技术系统进化与技术预测

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2015/3/5
米格-15 与 F-86“佩刀”的相似性
“随后，当米格战斗机征服了朝鲜的天空之后， 美国人也推出了他们的新产品——自己的第一批 箭翼喷气式歼击机 F-86‘佩刀’。
这两架飞机是在两个不同的国家中被制造出来的 ，而且每一个的研制都是在绝密条件下进行的。
但是当它们在天空中展开战斗的时候，却突然发 现，原来两架飞机是那么惊人地相似，甚至它们 的零件都罕见地相似……
S曲线与理想化度的关系
ID
理想的电熨斗（不倒翁式熨斗）
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自修复油漆 Self-repairing paint
“擦伤保护膜”包含有一 种新开发的高弹性树脂， 从而可以有效防止擦伤， 以免影响汽车内层的表面。
6.1 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 很大的或根本性的变化。但 这些产品的主要功能并没有 变 化。
• 如：汽车与自行车的主要功 能 是“运 送货物 与人”
• 计算机的主要功能是“代替 人 进行计 算”
• 机床的主要功能是“加工零 件 ”。
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米格-15 与 F-86“佩刀”的相似性
乌·乌·斯特鲁明斯基院士谈到了一个乍看 起来惊人的巧合事件。
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自行车实例分析
• 1879年 ， 脚登 驱 动、 链 轮及 链条 传 动的 自 行车 设 计成 功 ， 该 类车 的 速度 可 以达 到 很高 ， 但该 类 自行 车 没有 车 闸，因 此高速 骑车时 很危险 。
• 1888年 ， 车闸 设 计成 功 ，前 轮直 径 已变 大 ，但 零 部件 材 料不过 关，影 响了自 行车的 速度。
飞 机 进 化 的 分阶段 S—曲 线
进化规律2：增加理想化水平
技术系统是功能的实现，同一功能存在多种 技术实现形式，任何系统在完成所需的功能时， 都产生有害功能。为了对正、反两方面作用进 行评价，采用如下的公式：
有用功能之和(UF) 理想化度（ID）＝
有害功能之和(HF)+成本(C)
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人和动物在跳高上的差别
一条大西洋大马哈鱼也能从水面跃起4.5 米，这是它身长的6倍；
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人和动物在跳高上的差别
最不起眼的跳蚤无疑是 地球上的跳高冠军，它 能跳起23厘米，听起来 也许不算高，但这一高 度 却是它身高的200倍— 折算成人如果也能跳出 同样水平的话，那就意 味着我们一跳就能跃上 帝国大厦的观景台了。
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米格-15 与 F-86“佩刀”的相似性
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6.2.4 提高运输速度的技术系统S曲线
1-马车的进化 S曲线 2-滑轨装置车进化 S曲线 3-发动机驱动车进化 S曲线 4-螺旋桨飞机进化 S曲线 5-喷气式飞机进化 S曲线 6-化学燃料火箭进化 S曲线 7 -核燃料火箭和利用太阳能驱
进化规律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

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• 既从历史的观点看，产品处 于 进化之 中。
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技术性能随时间变化的规律
S —曲 线
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分 段 S—曲 线
6.2 技术进化过程实例分析
运动员跳高技术的进化 自行车进化实例分析 电话和手机进化演进分析 提高运输速度的技术进化曲线
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跨跃式
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翻滚式
但跨跃式最终被“翻滚式”取代，即运 动员用内侧腿起跳，然后外侧腿借力让 整个身体翻滚跃过横杆。
这种新的跳跃技术让男子跳高在1912年 突破了2米大关，到1964年，男子跳高纪 录已达到2.29米。
这种“自动修复油漆”使 刮伤的汽车表面从一天到 一个星期返回其原始状态， 这取决于温度和划痕深度。
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自服务
鸡蛋上如何打上相关信息？
2015/3/5
增加系统理想化的七种方法
增加系统理想化程度或水平
去
采
去
自
去
合
通
除
用
除
服
除
动的固体燃料火箭进化 S曲线 8-总体的 S曲线
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产品或技术S曲线族
技 术 性 能
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2015/3/5
6.3 技术系统进化规律
技术系统进化规律
技 增 系 增 技 系 系 减提 技 系 技
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人和动物在跳高上的差别
最 新试验 表明六 毫米长 的沫蝉 ， 弹 跳一次 就可以 轻松超 过与它 身 体高度 相当的 物体。 已经超 过 了先前 人们普 遍承认 的昆虫 界 的跳高 冠军跳 蚤。
沫 蝉后腿 内存在 有大量 的肌肉 ， 可 以在瞬 间释放 出储存 在肌肉 内 的能量 。
并
过
双
更
辅
务
元
离
整
重
综
助
件
• 1861年 ， 基 于“ 木 房子 ” 的新 一 代自 形 车设 计 成功 ， 该车 是 现 在 所说 的 “ 早期 脚 踏车 ” ，“ 木 房子 ” 的缺 点 依 然存 在。
• 1870年， 被称 为“ Ariel”的 自行 车车 设计 成功 ，该 车前 轮安 装 在 一 个垂 直 的 轴上， 使转 向 成为 可 能， 但 依然 不 安 全、 不 舒适、 驱动困 难。
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人和动物在跳高上的差别
一般人现在能跳过平均身高的20％，实在 不算高；
袋鼠能跳过2.75米，是它身高的2倍； 企鹅能跳过2米，大约是它身高的2.5倍； 美洲狮能跃起4.5米，那是它身高的5倍；
数 据显示 沫蝉的 最高跳 跃高度 可 达70厘 米，相 当于一 个中等 身 高的人 体跳上 一座 210米 高的 摩 天大楼 。
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6.2.2 自行车进化实例分析
• 自 行 车 是 1817年 发 明的 。 称为 “ 木房 子 ”的 第 一辆 自 行车 由 机 架 及木 制 的 轮子 组 成， 没 有手 把 ，骑 车 人的 脚 是 驱动 动 力。从 工程的 观点看，该车 不舒适 、不能 转向等 。
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第6部分 技术系统进化与技术预测 6.1 概述 6.2 技术进化过程实例分析 6.3 技术系统进化规律 6.4 技术成熟度预测方法 6.5 工程实例分析
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为应付领导检查 突击建体育场弯道变直角
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6.2.1 运动员跳高技术的进化
男子世界纪录：古巴的索托马约尔保持室外世 界 跳 高 纪录2.45米和室内世界跳高纪录2.43米
女子世界纪录： 保加利亚的科斯塔迪诺娃保持 室 外 世 界跳高纪录2.09米，德国的亨克尔保持 室 内 世 界跳高纪录2.07米
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米格-15 与 F-86“佩刀”的相似性
这就是所谓的科学！完全不同的科学家，完全不 同的工程师，完全互相隔绝的状态，但是两个研究 得出的结果却异常相近。 国家的界限和社会制度的差异也几乎没有影响到 技术发展过程的客观性。 技术系统发展的客观规律是存在的，这些规律也 是可以被人类认识和利用的，从而不必筛选各种方 案就能够有针对性地解决发明问题。
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背跃式
但是，在1968年奥运会上，一个叫蒂克·福 斯 贝利的人以一种新的跳跃姿势——背跃 式(即运动员起跳后让背部跃过横杆)改变 了一切。
蒂克·福斯贝利的这一技术对跳高运动的影 响极其深远。
古巴名将索托马约尔在1993年创造的2.45 米的世界纪录至今无人打破。
历史上最高的人罗伯特·珀欣·瓦德卢2.72米。 足球比赛中球门横梁的高度是2.44米。
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跨跃式
从1896年第一届现代奥林匹克运动会到现 在，跳高这一项目已走过了一段长长的发 展道路。
1896年的跳高平均成绩仅有1.65米，当时 运动员采用的姿势是最原始的“跨跃式”， 即运动员先让一腿跃过横杆，再迈过另一 腿。
• 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。
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电话形态演进分析
2015/3/5 6.2.3 电话形态演进分析
进主
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技术系统进化法则
1.完 备性法则 2.能 量传递法则 3.协 调性法则 4.提 高理想度法则 5.动 态性进化法则 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
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在朝鲜战争期间，美国侵占了朝鲜，前 苏联则以自己的空军力量支援朝鲜。当 时最新的前苏联战斗机米格—15第一次 在实战中投入使用— 在对美战争中它给 人留下了无比惊奇的印象。
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背跃式
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从1900年到1960年，跳高成绩平均每年提 高4毫米；
背跃式被采用后，跳高成绩平均每年提高8 毫米，比以前翻了一番。
照这种趋势发展下去，400年后，人可以跳 过5.5米。然而，这种推算显然是荒谬的。