第二讲 进化法则与技术预测

缩短能量传递路径
控制装置
能量源
动力装置
传输装置
执行装置
系统作 用对象
3.协调性法则
技术系统的进化，沿着整个系统的各子系统相互更协 调，与超系统更协调的方向发展
材料 形状 频率
频率
电线共振
苏联714509
4.子系统不均衡进化法则
不同子系统有各自的S曲线
参数2
阶段3
阶段 2
参数1
参数 3
技术系统的进化应该沿着使能量 流动路径缩短的方向发展，以减 少能量损失
用可控性好的能量形式代替可控 性差的能量形式
减少能量形式的转换
蒸汽机车 能量利用率：5~15%
内燃机车 能量利用率：30~50%
电力机车 能量利用率：65~85%
化学能 化学能
电能
热能 压力能 机械能
压力能 机械能
机械能
1900
2000 时间，年
阶段3
1900
2000 时间，年
参数 4
1900
2000 时间，年
阶段1
1900
2000 时间，年
木桶理论
整个系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子系统
子系统不均衡进化法则
实例：飞机
后掠翼 三角翼 50年代后期 80年代
三翼
双翼
20世纪初～30年代
平直单翼
大功率
亚音速
入资金跟踪或探索可能的替代技术，判断新技术的技 创新 术成熟度，采取相应对策。
退出期 重点投入资金寻找、选择和研究能够进一步提高产品 系统
性能的替代技术。
创新
S曲线跃迁
性 能
最低成本
参
最佳可靠性
数
最大功效
最大性能
能正确工作 能工作
下一代产品 时间
S曲线的意义
1. 描述了技术系统的一般发展规律。 2. 用于确定技术系统当前所处的发展阶段。 3. 为研发决策提供参考作用。
气体 液体
分子、离子 复合分子
带填充物的毛细管材料 毛细管-多孔材料
多铰接
粉末
多孔的材料
单铰接
针状和纤维状物体
中空的均质体
刚体 向场的方向进化
实心物体
实心物体
提高物质的可分性 提高混合物质的可分性
糖的进化
实心组件
两个部分
多个部分
粒状和 粉末状
膏状和 凝胶状
液态
泡沫与雾状
气态
原子和等 离子体
场作用
真空态
动态性进化法则—提高易控性
不可控组件
手动控制
执行机械控制
自动控制
木棍支撑天窗
按钮控制天窗
根据温度 自动开天窗
动态性进化法则—提高易控性
不可控组件
手动控制
执行机械控制
自动控制
6.向微观级进化法则
老式路灯
开关控制
声控、光控
光感调节亮度
向微观级进化法则
自行车按此进化序列
向微观级进化法则
场
原子、粒子
沸石和胶质材料
微观进化法则
刚体
铰接
柔性
液体
气体
场
雨伞
7.向超系统进化法则
技术系统的进化是沿着从单系统—双系统—多系统 的方向发展
类似组件的增加 不同组件的增加
帆船的进化
单组件系统
引入单一的 附加组件
引入多个 附加组件
更高水平 的单系统
前帆+后帆
前帆+后帆+横帆
帆+蒸汽机
相同系统合并
参数差异系统合并
竞争系统合并
实现技术产品化，争取尽快推向市场，抢占技术领先 优势。
首先将新产品推向市场，抢占先发优势，然后不断对 局部 成长期 新产品进行改进，不断推出基于该核心技术的性能更 创新
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。
改进工艺、材料和外观，尽快使成本降到最低，这个 局部 成熟期 时期的利润主要靠市场营销手段来获取。同时必须投 系统
小结各阶段的特点
特征 不同阶段
婴儿期 成长期 成熟期 衰退期
性能进展 专利等级 专利数量 经济效益
缓慢
最高
少
负数
高速
逐渐下降
最多
快速增长
最佳
持续下降 逐渐下降
最佳
逐渐下降 快速下降 快速下降 逐渐下降
小结各阶段举措
成熟度
企业技术战略
战略
评估该技术的功能能力，如果优于现有技术，分析技 局部 婴儿期 术转化为产品的主要障碍，投入资金进行攻关，尽快 创新
向超系统 进化法则
完备性法则
协调性法则
子系统不均 衡进化法则
提高理想度法则
能量传递法则
向微观级 进化法则
动态性进化 法则
1.完备性进化法则
一个完备的技术系统必须包含四个部分：
动力装置，传输装置，执行装置，控制装置
控制装置
能量源
动力装置
传输装置
执行装置
系统作 用对象
系统完备性
动力：拉开的弓
传动：弦 执行：弦
技术系统是沿着提高其理想度， 向最理想系统的方向进化
提高理想度法则代表所有进化法则的最终方向
简化
完整的系统
移除一个组件
移除多个系统
最大限度的简化系统 薄膜显示屏
离散安置
仪表组合
图线显示
挡风玻璃显示
自服务
S曲线与进化法则之间的关系
性
成熟期
能
参
数
成长期
衰退期
婴儿期
时间
完备性法则 能量传递法则
协调性法则 提高
动态性进化法则 向微观级进化 Biblioteka Baidu超系统进化 子系统不均衡进化
理想度法则
主要内容
技术系统进化法则 技术预测
进化潜力分析
任何技术系统的进化都是在多个进化法则 的共同作用下进行的。
C A
系统进化的 组合轨迹
B
进化潜力分析方法
主要内容
自行车进化
技术系统进化法则
8大进化法则 进化潜力分析
技术预测
技术预测方法
单-双/多-单----进化总模式
单系统
双或多系统
相似的功能
不同的功能
具有相似 具有混合 的特性 的特性
具有不同 具有相反 的特性 的特性
部分地简化系统 完全简化后新的单系统
向超系统跃迁
实例：飞机的航程受载油量的限制
子系统
超系统
8.提高理想度法则
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 唯功能无系统
控制：人 能量来源：人 作用对象：箭
完备性进化法则的建议
超系统 技术系统
控制装置 动力装置 传输装置
执行装置
控制装置 动力装置
传输装置 执行装置
控制装置
动力装置 传输装置 执行装置
控制装置 动力装置 传输装置 执行装置
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
让创新掌握在您的手中！
S曲线与进化法则
周永清
S曲线
性能参数
成熟期
衰退期
成长期 婴儿期
时间
实例：汽车
技术成熟度预测
产 品 1. 单位时间内的技术性能 技 术 2. 单位时间内的发明级别 成 熟 3. 单位时间内的专利数 度 预 4. 单位时间内的利润 测 的 5. 生成曲线图 步 骤 6. 产品技术成熟度预测
7. 结论评价
主要内容
自行车进化
技术系统进化法则
8大进化法则
技术预测
技术系统进化法则
达尔文
阿奇舒勒
自行车的进化
1817
1839
1870
1888-1889
1869-1886
自行车的进化
下一代是什么样的呢？
下下一代是什么样的呢？ 下下…下一代呢？
主要内容
自行车进化
技术系统进化法则
8大进化法则
技术预测
技术系统进化法则
平直单翼 平直单翼
40～50年代
速度↑
子系统不均衡进化法则
系统的短板举例？
5.动态性进化法则
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
动态性进化法则－提高柔性
结构柔性进化
水龙头按此进化的序列
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