TRIZ理论技术系统进化法则
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。
3.TRIZ的核心思想--技术系统进化-3学时
•
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。
个子系统及子系统间的进化都存在着不平衡。
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到达自己的极限，这将导致子 系统间矛盾的出现； 4）整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的即最不 理想的子系统（木桶原理）。
5）需要考虑系统的持续改进来消除矛盾。
提高理想度法则是指：
A、技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化。 B、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：
系统的质量、尺寸、能量消耗
0
实现的功能数量
∞
•
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。
• 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。
TRIZ理论体系
TRIZ理论体系TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法.经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系.1.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提高理想度法则、完备性法则、能量传递法则、协调性法则、子系统的不均衡进化法则、向超系统进化法则、向微观级进化法则、动态性和可控性进化法则。
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.它们可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。
2。
最终理想解TRIZ理论在解决问题之初。
首先抛开各种客观限制条件.通过理想化来定义问题的最终理想解(Ideal Final Result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位里,保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端,提升了创新设计的效率。
如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解就是这座桥梁的桥墩。
最终理想解有4个特点：①保持了原系统的优点；②消除了原系统的不足;③没有使系统变得更复杂;④没有引入新的缺陷。
3.40个发明原理阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结,提炼出了TRIZ 中最重要的、具有普遍用途的40个发明原理，分别是分割、抽取、局部质量、非对称、组合、多用性、嵌套、质量补偿、预先反作用、预先作用、预先防范、等势、反向作用、曲面化、动态化、部分超越、维数变化、机械振动、周期性作用、有效作用的连续性、快速、变害为利、反馈、中介物、自服务、复制、廉价替代品、机械系统的替代、气压与液压结构、柔性壳体或薄膜、多孔材料、改变颜色、同质性、抛弃与再生、物理/化学参数变化、相变、热膨胀、加速氧化、惰性环境、复合材料.4。
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。
Triz
一. 技术系统进化法则半个世纪前，发明著名的TRIZ理论（发明问题解决理论）的前苏联发明家Altshuller先生在分析大量专利的过程中发现，产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律，而且同一条规律往往在不同的产品技术领域被反复应用。
即任何领域的产品改进、技术的变革过程，是有规律可循的。
人们如果掌握了这些规律，就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。
于是，Altshuller 和他的合作伙伴不断总结提炼，形成当前著名的技术系统进化法则，构成TRIZ 理论的核心内容之一。
TRIZ理论中包含的进化法则主要有提高理想度法则，完备性法则，能量传导法则，提高柔性、移动性和可控性法则，子系统非一致性进化法则，向超系统升迁法则，向微观系统升迁法则，协调法则等。
这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律，每条法则又包含不同数目的具体进化路线和模式。
下面介绍的键盘等不同产品的核心技术发展就共同遵循一条典型的技术进化路线。
二. 键盘进化实例作为计算机外围设备的重要组成之一，键盘已经是随处可见。
目前常见的键盘是一个刚性整体，体积也比较大，不方便携带。
在美国海军陆战队配备一种可以折叠的键盘，便于行军中携带。
再就是一些PDA产品，将键盘输入功能设置在其柔性的外包装套上，展开后就成了一个比较大的键盘。
而现在液晶触摸屏也可以作为输入设备代替键盘。
最近，以色列一家公司推出一种虚拟激光键盘，它通过将全尺寸键盘的影像投影到桌子平面上，用户在上面就可以象使用物理键盘一样直接输入文本。
上面提到的几种输入设备基本上代表了过去几十年来键盘的主要发展历程。
简单分析一下，可以发现键盘的演变脉络，即从一体化的刚性键盘到折叠式键盘，到柔性的键盘，到液晶键盘，再到激光键盘。
如果我们将键盘核心技术的这种演变过程抽象出来，会发现它是按照从刚性，到铰链式，到完全柔性，到气体、液体，一直到场的发展路线。
其实很多产品的发展也是沿着这条路线不断进化。
第二节TRIZ技术进化理论
1 参数2 A 2 3 时间
9
1. 技术系统的S曲线进化法则 系统进化多维S曲线——通讯工具
• 下图分别表示了BP机和手机、电话随时代进步在通信及时性和市场大小 方面的变化
通讯及时性 手机、电话
市场大小
BP机
手机
固定电话
BP机 时间
时间
10
利润的吸血鬼，应尽快淘汰。
8
1. 技术系统的S曲线进化法则 技术进化S的运用
• 图中的曲线表示为空间曲线，1、2、3分别
代表不同发展轨迹的曲线族。点A为系统初
始状态，点B为系统目标状态。 • 从图中可以看到，通过1、2、3等多条途径 均可以从A点到达B点。每一条途径都代表
参数1
B
了某个技术路线，都有其自己的S曲线发展
Parameter (Ideality)
具有资源
3
4
缺乏资源
1 2
1
Time
性能
第三轮S曲线 第二轮S曲线 第一轮S曲线 衰退期 成熟期
注意：如果在第三阶段有资源可以 提高改善技术系统，可以尝试返回 第二阶段。如果我们没有资源可以 利用，这时就发展新的S曲线。
成长期 婴儿期
时间
1. 技术系统的S曲线进化法则
每个子系统都是沿着自己的S曲线进化的； 不同的子系统将依据自己的时间进度进化；
不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限，这将导致子系统间的
矛盾的出现； 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；
需要考虑系统的持续改进来消除矛盾。 例：飞机的设计中，常常着重研究发动机的改进而忽视了空气动力学的 研究，因而影响了飞机的性能提升。
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
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3.5 基于技术系统进化法则的方案设计
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。
3.5.1汽车车架的进化路线描述
TRIZ中子系统协调性进化法则指出：在技术系统的进化中，子系统的匹配和不匹配交替出现，以改善性能或补偿不理想的作用。
也就是说技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展。
即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。
如图3.19所示。
对车架增加保险杠，提高汽车的防撞性能，提高安全性。
图3.19 车架进化路线
这次进化的地方是将原来的最容易发生碰撞的前端增加了保险杠，从而使得汽车的防撞性能得到改善。
3.5.2汽车控制系统的进化路线描述
TRIZ指出技术系统的动态性进化应沿着增加结构柔性、可移动性、可控性的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化。
本文选择动态性的增加可控性进化路线：无控制→直接控制→反馈控制→自我调节，即引入某种部件，即增加防抱死系统，具体方案如图3.20所示。
图3.20 控制系统进化路线
防抱死制动系统ABS全称是Anti-lock Braking System，即ABS，可安装在任何带液压刹车的汽车上。
它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。
ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制动系统，通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断的这样循环（每秒可达5~10次），始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩。
、
在制动时，ABS根据每个车轮速度传感器传来的速度信号，可迅速判断处车轮的抱死状态，关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀，让制动力不变，如果车轮继续抱死，则打开常闭输出电磁阀，这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移，防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。
在此同时，主控制阀通电开启，动态压力的制动液可进入制动阀，动态压力的制动液从动态助力管路通过主控制阀、制动总泵密封垫外缘到达前轮输入管路如此反复地工作（工作频率3－12次/秒），让制动状态始终处于最佳点（滑移率S为20%），制动效果达到最好，行车最安全。
在制动总泵前面腔内地制动液是动态压力制动液，它推动反应套筒向右移动，反应套筒又推动助力活塞从而使制动踏板推杆向右移。
因此，在ABS工作地时候，驾驶员可以感觉到脚上踏板地颤动，听到一些噪音。
汽车减速后，一旦ABS电脑检测到车轮抱死状态消失，它就会让主控制阀关闭，从而使系统转入普通地制动状态下进行工作。
如果蓄压器地压力下降到安全极限以下，红色制动故障指示灯和琥珀色ABS故障指示灯亮。
在这种情况下，驾驶员要用较大地力进行深踩踏板地制动地方式才能对前后轮进行有效地制动。