国家创新工程师认证复习(3技术系统进化与S曲线)
第2章_triz发明专利分级与系统进化S曲线
24 24
12
2.2
技术系统进化S曲线
技术系统介绍
2.2.1
所有实现某个功能的事物可称为技术系统。（汽车）
一个技术系统可以包含一个或多个执行自身功能的子系统，子系统又 可以分为更小的子系统，一直到分解为由元件和操作构成。（汽车发 动机、底盘、车身、电气设备） 一个整体技术系统，由于研究的需要也可以视为更大环境下的子系统 ，系统的更高级系统称为超系统。（交通工具）
19 19
2.2.4 系统进化多维S曲线
对于同一个需要解决的问题，常常有不同 的解决办法。 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 表了某个技术路线，都有其自己的S曲线 发展轨迹。 只是发展的速度和在同一时刻满足人类需 要的程度不同。
后面关于灯泡的发明，材料、形状、气体等，解决问题的难度下降，影响程度 减低，价值低 其他发光原理：化学能、电子跃迁发光
4
4
2.1 专利的等级划分
根据专利的科技贡献和应用范围，专利或发明创新分为5个等级
灯丝：偶然发现 非职务发明：可户外使用的燃气灶 职务发明：新的药品 半导体 核聚变、核裂变
6
2.2
技术系统进化S曲线
技术系统进化理论是构成TRIZ理论的核心内容之一。
所谓技术系统的进化，就是不断地用新技术替代老技术，用新产品替 代旧产品，即实现技术系统功能的各项内容从低级到高级变化的过程 。
TRIZ强调技术系统一直处于进化之中，也就是在不断更新，不断发展 。 认识和掌握系统的进化规律，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。
创新方法研究会创新工程师认证考试试题
创新方法研究会创新工程师认证考试一、单项选择题（30分，每题2分）1.您认为电视机处于哪个时期是（ C ）A 婴儿期B 成长期C 成熟期D 衰退期2.对最理想的技术系统描述不正确的是（ B ）A 可以实现所有必要的功能B 不消耗任何资源C 作为实体并不存在D 消耗少量资源实现必要功能3.对因果轴分析的步骤是（ A ）A 原因轴分析，结果轴分析，因果轴的规范化图示，选择解题的入手点B原因轴分析，因果轴的规范化图示，结果轴分析，选择解题的入手点C选择解题的入手点，原因轴分析，因果轴的规范化图示，结果轴分析D选择解题的入手点，原因轴分析，结果轴分析，因果轴的规范化图示4.下列表述错误的是（ B ）A 物理矛盾是在一个技术系统当中对同一个参数的正反两种不同要求B 大多数物理矛盾都可以用时间分离和空间分离解决C 系统包含的系统叫子系统，系统之外的叫超系统D 条件分离就是利用不同的条件来满足同一个参数的两种不同要求5.系统功能分析的步骤（ C ）A 建立组件模型，建立功能模型，建立结构模型B建立结构模型，建立组件模型，建立功能模型C建立组件模型，建立结构模型，建立功能模型D建立结构模型，建立功能模型，建立组件模型6.最基本的物场模型（Su-F model）包含（ C ）A 一个物质，一个场B 一个物质，两个场C 两个物质，一个场D 两个物质，两个场7.在所有的法则都围绕着哪个进化法则进行的（ D ）A 完备性进化法则B 向超系统进化法则C 向微观级进化法则D 提高理想度法则8.您裁剪方式的优先顺序为（ B ）（1）若没有组件B，因此组件B也就不需要组件A的作用（2）技术系统或超系统中其它的组件可以完成组件A的功能（3）技术系统的新添组件可以完成组件A的功能（4）组件B能自我完成组件A的功能A 4-1-3-2B 1-4-2-3C 2-3-4-1D 1-4-3-29.具有平均熟练程度的操作者，在标准作业条件和环境下，以正常的作业速度和标准的程序和方法完成某项作业所需要的总时间为（ D ）A 作业时间B 宽放时间C 定额时间D 标准时间10.以下情景中，不能构成技术矛盾的是（ D ）A 自行车拐弯减速时，刹车闸摩擦车轮，致使车轮停止转动，结果车毁人亡B 为了室内照明的蜡烛，产生了大量的浓烟，污染了室内的空气C 汽车过桥时，如果车辆超载就会对桥产生破坏D 由于电池供电电压过低，灯泡无法发光11.以下对凳子描述正确的是（ D ）A 凳子处在衰退期B 凳子不是完备的技术系统C 凳子处在成长期D 以上都不对12.泰勒是科学管理的创始人，他创立了（ A ），通过改进操作方法，科学地制定劳动定额；采用标准化，极大地提高了效率，降低了成本。
创新思维与方法第8章 技术系统进化规律
8.2
S曲线及其作用
8.2 S曲线及其作用
如果观察相当长的时间段内，实现相同主要功能的技术系统家族，很容易就 能发现该技术系统家族中发生的许多变化。虽然技术系统的某些特性或参数 被改变了，但是其主要功能却始终保持不变。其结果是，随着人类知识水平 的提高，实现该功能的技术手段也提高了。例如，飞行设备、机动车辆、计 算设备、录音设备等。
8.2.1 S曲线
在这一阶段，系统呈现出的特性是：系统的发展十分缓慢；所产生专利的级 别很高，但专利的数量很少；为了解决新系统中存在的主要技术问题，需要 消耗大量资源，经济收益为负值。
8.2.1 S曲线
2）成长期 当社会认识到其价值和市场潜力的时候，新系统就进入了成长期。此时，通
过婴儿期的发展，新系统所面临的许多主要技术问题已经得到解决，系统的 效率和性能得到了改善，其市场前景开始显现。大量的人力和金钱被投入到 系统的开发过程中，使系统的效率和性能得到快速的提升，结果又吸引更多 的资金投入到系统的开发过程中，形成了良性的循环，进一步推动了系统的 进化过程。同时，市场对产品的需求增长很快，但供给不足，消费者愿意出 高价购买产品。在这一时期，企业应对产品进行不断创新，迅速解决存在的 技术问题，使其尽快成熟，为企业带来利润。
8.1 技术系统进化规律的由来
对于生物系统来说，达尔文的自然选择理论指出了生物系统进化的根本原 因——自然选择。其中，实施这种选择行为的是自然界，选择的标准是“生 物对环境（即自然界）的适应能力”。阿奇舒勒认为，技术系统同样也面临 “自然选择，优胜劣汰”的问题，只不过实施这种选择行为的是人类社会， 选择的标准是“技术系统是否满足人类社会的需要”。由此，阿奇舒勒认为：
由完备性法则可以得出如下推论：为了使技术系统可控，至少要有一个部分 应该具有可控性。所谓可控性是指根据控制者的要求来改变系统特征/参数的 行为。完备性法则有助于确定实现所需技术功能的方法并节约资源，利用它 可对效率低下的技术系统进行简化。
系统进化法则
技术系统进化法则5 －子系统不均衡进化法则
技术系统由多个实现各自不同功能的子系统组成。 子系统不均衡进化法则包含着： • 任何技术系统中的每一个子系统都是沿着各自的S 曲线进化的； • 组成技术系统所包含的各个子系统都是不同步、 不均衡进化的； • 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） 利用这一法则的知识，可以帮助创造者及时发现并 改进最不理想的子系统．
单机翼
相反的部件-正向稳 定器作为组成飞行 火箭的一个系统 可调整特性不同大小翼面的双机翼 相同翼面的 双机翼
双机翼
G.Caylay （1849）三翼机；W.Sawekuhew （1916） 4翼； E.Fedorow5翼机（1895）； English engineerG.Phillips（1883）40翼机 Felix di Felix（1857）Alexander Moszhajski(1884) Otto Lilienthal(1891)单翼机
单机翼自动升降系统 多机翼部分自动升降系统 为亚、超和极超 音速飞机配置的 多机翼型的动态 转换器
多机翼
为稳定升降用的各 种多机翼的翼面 可改变特性的梯 形和蜂窝型多机 翼的升降翼面 在多机翼一侧安装 同样形状的翼面
机身带有机翼和驱动系统的“宇 宙飞船”（非自动升降、降低） 复杂的飞机： －单机翼 －机翼非均质、细长、双系统 －尾部机翼带细长非均质多系统 －中断器（在机翼上，非机翼）反转的单系统 部分非自动升降和降低：所有辅助系统都安装 在双机翼的一侧 ngpey（1903）双平行机翼 wilbur两兄弟（1903）双直立型机翼
技巧
方法
2. TRIZ理论简介
2.3 TRIZ解决问题的方法和流程
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。
第3章技术系统进化法则
经济收益
时间
第三章 技术系统进化法则
S型曲线的各个阶段特征
序号 时期
特点
1 婴儿期 效率低，可靠性差，缺乏人、物力的投入，系统发展缓慢
价值和潜力显现，大量的人、财、物力的投入，效率和性能得到提高 2 成长期 ，吸引更多的投资，系统高速发展
系统日趋完善，性能水平达到最佳，利润最大并有下降趋势，研究成 3 成熟期 果水平较低
系统
系统是指若干相互联系、相互作用的部分组成的，在一定的环境中具有 特定功能的有机整体。
组成系统的各个部分，被称为要素、单元或子系统。
第三章 技术系统进化法则
系统基本组成要素
系
统
的
基
本 组 成 要 素
系
系 统 的 组 成
系 统 的 结 构
系 统 的 环 境
统 的 行 为 和
功
系 统 的 边 界
能
理想系统 在TRIZ中，理想系统是指作为物理实体并不存在，也不消耗任何的资源，但是
却能够实现所有必要功能的系统。
第三章 技术系统进化法则
根据公式进一步理解理想系统
Bi
I
i1
Cj Hk
j 1
k 1
C 成本 j 变量C 的数量 k 变量H 的数量
最终理想解
本章学习目标
第 三 章 技术系统进化法则
1. 了解技术系统的基本概念
2. 熟练掌握十大进化法则，并能加以运用解决实际的发明创新问题
3. 了解技术系统进化法则的应用场合
第三章 技术系统进化法则
提 要：技术系统可以说是我们学习TRIZ过程中最重要的基础概念，TRIZ
中所有的原理、法则、模型、矛盾、进化、理想度内容等都是围绕技术系 统展开的
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
S曲线和技术系统进化
• 交通堵塞 • 停车 • 空气污染 • 废旧汽车
3. 经济和法律的限制
实例：汽车速度受规定所限
实例：国际法限制化学武器的发展
4. 超系统发生改变
实例：风箱、鼓风机
风箱
手动鼓风机 电动鼓风机
5. 新出现的矛盾会阻碍系统的发展
实例：大油轮可以运输更多的原油，但是； 油轮太大，若出现事故是灾难性的。
何时最易被破坏？
当企业一直向高利润的高端市场挺进，甩 掉低端市场的低利润产品时；
当企业陷入到无差异化竞争的泥潭中，和 成本结构相似、产品档次相当的竞争者互 相残杀时；
破坏的两种类型
性 能
延续性策略 把更好的产品引入现有市场
不
同
的
低端市场破坏性创新
性
以低成本业务模式为过度服
能
务的客户解决问题
成熟期的主要特征
1. 系统消耗大量的特定资源 2. 系统被附加一些与其主要功能完全不相关
的附加功能 3. 系统发展寄希望于新的材料和技术 4. 系统的改变主要是外在的变化
1. 系统消耗大量的特定资源
实例：汽车
2. 引入完全不相关的附加功能
实例：电视机
三星全新电视
主要功能：人们获取信息
附加功能：健康身体
降
衰退期出现的原因
1. 新系统已经发展到第二阶段，迫使现有系 统退出市场
2. 超系统的改变导致对系统需求的降低 3. 超系统的改变导致系统生存困难
1. 成长的新系统迫使现有系统退出市场
实例：计算尺、胶片单反机
计算尺
胶片机
2. 超系统的改变导致对系统需求的降低
实例：沙漏、胶卷
3. 超系统的改变导致系统生存困难
3技术系统进化
3 技术系统进化13.1 技术系统3.2 三大进化论3.3 S 曲线3.4 八大技术系统进化法则3.1 技术系统o系统：相关事物按一定的关系组成的整体。
--现代汉语词典n相关事物-构成系统的元件，以及完成系统功能的运作o系统：元件与运作组成的功能团o技术系统：由具有相互联系的元件与运作所组成的、以实现某种功能或职能的事物的集合。
o技术系统中各元件有各自的特性，而它们的组合具有与元件不同的特性。
o如：手机由键盘、机身、电池、芯片、显示屏等组成，具有无线通话的功能，而这些零部件中的任何一个都不具有这个特性。
o一辆汽车、一本书、一个公司等都可看做技术系统。
子系统o技术系统中更细化的、可以实现各种更加基本的功能的组成部分。
o如手机的键盘、机身、电池、芯片、显示屏等超系统o技术系统之外的系统o系统的组成部分。
o如移动通信网络3.2 三大进化论o达尔文和生物进化论o斯宾塞和社会达尔文主义o阿奇舒勒和技术系统进化论3. 2. 1达尔文和生物进化论o物种是处在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。
达尔文进化论主要包括4个子学说o(1)一般进化论物种是可变的，现有的物种是从别的物种变来的，一个物种可以变成新的物种。
o(2)共同祖先学说：所有的生物都来自共同的祖先o(3)自然选择学说：自然选择是进化的主要机制。
o(4)渐变论生物进化的步调是渐变式的，是一个在自然选择作用下累积微小的优势变异的逐渐改进的过程，而不是跃变式的。
3.2.2 斯宾塞和社会达尔文主义o斯宾塞(Herbert Spencer，1820-1903)，英国哲学家、教育学家、社会学家、心理学家和早期进化论者。
斯宾塞是达尔文和马克思的同时代人，是社会达尔文主义理论的主要创始人之一。
o他将社会与生物有机体进行了6项类比，得出了3个结论：n 1 )社会是一个体系，一个由相互联系的各个部分构成的紧密整体；n2)这个体系只能从其结构运转的意义上去理解；n3)体系要存在下去，它的需求就必须得到满足。
技术系统的S曲线进化法则
欧米茄是驰名全球的瑞士名牌钟表，在1964年东京第18 届奥运会之前的历届奥运会都使用欧米茄计时钟表，创下了17 次独占计时权的辉煌历史。在慕尼黑奥运会期间，精工企业为 了摸清瑞士欧米茄的详情，派出考察队前往。通过这次考察， 他们了解到欧米茄的计时装置几乎都是机械式钟表，只有几部 是石英表而且还都笨重不堪。 精工企业集团在取得了东京奥运会计时权后，调集下属3 家公司的20多名技术精英组成计时装置开发队伍。派出了3000 多名技术人员，耗资30亿日元，策划了日本精工走向世界的方 案。在各个比赛项目中，都以精工表计时。如此一来，世界各 地亿万观众都通过电视屏幕认识了精工表。 精工表果然在东京奥运会上大出风头。当来自非洲的运 动员阿贝贝在马拉松比赛中飞奔过终点时，精工瞬间数字跑表 立即定格，正确地指着2．12．11．2。阿贝贝以2小时12分11 秒2创造了奥运会马拉松赛的最好成绩。那块在赛程中时刻追踪 阿贝贝的数字跑表还是世界上最早的干电池驱动便携式石英表， 平均日差仅0．2秒。如此高精确度的精工表在东京奥运会上亮 相，令同行们刮目相看。
• 特定资源的引入使系统变得更有效。
性能参数 成熟期
TRIZ中的技术系统S—曲线进化法则与产品的生命周期word资料9页
TRIZ中的技术系统S—曲线进化法则与产品的生命周期1 概述产品是企业生存和发展的基础，企业之间的竞争往往是围绕着产品的竞争而展开的。
随着技术的不断发展进步和市场竞争的不断加剧，产品的更新换代也愈发频繁。
如何做好企业的产品规划，准确地把握住市场脉搏和消费趋势，及时研发并生产出领先于竞争对手的产品，在市场竞争中取得先机，是每一个企业所面临的共同挑战。
做好产品的规划，首先是要分析和把握产品的发展趋势。
TRIZ（theory of inventive problem solving，发明问题解决理论）从技术进化的角度对产品的技术成熟度进行了预测，并据此推断该产品未来的发展方向及形态，这为产品设计人员进行产品设计及研发提供了很好的借鉴。
产品的生命周期（product life cycle）理论主要从产品的市场营销的角度对产品的发展过程进行分析，为企业制定产品策略及营销策略提供了依据。
两个理论从不同的角度对产品的生命过程进行了分析，它们之间有何区别和联系，对企业的产品规划工作又有何实际指导意义，本文将对此进行分析和探讨。
2 TRIZ中的技术系统S-曲线进化法则及技术成熟度预测2.1 技术系统S-曲线进化法则一个产品或物体都可以看作是一个技术系统，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构成。
系统是处于超系统之中的，超系统是系统所在的环境，环境中其他相关的系统可以看作是超系统的构成部分。
G.S.Altshuller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，其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“最终理性化”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。
Altshuller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。
技术系统进化法则
法则4实例
第一台计算机 重量：数吨 功能: 计算 现代计算机 重量：1000克 功能：上千种。包括计算、绘图、通信、多媒体等
32 2020/8/13
下面是该路线所包含的几个状，为了增加理想化 水平，最初采用实体的系统增加一个空洞及几个空 洞，之后采用毛细孔实体及多孔实体，最后采用多 微孔洞实体。空心砖、空心楼板、保温杯等均是按 该路线进化的实例
2 2020/8/13
发明等级及其特征
3 2020/8/13
技术系统的概念
技术系统（系统）概念的定义和其特征的描述， 目前尚无统一规范的定论。
系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部 分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体 （集合）。我们可以从三个方面理解系统的概 念：
（1）系统是由若干要素（部件）组成的有机体； （2）系统有一定的结构； （3）系统有一定的功能，或者说系统要有一定的
法则7：向微观级和场的应用进化
• 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
• 实例：电子元件的进化
真空管
晶体管
集成电路
40 2020/8/13
法则7：技术系统向微观级进化法则
• 技术系统： 宏观 • 元件： 最初的尺寸
微观 原子、基本粒子尺寸
•自我控制——通过感应光亮度，根 据环境明暗自动开闭并调节亮度。
30 2020/8/13
法则4：技术系统提高理想度法则
技术系统沿着提高理想度，向最理想系 统的方向进化，代表着所有技术系统进化 法则的最终方向。 理想化意味着： 系统的质量、尺寸、能量消耗 0 实现的功能数量 ∞
31 2020/8/13
35 2020/8/13
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进化2技术系统进化法则13S曲线进化选择TRIZ 的核心思想z 技术系统的进化不是随机的，而是遵循一定的客观规律。
z 同生物系统的进化类似，技术系统也面临着“自然选择”，优胜劣汰。
内容提纲进化1技术系统进化法则23S曲线时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期S 曲线时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期S 曲线时间速度S 曲线实例：汽车婴儿期成长期成熟期衰退期内容提纲进化1技术系统进化法则23S曲线婴儿期1成长期2成熟期3衰退期3S曲线－婴儿期性能参数衰退期成熟期成长期婴儿期时间新系统是怎么来的？铁路马车－1807年诞生最早的蒸汽火车－1836年最早的…First Car Benz Automobile婴儿期的特征1.当实现系统功能的原理出现后，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，并不适应新系统的要求婴儿期的判别标准发明级别发明专利数量参数性能利润时间时间时间时间III IVIII当前处于婴儿期的产品内容提纲进化1技术系统进化法则23S曲线婴儿期2成长期1成熟期3衰退期4时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期S 曲线－成长期成长期的特征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，产量迅速增加，成本降低2.随着收益率的提高，投资额大幅增长3.特定资源的引入使系统变得更有效4.系统向新的领域扩展成长期的判别标准发明级别发明专利数量参数性能利润时间时间时间时间III IVIII当前处于成长期的产品内容提纲进化1技术系统进化法则23S曲线婴儿期3成长期2成熟期1衰退期4时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期S 曲线－成熟期成长期的特征1.系统发展趋于缓慢2.生产量趋于稳定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发明级别发明专利数量参数性能利润时间时间时间时间III IVIII当前处于成熟期的产品内容提纲进化1技术系统进化法则23S曲线婴儿期4成长期2成熟期3衰退期1时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期S 曲线－衰退期衰退期的特征1.相同功能的新技术系统开始排挤老系统2.系统的“心理功能”和带来的收益都在下降衰退期的判别标准发明级别发明专利数量参数性能利润时间时间时间时间III IVIII当前处于衰退期的产品S 曲线的跃迁时间性能参数能工作能正确工作最大性能最大功效最佳可靠性最低成本S 曲线族时间性能参数实例：“车”的进化S 曲线的意义1.描述了技术系统的一般发展规律。
创新方法认证考核大纲-final
深入理解标准解法系统，并提出新的应用实例 能应用 ARIZ 解决实际问题，并用 2 个实际案例来 说明和演示 ARIZ 的流程 能应用 CAI 软件解决实际项目和工程问题 能够清晰理解智力资本，智力资产和知识产权的 关系 能够熟悉智力资本商业应用模式及其盈利预期 能够建立企业人力资本数据库，结构资本数据库 和关系资本数据库 能够熟练使用IPMS体系（知识产权管理体系）
考核要求 了解 了解 了解 了解 了解 熟悉 熟悉 了解 了解 了解 熟悉 了解 了解 了解 了解 了解 熟悉 了解 了解 熟悉 了解 了解
4
自主创新 方法先行
创新方法研究会
第二条 创新工程师二级认证的考核内容与要求
表 4 创新工程师二级认证考核内容与要求
考核科目 TRIZ
智力资本 工业工程
精益生产 和六西格玛
传统的创新方法 TRIZ概述
系统功能分析 CAI软件 专利基础
智力资本基本概念
考核要求 应用 应用 应用 熟悉 应用 了解 了解 应用 应用 熟悉 应用
10
自主创新 方法先行
工业工程 精益生产 和六西格玛
知识产权基本概念 软技术与智力资本的关系 IPMS（知识产权管理体系） 知识产权评估与交易的主要内容
掌握精益生产或六西格玛的新研究进展 研究精益生产或六西格玛在新领域的应用和发展及其 成果
面试 PPT 陈述时间为 30 分钟。
第三章 创新培训师考核内容与要求
第一条 创新培训师一级认证的考核内容与要求
考核科目 TRIZ
智力资本
表 9 创新培训师一级认证考核内容与要求 考核内容
技术系统进化法则 创新思维 物场分析 知识库 ARIZ
同时能将所学知识应用到实践当中。 第三条 命题原则 覆盖面较宽，突出重点。试题尽可能兼顾各知识点、各能力层次， 合理安排题目的难易程度。题目的难易程度分为：易、中、难三个等 级，不同等级的比例为 3：6：1。 面试答辩主题由申请认证人员自拟。申请人根据确定的答辩主题 提前递交现场答辩材料即 PPT 演示文档，答辩采用陈述与提问结合 的形式。 PPT 陈述采用两种不同的形式，创新工程师需要对一个实际难题 的解决过程进行说明；不同级别的创新培训师选择相应级别考核要求 中的内容进行课程现场讲授。
第2章 triz发明专利分级与系统进化S曲线
2.2
技术系统进化S 技术系统进化S曲线
2.2.1 技术系统介绍 所有实现某个功能的事物可称为技术系统。 汽车） 所有实现某个功能的事物可称为技术系统。（汽车） 某个功能的事物可称为技术系统 一个技术系统可以包含一个或多个执行自身功能的子系统， 一个技术系统可以包含一个或多个执行自身功能的子系统，子系统又 子系统 可以分为更小的子系统，一直到分解为由元件和操作构成。 可以分为更小的子系统，一直到分解为由元件和操作构成。（汽车发 动机、底盘、车身、电气设备） 动机、底盘、车身、电气设备） 一个整体技术系统， 一个整体技术系统，由于研究的需要也可以视为更大环境下的子系统 系统的更高级系统称为超系统 超系统。 交通工具） ，系统的更高级系统称为超系统。（交通工具）
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三、技术系统进化论 技术系统进化论是TRIZ的重要理论之一， 技术系统进化论是TRIZ的重要理论之一，由前苏联发明家阿奇舒勒提出 TRIZ的重要理论之一 。 阿奇舒勒在分析大量专利的过程中发现技术系统总是遵循一定的客观规 律在不断发展变化的， 律在不断发展变化的，而且同一规律往往在不同的技术领域被反复应用 即任何领域产品的改进、技术的变革过程，都是有规律可循的。 。即任何领域产品的改进、技术的变革过程，都是有规律可循的。 阿奇舒勒指出： 技术系统的进化不是随机的， 阿奇舒勒指出：“技术系统的进化不是随机的，而是遵循一定客观规律 的，同生物系统的进化类似，技术系统也面临着自然选择、优胜劣汰。 同生物系统的进化类似，技术系统也面临着自然选择、优胜劣汰。 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， 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” 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。 化的。 系统进化的模式可以在过去的专利发明中发现， 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。 开发，从而避免盲目的尝试和浪费时间。
创新工程师-第八讲 技术系统进化理论
产品进化过程是不断解决产品中冲突的过程，一个冲突 解决后，产品进化过程处于停顿状态；之后的另一个冲 突解决后，产品移到另一个新的状态，推动产品向理想 化的方向进化。
第二部分 冲突的分类
技术系统冲突分为两大类：技术冲突和物理冲突 技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引 入或有害效应的消除导致一个子系统或几个子系统或系统变坏。技术冲突常 表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。 技术冲突出现的情况： 1、在一个子系统中引入一种功能，导致另一个子系统产生一种有害功能， 或加强了已存在的一种有害功能； 2、消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能变坏； 3、有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。 物理冲突指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时 出现了与该特性相反的特性。 物理冲突出现的几种情况： 1、一个子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强； 2、一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低。
预补偿 等势能 方向 曲面化 动态化 未达到或超过的作 用
序号
NO.21 NO.22 NO.23 NO.24 NO.25 NO.26
名称
紧急行动 变有害为友益 反馈 中介物 自服务 复制
序号
NO.31 NO.32 NO.33 NO.34 NO.35 NO.36
名称
多孔材料 改变颜色 同质性 抛弃与修复 参数变化 状态变化
35、26、24、37 28、27、15、3 18、4、28、38 37、7、14、26 10、26、34、31
NO.2
NO.3
15、8、29、34
NO.4
NO.5
29、17、38、34
……
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。
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指出了技术系统发展进化的方向和宏观模式
技术系统进化法则
1、技术系统完备性法则 2、技术系统能量传递性法则 3、协调性法则 4、提高理想度法则 5、动态性和可控性进化法则 6、子系统不均衡进化法则 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
设计人员所设计的产品，是以一定的技术手段 来实现社会特定需求的人造系统。 §是一种系统 §至少有一个部分是人造的 §符合完备性法则的要求
技术系统
超系统
技术系统进化法则
技术系统进化法则—为提高自身有用功能，技术 系统从一种状态过渡到另一种状态时，系统内部 组件之间、系统组件与外界环境间本质关系的体 现
提高理想度法则
完备性法则 能量传递法则 协调性法则
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
生存法则
发展法则
提高理想度法则
v 最理想的技术系统：作为物理实体它并不存在，但却能 够实现所有必要的功能。 v 技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进 化 v 提高理想度法则是所有进化法则的方向
协调性法则
v 技术系统是沿着各个子系统之间更协调的方向进化。 这也是整个技术系统能发挥其功能的必要条件。 v 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/频率上的协调
动态性进化法则
v 技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控制 性增加的方向进化。
1. 提高柔性子法则 2. 提高可移动性子法则 3. 提高可控性子法则
ENIAC
TX-0
IBM 5150
笔记本电脑
电子管
晶体管
集成电路
大规模集成电路
向超系统进化法则
1. 技术系统沿着以下路线进化： Ø 单系统→ 双系统→多系统 2. 当技术系统进化到极限的时候，系统中实现某项
功能的子系统会从系统中被剥离出来，转移到超 系统中，成为超系统的一部分。
在该子系统的功能得到增强的同时，也简化了原有的技术系 统。
对成熟期的建议
1. 2. 3. 下一步的努力方向是：降低成本，改善外观 增添系统服务功能的可能性 简化系统，和其他系统或技术相结合
v 实例：一体打印机
S曲线－衰退期
v 相同功能的新技术系统开始排挤老系统 v 系统带来的收益在下降
性能参数 成熟期
衰退期
成长期 婴儿期 时间
对衰退期的建议:
l 寻找新的领域：如体育、 娱乐等 l 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。
国家创新工程师认证 三、技术系统进化与S曲线
1
S曲线
技术预测---企业在新产品研发决策过程中，要
预测当前产品的技术水平及新一代产品可能的进 化方向，这种预测的过程称为技术预测。
S曲线－婴儿期
1854年，电话原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了，6年之后 德国人赖伊斯又重复了这个设想。原理是：将两块薄金属片 用电线相连，一方发出声音时，金属片振动，变成电，传给 对方。 问题是送话器和受话器的构造，怎样才能把声音这种机械能 转换成电能，并进行传送。 1875年6月2日，贝尔在一次试验中，他把金属片连接在电磁 开关上，没想到在这种状态下，声音奇妙地变成了电流。
子系统不均衡进化法则
v 任何技术系统所包含的各个子系统都不是同步、 均衡进化的，每个子系统都是沿着自己的S曲线 发展； v 这种不均衡的进化常常导致子系统之间出现矛 盾； v 整个技术系统的进化速度取决于系统中最“慢” 的那个子系统是沿着减小其元件尺寸的方向进化的。
完备性法则
系统主要部分 – 执行装置、传动装置、动力装置、控制 装置
能源
动力装置
传动装置
执行装置
对象
控制装置
外部控制
技术系统从能量源处获得能量，并将能量转换、作用到对象上
能量传递法则
能源 动力装置 传动装置 执行装置 对象
控制装置
外部控制
v 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 v 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
成长期的特征：
v 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，产量迅速增加，成本降低； v 随着收益率的提高，投资额大幅增长； v 特定资源的引入使系统变得更有效。
性能参数 成熟期 衰退期
成长期 婴儿期
对成长期的建议
首先将新产品推向市场，抢 占先发优势； 然后不断对新产品进行改进， 不断推出基于该核心技术的性能 更好的产品； 到成长期结束要使其主要性能 指标（性能参数、效率、可靠性 等）基本达到最优。
§ § §
第一代modem是和已有的电话线相匹配，协调发展的。 modem与3G的结合
2. 与已有的其他先进系统或部件相结合 3. 重点解决阻碍产品进入市场的瓶颈问题
调制解调技术的“瓶颈”－带宽问题
当前处于婴儿期的产品
动力电池组
S曲线－成长期
电话发明后的几十年里，围绕着电话的经营、技术等问题，大量的 专利被申请。 Strowger的“自动拨号系统”减少了人工接线带来的种种问题。 干电池的应用缩小了电话的体积， 装载线圈的应用减少了长距离传输的信号损失。 1906年，Lee De发明了电子试管，它的扩音功能领导了电话服务的 方向。 后来贝尔电话实验室制成了电子三极管。
婴儿期的特征:
v当实现系统功能的原理出现后，系统也随之产生； v新系统的各组成部分通常是从其它已有的系统中“借” 来的，并不适应新系统的要求。
性能参数 成熟期
衰退期
成长期 婴儿期 时间
对婴儿期的建议
主要问题：
l 缺乏资源 l 新系统中存在一系列“瓶颈”问题 l 新系统的性能通常不如旧系统
1. 充分利用已有技术系统中部件和资源
S曲线－成熟期
成熟期的特征 v 系统发展趋于缓慢 v 生产量趋于稳定 v 新出现的矛盾会阻碍系统的进一步发展
性能参数 成熟期 衰退期
成长期 婴儿期 时间
成熟期的主要特征
1. 2. 3. 4. 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 系统发展寄希望于新的材料和技术_如： 纳米材料 系统的改变主要是外在的变化
TIME
参数性能 I
t1
II
t2
III
IV 参数性能 I
t3
III II
t2 t3
IV
时间
t1
时间
发明专利数量
发明专利数量
t1
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时间
t1
发明级别
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时间
发明级别
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时间
利润
t1
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时间
利润
t1
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时间
t1
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时间
婴儿期
成长期
参数性能 I
t1
III II
t2 t3
IV 参数性能 I
老式明轮船 现代娱乐用的明轮船
武器
比赛项目
S-Curve的相关性 四参数法：
PERFORMANCE INDEX Maturity Rapid Growth Infancy Before Maturity
性能参数
发明数量
发明等级
利润程度
DEGREE OF PROFITALLITY
LEVELS OF NUMBER OF INVENTION INVENTORS
进化法则的作用
v 预测产品未来的发展方向，做出前檐决策； v 通过产品发展方向的预测，解决实际问题； v 进行专利规避，超越竞争对手。 v 对设计活动的指导作用： § 新产品设计：确定符合进化规律的设计方向 § 现有产品改进：选择符合进化规律的解决方案
让创新掌握在您的手中！
时间
t1 t2
III II
t3
IV
发明专利数量
时间
发明专利数量
t1
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时间
发明级别
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时间
发明级别
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衰退期
什么是技术系统？
系统
§由若干相互联系、相互作用的部分组成的，在 一定环境中具有特定功能的有机整体。
技术系统