基于技术系统进化法则的预测

《TRIZ入门及实践》读书报告————————基于技术系统进化法则的预测什么是TRIZ？看完这本书的人应该会知道，TRIZ意译为发明问题的解决理论。

是由前苏联发明家根里奇.阿奇舒勒创立的。

阿奇舒勒通过对各行业数百万件高水平发明专利进行分析，基于唯物辩证法、系统论和认识论，发现了人类进行科学研究和发明创新的背后所遵循的客观规律，提出了有关发明创新问题的基本理论。

如今TRIZ 理论不仅在工程技术领域的得到深入应用，也逐步推广到其他技术领域和管理领域。

创新方法创新应用，TRIZ理论定会在加快兵团的农业现代化和新型工业化发展中发挥重要作用。

TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。

它不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。

实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。

要基于技术系统进化法则进行预测，我们首先要了解什么是技术系统？技术系统的进化法则有哪些？大致的内容是什么？在此作一一介绍。

（一）技术系统及其八大进化法则要知道什么是技术系统，必须知道什么是系统？按照《现代汉语词典》的说法，系统是指相关事物按一定的关系组成的整体。

这里说的相关事物，指构成系统的元件，以及完成系统功能的运作。

因此，我们可以更加明确地把系统定义为元件与运作组成的功能团。

不同系统实现不同的功能，技术系统实现的是技术属性的功能。

因此，技术系统定义为：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。

技术系统进化法则TRIZ理论中包含的进化法则主要有：完备性法则，能量传递法则，动态性进化法则，提高理想度法则，子系统不均衡进化法则，向超系统进化法则，向微观级进化法则，协调性进化法则。

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。

（1）什么是技术完备性法则？是指技术系统要实现某种功能的必要条件是在整个技术系统中一定要包含四个相互关联的基本子系统，即动力装置、传输装置、执行装置和控制装置。

从实现功能的角度来说，技术系统如何划分？从实现功能的角度来说，技术系统课划分为两类：改变物体参数的系统，即执行技术系统；测量物体参数的系统，即测量技术系统。

（2）什么是技术系统能量传递法则？技术系统实现其基本功能的必要条件之一是：能量能够从能量源流向技术系统的所有元件。

学习后能解决什么问题？如果技术系统的某个元件接收不到能量，他就不产生效用，那么整个系统就不能执行其有用功能或者所实现的有用功能不足。

（3）什么是技术系统动态进化法则？动态性进化法则提出以下几个方面的进化趋势：技术系统会向提高其柔性、可移动性和可控性的方向进化。

具体内容：1、提高柔性子法则提高技术系统的进化过程，技术系统将会从刚性体逐步进化到单铰链、多铰链、柔性体、液体/气体，最终进化到场的状态。

提高可移动性子法则提高可移动性法则指出，技术系统的进化，应该沿着技术系统整体可移动性增强的方向发展。

例如清洁工具的进化：扫帚——吸尘器——遥控清扫机，还有座椅的进化：四腿椅——摇椅——转椅——滚轮椅提高可控性子法则提高可控性法则指出系统的进化应该沿着增加系统内各部件可控性的发展方向。

例如路灯的进化：分别开闭——总控开闭——自动感应开闭——自动感应开闭并自调亮度，还有照相机调焦的进化：手动调焦——通过按钮调焦——感应光线调焦——自动调焦（4）技术系统提高理想度法则技术系统理想度法则指出技术系统朝着提高系统理想度的方向进化，其公式可以表示为理想度=所有有用功能/( 所有有害功能+成本）按照理想度的概念，最理想的产品是怎样的？改产品作为实体并不存在，但是其有用功能仍然能够实现。

我们称这种情况下的产品为最理想产品；称这种情况下的设计方案为理想化最终结果。

技术系统A经过不断发展，历经了系统的不断扩展，子系统数量的不断增加，然后其技术系统、子系统、超系统进入了螺旋发展（扩展）与（收缩）的时期，最终结果是引入“理想物质”来代替整个技术系统A，于是系统A收缩于系统B，完成了一轮提高理想度的进化法则。

技术系统的理想度可以定义为他的定性特征，他反映一个技术系统对于一个理想系统的近似程度。

最理想的产品或者技术系统（也称理想系统）是不存在的。

但是理想化的最终结果是产品设计的一个努力的方向，是技术系统向最理想系统进化的过程。

理想化最终结果的广义概念表述是，技术系统某参数的改进，不会对系统的其他参数产生不利影响。

明确问题的理想化最终结果，有可能引领问题的解决者得到最优的、有远见的问题解决方案。

而且，“提高理想度法则”是TRIZ解决矛盾时的一个关键思想。

首先，理想化最终结果意味着，在技术系统中，每件事情或者功能必须仅仅花费系统内部的已有资源，自我实现：其次，在技术系统中，所需操作，必须仅仅在必要的位置上和时间内（5）子系统不均衡进化法则任何系统各子系统的进化，都不是均衡一致的。

这个法则，在技术系统发展和进化的各个阶段都适用。

利用这一法则的知识，可以帮助设计人员，及时发现技术系统中不理想的子系统，并改进或以较先进的子系统代替这些不理想的子系统。

从而使我们能以最小成本，实现对这一特定参数的改进。

（6）技术系统向超系统进化法则超系统：就是超出这个系统以外的其他系统。

两种方式：1.使技术系统和超系统的资源组合；2.让系统的某子系统，被容纳到超系统中。

（7）技术系统向微观级进化法则技术系统向微观级进化法则指出，技术系统及其子系统在进化发展过程中，向着减小它们尺寸的方向进化。

例如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。

再有就是一些PDA产品，将键盘输入功能设置在其柔性的外包装套上，展开后就是一个键盘。

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规律，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、到柔性、到气体、到液体，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。

比如轴承，它从开始的单排球轴承，到多排球轴承，到微球轴承，到气体、液体支撑轴承，到磁悬浮轴承。

又如切割技术，从原始的锯条，到砂轮片，到高压水射流，到激光切割等。

它们在本质上基本都是沿着和键盘相似的演变路线不断发展的。

（8）技术系统协调性进化法则技术系统协调性进化法则指出，技术系统向着其子系统各参数协调、系数参数与超系统各参数相协调的方向发展进化。

进化到高级阶段的技术系统的特征是，子系统为充分发挥其功能，各参数之间有目的地相互协调或反协调，能够实现动态调整和配合。

子系统各参数之间的协调，包括材料性质、几何结构和尺寸、质量上的相互协调。

（二）基于技术进化法则的技术预测与新产品开发显然，一旦掌握了这些规律，我们就可以在此基础上，确认目前产品所处的发展状态，发现产品存在的缺陷和问题，并预测未来的发展趋势，制定产品开发战略和规划。

这就是我们常说的技术预测。

技术预测包含一个重要内容，那就是产品进化曲线——S曲线，用于表示产品从诞生到退出市场这样一个生命周期的基本发展过程。

在TRIZ理论中将进化曲线分为四个阶段，即婴儿期，成长期，成熟期和衰退期。

婴儿期和成长期一般代表该产品处于原理实现、性能优化和商品化开发阶段，到了成熟期和衰退期，则说明该产品技术发展已经比较成熟，盈利逐渐达到最高并开始下降，需要开发新的替代产品。

随着产品的不断更新换代，形成了该类产品的进化曲线族。

产生进化曲线——S曲线。

TRIZ理论提供了一种识别和确认产品所处状态的技术，即首先总结出特定时间内与产品相关的专利数量，专利级别，市场利润因此，基于技术进化法则，可以使我们的产品开发具有可预见性，对于提和产品性能的基本变化规律，那么通过对当前产品的相关参数变化提高产品创新的成功率,缩短发明周期，都具有重要意义和价值。

化情况，我们就可以确定该产品处于生命周期的哪个阶段，从而为制定产品开发策略提供参考。

产品进化与研发预测实例：案例一直升飞机的诞生与发展二十世纪最重大的发明之一，是飞机的诞生。

人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。

而2000多年前中国人发明的风筝，虽然不能把人带上太空，但它确实可以称为飞机的鼻祖。

本世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献，他们就是莱特兄弟。

在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能，而莱特兄弟确不相信这种结论，从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞，终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，并且获得试飞成功。

他们因此在1909年获得美国国会荣誉奖。

同年，他们创办了“莱特飞机公司”。

这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。

1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、有动力的、可操纵的飞行。

1910年12月10日，在法国巴黎展览会上，有一架飞机在表演时坠毁。

驾驶员被抛出燃烧的机舱。

但是，这架飞机却引起人们很大关注。

因为它使用的一台新型发动机。

设计者就是飞机驾驶员本人，他是罗马尼亚人，名叫亨利·科安达，毕业于法国高等技术学校。

他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气，同时增设一个加力燃烧室，使燃气在尾喷管中充分膨胀，以此来增大反推力。

这就是最早的喷气发动机。

本世纪30年代后期，活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里，俯冲时已接近音速。

音障的问题日益突出。

前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。

德国设计师，奥安在新型发动机研制上最早取得成功。

1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。

1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He－178喷气式飞机。

喷气发动机研制出之后，科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行，经过10多年之后这项工作终于被美国人完成了。

1947年10月14日在美国加利福尼亚州的桑格菲尔地区，贝尔公司试飞能冲破音障的飞机。

上午10时一架巨大的B－29轰炸机，在机舱下悬挂着一驾造型奇特的小飞机起飞了。

这架小飞机命名为X－1火箭飞机。

X －1飞机装有4台火箭发动机，总推力2700公斤，使用的燃料是危险的液氢和酒精。