S曲线与技术进化法则(TRIZ)

S曲线与技术系统进化法则主讲人自行车的进化自行车是1817年法国人西夫拉克发明的，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，骑车人的脚是驱动装置。该车不能转向，不舒适。自行车的进化1861年，基于“木房子”的新一代自行车设计成功，该车是现在所说的“早期踏板车”，“木房子”的缺点依然存在。自行车的进化1870年，被称为“Ariel”的自行车设计成功，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。自行车的进化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。自行车的进化1888年，车闸设计成功，前轮直径已经变大，但零部件材料不过关，影响了自行车的速度。自行车的进化20世纪，各种新材料用于自行车零件。并且有了折叠自行车，变速自行车。后变速器前后变速器自行车的进化21世纪的自行车自行车的进化21世纪的电动自行车这款电动力自行车外形如同一个平板，它采用汽车用锂电池供电。自行车上的车把、车座和脚蹬等部件都可以折叠起来，只需要一个平板大小的空间就可以存放它。这款车为骑车者提供了许多便利设计：当它使用电力前进时，两个脚蹬可以同时降低到最底端。在车的平板内部还设计了一个储存空间，您可以将笔记本电脑、手机、iPod等随身物品放入其中。它还可以利用您放在存储空间中的笔记本登录到互联网上，并通过前端内置的屏幕为您提供道路导航。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？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。S曲线－婴儿期当实现系统功能的原理出现后，系统也随之产生；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。时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期婴儿期的特征:对婴儿期的建议1.充分利用已有技术系统中部件和资源第一代modem是和已有的电话线相匹配，协调发展的。2.与已有的其他先进系统或部件相结合modem与3G的结合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”－带宽问题主要问题：缺乏资源新系统中存在一系列“瓶颈”问题新系统的性能通常不如旧系统练习举出一个当前处于婴儿期的技术系统。你认为当前该技术系统面临的最迫切的问题是什么？当前处于婴儿期的产品动力电池组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，LeeDe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。S曲线－成长期成长期的特征：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；随着收益率的提高，投资额大幅增长；特定资源的引入使系统变得更有效。时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期成长期特点1.开始获利2.进入不同的细分市场3.系统及其部件会有些适度的改变4.是产品生命周期中最好的阶段技术系统进入不同的细分市场－专用化各种类型的GPS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。练习举出一个当前处于成长期的技术系统。你认为当前该技术系统面临的最迫切的问题是什么？S曲线－成熟期时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期成熟期的特征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系统发展趋于缓慢的原因：1.系统性能已接近自然极限，发展趋于缓慢2.回报率/有害作用的比值快速增长3.经济和法律的限制4.超系统发生改变5.新出现的矛盾阻碍系统的发展实例：芯片的运算速度受电子移动速度所限实例：和汽车相关的问题交通堵塞停车空气污染废旧汽车实例：汽车速度受规定所限成熟期的主要特征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_如：纳米材料4.系统的改变主要是外在的变化对成熟期的建议1.下一步的努力方向是：降低成本，改善外观2.增添系统服务功能的可能性3.简化系统，和其他系统或技术相结合实例：一体打印机向系统中引入辅助性新功能手机的发展GPS功能照相功能电视、指纹加密、蓝牙、双卡单待…练习举出一个当前处于成熟期的技术系统。你认为当前该技术系统面临的最迫切的问题是什么？S曲线－衰退期时间性能参数婴儿期成长期成熟期衰退期相同功能的新技术系统开始排挤老系统系统带来的收益在下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实例：计算尺、胶片单反机计算尺胶片机存储器对衰退期的建议:老式明轮船现代娱乐用的明轮船武器比赛项目寻找新的领域：如体育、娱乐等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。当前处于衰退期的产品S-Curve的相关性四参数法：PERFORMANCEINDEXNUMBEROFINVENTORSLEVELSOFINVENTIONDEGREEOFPROFITALLITYTIME性能参数发明数量发明等级利润程度InfancyRapidGrowthMaturityBeforeMaturity发明级别发明专利数量参数性能利润t2t3t2t3t3t2t1时间时间时间时间t1t1t1t1t2t3IIIIVIII发明级别发明专利数量参数性能利润t2t3t2t3t3t2t1时间时间时间时间t1t1t1t1t2t3IIIIVIII婴儿期成长期发明级别发明专利数量参数性能利润t2t3t2t3t3t2t1时间时间时间时间t1t1t1t1t2t3IIIIVIII发明级别发明专利数量参数性能利润t2t3t2t3t3t2t1时间时间时间时间IIIIVIIIt1t1t1t1t2t3成熟期衰退期提高运输速度的各类技术系统的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动的固体燃料火箭进化S曲线8-总体的S曲线S曲线理论是企业制定战略的重要参考尺度产品技术成熟度企业技术战略创新战略婴儿期评估该技术的功能能力，如果优于现有技术，分析技术转化为产品的主要障碍，投入资金进行攻关，尽快实现技术产品化，争取尽快推向市场，抢占技术领先优势。局部创新成长期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。局部创新成熟期改进工艺、材料和外观，尽快使成本降到最低，这个时期的利润主要靠市场营销手段来获取。同时必须投入资金跟踪或探索可能的替代技术，判断新技术的技术成熟度，采取相应对策。局部创新和系统创新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性能的替代技术。系统创新S曲线预测案例：运用罗吉斯曲线(LogisticModel)计算产品的技术生命周期，预测其发展趋势。LogisticModel预测模型：()()1tkPteP(t)为专利累积个数；α为S曲线斜率,也就是S曲线的成长率；β为成长曲线中之转折点(Midpoint)的时间点。k则代表成长的饱和水平,即饱和点(Saturation),其定义为[k×10%,k×90%],也是成长期与成熟期所需的时间长度t。人造板技术专利分析与趋势预测软件将上述罗吉斯曲线的数学式转换成3项参数,即饱和点、成长时间(Growthtime)和转折点,为操作者自行判断提供参考。专利检索地区为国内专利数据库,对有关人造板加工的专利进行检索,检索出1985年到2007年与人造板有关的发明专利共计403份,实用新型专利3940份由图可知,人造板技术发展饱和点的专利数量为1191件,整个曲线的成长时间为33714个。整个曲线的成长时间为33714个月,即经历33714个月专利数量会达到饱和点。将计算得到的S曲线加以归纳,可以得出国内人造板技术的生命周期。在婴儿期部分,以专利库的第一笔资料即1988年8月算起,成长期转为成熟期的转折点为313个月。结论：目前国内的人造板技术正处于成长期,由TRIZ理论的S曲线进化法则可知,处于成长期的人造板技术需要降低支出,系统结构及其组成部分需要改善,系统还拥有取之不尽的可以利用的内部和外部资源,通常在这个阶段,系统与不理想因素相关的矛盾还不很尖锐,允许折中和暂缓解决。技术系统进化法则达尔文阿奇舒勒1859年出版了震动当时学术界的《物种起源》技术系统的进化遵循一定的模式和规律。技术系统的发展（在一定限度内）是可预测的。1、技术系统概念2、系统、子系统、超系统3、技术系统进化论主要内容：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什么是技术系统？系统的本质属性：1）系统特征：飞机是飞行，缝纫机是缝制衣服2）作用客体：空气，缝制的衣服3）主要有效功能：飞机运送货物，缝纫机缝制衣服例：电冰箱的系统特性、作用客体和系统属性系统特性：制冷作用客体：空气系统属性：冷藏食物系统结构图：环境输入输入输出系统子系统子系统子系统子系统系统、子系统、超系统以汽车为例，轮胎、发动机、方向盘等是汽车的子系统；交通系统就是汽车的一个超系统，因为每辆汽车都是整个交通系统的一个组成部分。当然，气候，车库等也是汽车的超系统。当前系统课堂练习2请说明电冰箱的子系统和超系统技术系统进化法则—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萨拉马托夫《技术系统进化理论基础》1996年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这款打印机不仅身形小巧，能够装入手提袋，而且还装备了OLED背光显示设备。这款袖珍打印机长为23厘米，宽为6厘米，它的OLED屏防水防尘，还能显示打印状态。通过暗藏的USB接口，您可以让它连接电脑充电。此外，您只要将这个接口与电脑或者其它设备相接，再放入A4纸，打印机就能工作了，使用简单、方便。便携打印机最终理想解(IdealFinalResult)理想解产品进化成本有害作用有用功能理想度＝火柴硬盘提高理想度法则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。技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化提高理想度法则是所有进化法则的方向无键键盘明亮玻璃键盘上蚀刻键的方框，使其与动作捕捉照相机结合，跟踪你手指的位置。EmotivEmotiv嵌入式操作系统的神经头