第16章 技术系统进化定律和路线《创新设计——TRIZ系统化创新教程》教学课件

间接控制
反馈控制
自适应控制
（b）
老式路灯
开关控制
进化路线5-3： 向自动控制进化
手动控制
半自动控制
声控、光控
光感调节亮度
自动控制
16-2 技术系统进化定律与进化路线
6.向微观系统进化定律
目前微观系统的应用主要体现在以下两方面：
（1）微观系统或结构用于实现宏观结构或系统所完成的功能。如电化学 加工是采用分子之间的相互作用完成加工，即用分子加工代替在力 的作用下传统刀具直接加工工件。
5. 增加可控性定律
进化路线5-1：增加物质-场的作用
贮库型缓释片、控释片结构 （1）
扩散
药物
水
溶解
普通制剂溶解过程
控制
小孔
通过
药物
阻止 容纳
半透膜
连通
渗透
水
贮库型缓释剂和控释剂溶解过程
（2）
药物缓释剂与控释剂的进化
16-2 技术系统进化定律与进化路线
进化路线5-2： 向自适应控制进化
（a）
直接控制
（2）专利规避 应用技术系统进化定律和进化路线，可以对已有专利进行专利
规避。根据专利描述的特征，提取专利描述的系统的构成，确定专 利指向的系统和重要子系统未来发展方向，用进化后的技术替代专 利基于的技术，以实现专利规避。 （3）市场创新
进化路线7-1 :裁剪子系统路线
裁剪传 输装置
裁剪动 力装置
裁剪控 制装置
裁剪执 行装置
16-2 技术系统进化定律与进化路线
8.子系统的非均衡发展
应用“子系统非均衡发展”定律的建议步骤如下： 确定系统中的不同子系统及其功能； 选择与改进目标相关的子系统，提出改进该子系统的初始方案； 分析初始方案对其它子系统所产生的副作用或不利影响，明确冲突； 解决冲突； 重复（1）-（4）。
控制 装置
能源
能源 装置
传动 装置
执行 装置
产品
16-2 技术系统进化定律与进化路线
2.缩短能量流路径长度定律
（1）减少能量传递的级数：①减少不同能量形式间的转换次数。② 减少同种能量参数的转换次数。
（2）增加能量的可控性。能量可控性从低到高：万有引力形成的势 能、机械能、热能、电磁能。
（a）蒸汽机车的效率5%-15% （b）内燃机车的效率30%-50% （c）电力机车的效率65%-80%
k
c
悬架质量m1 x1
kt
（b）
q
半主动悬架
车身质量m2 c
x2
k F(I,V)
悬架质量m1 x1
kt q
主动悬架
16-2 技术系统进化定律与进化路线
进化路线4-4: 增强系统可移动性进化路线
（a） 不可动 系统
部分可 动系统
高度可 动系统
整体可 动系统
（b）
16-2 技术系统进化定律与进化路线
节拍、频率、执行顺序
系统
及
的
内
容
环境
16-2 技术系统进化定律与进化路线
进化路线3-1 :频率协调进化路线
16-2 技术系统进化定律与进化路线
进化路线3-2 :形状协调进化路线 （1）表面形态复杂化进化路线
16-2 技术系统进化定律与进化路线
（2）几何形状复杂化进化路线
16-2 技术系统进化定律与进化路线
提高理想化水 平定律
从宏观向微观 系统进化
能量传导定律 （缩短能量流 路径长度定律）
增加协调性 定律
子系统进化不 均衡定律
向复杂系统进 化定律（向超 系统进化定律）
提高动态性 定律
增加物质-场 作用定律（提 高可控性定律）
16-2 技术系统进化定律与进化路线
1.完整性定律
该定律是指一个完整系统至少包含执行、传动、能源和操作控制 四个部分。
16-2 技术系统进化定律与进化路线
9.向复杂系统进化定律
技术路线9-1： 单—双—多进化路线
16-2 技术系统进化定律与进化路线
技术路线9-2 增加部件多样性进化路线
同质性
性能改变
非同质
反向特性
16-2 技术系统进化定律与进化路线
10. 技术系统进化定律之间的关系
提高理想化水 平定律
向复杂系统 进化定律
系统自 控制
16-3 技术系统进化的四个阶段
汽车进化的四个阶段：
16-4 技术系统进化理论的应用
1.技术系统进化潜力
16-4 技术系统进化理论的应用
2.应用技术系统进化理论进行产品技术预测的步骤
16-4 技术系统进化理论的应用
3.技术系统进化理论的应用领域
（1）定性技术预测 用于预测未来技术系统可能的状态。
（2）微观结构控制宏观结构的特性及行为。 如变色镜的原理：光线与卤化银的离子 相互作用产生卤化物原子与电子，电子 与银的离子结合产生银原子。银原子积 聚阻碍光线的穿透，使镜片变黑。
16-2 技术系统进化定律与进化路线
进化路线6-1:物体分割路线
16-2 技术系统进化定律与进化路线
7.提高理想化水平定律
第16章 技术系统进 化定律与进化路线
TRIZ系统化创新
主要内容
概述 技术系统进化定律与进化路线 技术系统进化的四个阶段 技术系统进化理论的应用
案例
16-1 概述
根据大量专利的分析，1975年，Altshuller首次提出八条技术系统
进化定律，并分为三组：
进化的
进化的
进化的
静力学
运动学
动力学
完整性定律
场连接 系统
16-2 技术系统进化定律与进化路线
4.增长动态性定律
进化路线4-2:增加系统状态进化路线
单态系统
多态wk.baidu.com统
连续状态变化系统
进化路线4-3:增加系统状态进化路线
被动适应系统
分级适应系统
自适应系统
螺旋 弹簧
液压减震器
轮胎
（a）
车身质量m2 x2
k
c
悬架质量m1 x1
kt q
被动悬架
车身质量m2 x2
（3）内部结构复杂化进化路线
16-2 技术系统进化定律与进化路线
4.增长动态性定律
进化路线4-1: 系统结构柔性化进化路线
（a） （b）
单扇
双扇
折叠
卷帘
气帘
光锁
刚性 铰接的杆 多铰接的换向器 柔性换向器 液力助力转向机构 电动转向机构
（c）
刚性 系统
单铰链 系统
多铰链 系统
柔性 系统
流体连 接系统
系统完整 性定律
增加协调 性定律
缩短能量流路 径长度定律
提高可控 性定律
子系统非均衡 发展定律
提高动态 性定律
向微观系统进 化定律
16-3 技术系统进化的四个阶段
从历史的观点看，实现某一主要功能的技术系统，在其进化过程中， 按照面临的主要问题不同可以分为四个进化阶段：
改善零 部件
选择零 部件
系统动 态化
化学能→热能→压力能→机械能 化学能→压力能→机械能
电能→机械能
16-2 技术系统进化定律与进化路线
3.增加和谐性定律
实际运行中的系统的主要部件或子系统都要互相配合、和谐工作， 这是系统产生规定运动或动作基本保证。
系
其它子系统
统
（元件）
协
调
性 的
子系统 （元件）
涉
功能、结构、参数、材料、 形状、尺寸、表面特性、