在天花板上爬 行。
• 1624年的防水舱及1776年的潜水器其核心技术都是采 用人工不断改进；
• “霍兰”号潜艇的核心技术是采用机械驱动——电动机 或蒸汽机驱动，能真正装备海军，因此是现代潜艇；
• “鹦鹉螺”号潜艇的核心技术是采用了核动力驱动，可 在水下待更长的时间。
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
14
进化模式1
技术系统的生命周期 为出生，成长，成 熟，退出
1848年发明了滑翔机 1903莱特兄弟的动力
飞机, 48km/h-80km/h 1914到1918短短四年
时间,80km/h-160km/h
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
飞机进化的分阶段S—曲线 15
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
49
进化模式6：系统元件匹配和 不匹配的交替出现
行军冲突
汽车悬架系统的发展
a.不匹配元件：拖拉机的车轮在前边，履带在 后边。
b.匹配元件：一辆车上安装四个相同的车轮。
c.匹配不当元件：赛车前边的轮子小,后边的 轮子大。
d.动态的匹配和不匹配：豪华轿车的两个前轮
动 物 体
状
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
应 用 物 理 效 应
32
检测紧密性
具有导向绳索的海底探测器
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
33
安徽 合肥 东北大学 赵新军 2009.06.09
34
水平仪-引进一个可动物体
表面积可变的热量交换器