系統(tǒng)進(jìn)化法則

關(guān)于系統(tǒng)進(jìn)化法則22、技術(shù)系統(tǒng)/技術(shù)過(guò)程矛盾理想化資源系統(tǒng)科學(xué)思維科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)+專業(yè)知識(shí)+交叉學(xué)科知識(shí)創(chuàng)新思維培養(yǎng)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則功能分析物場(chǎng)模型矛盾分析專利分析發(fā)明問(wèn)題解題流程（ARIZ）科學(xué)原理知識(shí)庫(kù)辯證法＋系統(tǒng)論＋認(rèn)識(shí)論+本體論發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法技術(shù)矛盾發(fā)明原理基本概念理論基礎(chǔ)問(wèn)題分析工具問(wèn)題求解工具解題流程理論來(lái)源資源分析物理矛盾分離方法TRIZ

理論體系哲學(xué)思想第2頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天TRIZ

理論體系

謀略技巧方法第3頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天40個(gè)發(fā)明原理39個(gè)通用工程參數(shù)和矛盾矩陣物理矛盾的分離原理物－場(chǎng)模型分析TRIZ

理論體系2.2TRIZ的理論體系

謀略技巧方法TRIZ的創(chuàng)造性思維：系統(tǒng)思維多屏幕法、智能小人法、金魚(yú)法、尺度-時(shí)間-成本算子技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則最終理想解（IFR）發(fā)明問(wèn)題的（76個(gè)）標(biāo)準(zhǔn)解法發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)算法物理效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫(kù)TRIZ的9大經(jīng)典理論第4頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天TRIZ理論簡(jiǎn)介2.3TRIZ解決問(wèn)題的方法和流程效應(yīng)知識(shí)庫(kù)矛盾矩陣76個(gè)發(fā)明問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法發(fā)明問(wèn)題解決程序(ARIZ)理想化技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則需求功能/資源分析及矛盾定義物場(chǎng)模型39個(gè)通用工程參數(shù)分離原理選擇和描述問(wèn)題40個(gè)發(fā)明原理發(fā)明問(wèn)題最終解決方案第5頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天6三大進(jìn)化理論

1.達(dá)爾文的生物進(jìn)化論

2.馬克思的歷史唯物主義社會(huì)進(jìn)化論

3.阿奇舒勒的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論第6頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天7

阿奇舒勒先生是研究分析了成千上萬(wàn)例世界上頂尖工程技術(shù)領(lǐng)域中的重要專利，使他對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化趨勢(shì)的規(guī)律產(chǎn)生了最初的理解，由此奠定了他創(chuàng)立解決發(fā)明問(wèn)題的分析方法的基礎(chǔ)，并逐漸完善TRIZ創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。

TRIZ原理可理解為：所有技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化都遵循一定的客觀規(guī)律。

第7頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天8

技術(shù)系統(tǒng)一直處于進(jìn)化之中，解決技術(shù)系統(tǒng)矛盾是進(jìn)化的推動(dòng)力。技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論指出第8頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天TRIZ理論前提和基本認(rèn)識(shí)：產(chǎn)品及其技術(shù)的發(fā)展總是遵循著一定的客觀規(guī)律同一條規(guī)律往往在不同的產(chǎn)品或技術(shù)領(lǐng)域被反復(fù)應(yīng)用，很多創(chuàng)新實(shí)質(zhì)上往往是其他領(lǐng)域技術(shù)在某一領(lǐng)域的全新應(yīng)用人們只要遵循著產(chǎn)品及其技術(shù)發(fā)展的客觀規(guī)律就能能動(dòng)地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)并預(yù)測(cè)產(chǎn)品的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)第9頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則涵蓋了各種產(chǎn)品核心技術(shù)的進(jìn)化規(guī)律技術(shù)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)由元件和操作構(gòu)成。系統(tǒng)的更高級(jí)系統(tǒng)稱超系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化指實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的技術(shù)從低級(jí)向高級(jí)變化的過(guò)程每個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化一般都要經(jīng)歷如S-曲線所示的四個(gè)階段：嬰兒期-成長(zhǎng)期-成熟期-衰退期（幼年期）（發(fā)展期）（老年期）第10頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則1.完備性法則2.能量傳遞法則3.動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則4.提高理想化法則5.子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則；6.向超系統(tǒng)進(jìn)化法則；7.向微觀級(jí)和場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)化法則8.子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性法則第11頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化生命周期S曲線、第12頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則之一

－S曲線進(jìn)化法則、

一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化一般經(jīng)歷4個(gè)階段，典型的S曲線是描述一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的完整生命周期。當(dāng)一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化完成4個(gè)階段后，必然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的技術(shù)系統(tǒng)來(lái)替代它，如此不斷的替代。嬰兒期衰退期成長(zhǎng)期成熟期第13頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天1-馬車的進(jìn)化S曲線2-滑軌裝置車進(jìn)化S曲線3-發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車進(jìn)化S曲線4-螺旋槳飛機(jī)進(jìn)化S曲線5-噴氣式飛機(jī)進(jìn)化S曲線6-化學(xué)燃料火箭進(jìn)化S曲線7-核燃料火箭和利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的固體燃料火箭進(jìn)化S曲線8-總體的S曲線提高運(yùn)輸速度的各類技術(shù)系統(tǒng)的S曲線第14頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化不同階段的特征、tttt專利數(shù)量利潤(rùn)性能參數(shù)發(fā)明級(jí)別1234時(shí)間（階段）通過(guò)性能參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，可以準(zhǔn)確地予測(cè)產(chǎn)品和技術(shù)所處的生命周期階段。第15頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)例：飛機(jī)機(jī)翼的“多-雙-單”和“單-多”系統(tǒng)操縱“索羽茨”緊急降落的多葉型機(jī)翼為亞、超和極超音速飛機(jī)配置的多機(jī)翼型的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換器機(jī)身帶有機(jī)翼和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的“宇宙飛船”（非自動(dòng)升降、降低）復(fù)雜的飛機(jī)：－單機(jī)翼－機(jī)翼非均質(zhì)、細(xì)長(zhǎng)、雙系統(tǒng)－尾部機(jī)翼帶細(xì)長(zhǎng)非均質(zhì)多系統(tǒng)－中斷器（在機(jī)翼上，非機(jī)翼）反轉(zhuǎn)的單系統(tǒng)部分非自動(dòng)升降和降低：所有輔助系統(tǒng)都安裝在雙機(jī)翼的一側(cè)帶穩(wěn)定和減速用的反作用多機(jī)翼早先為減速用的伸縮型機(jī)翼為穩(wěn)定升降用的各種多機(jī)翼的翼面可改變特性的梯形和蜂窩型多機(jī)翼的升降翼面在多機(jī)翼一側(cè)安裝同樣形狀的翼面相反的部件-正向穩(wěn)定器作為組成飛行火箭的一個(gè)系統(tǒng)可調(diào)整特性不同大小翼面的雙機(jī)翼相同翼面的雙機(jī)翼S.Langpey（1903）雙平行機(jī)翼wilbur兩兄弟（1903）雙直立型機(jī)翼G.Caylay（1849）三翼機(jī)；W.Sawekuhew（1916）4翼；E.Fedorow5翼機(jī)（1895）；EnglishengineerG.Phillips（1883）40翼機(jī)FelixdiFelix（1857）AlexanderMoszhajski(1884)OttoLilienthal(1891)單翼機(jī)多機(jī)翼單機(jī)翼雙機(jī)翼多機(jī)翼單機(jī)翼自動(dòng)升降系統(tǒng)多機(jī)翼部分自動(dòng)升降系統(tǒng)第16頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天17掛鎖鏈條鎖電子鎖指紋鎖門鎖的進(jìn)化第17頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天18電腦鍵盤的進(jìn)化軌跡第18頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天19計(jì)算機(jī)的進(jìn)化10210110010－110－210－310－410－510－610-710－810－9量子計(jì)算機(jī)第19頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天20未來(lái)的電腦第20頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則1：完備性法則一個(gè)完整的技術(shù)系統(tǒng)包含動(dòng)力裝置、傳輸裝置執(zhí)行裝置和控制裝置四個(gè)部件控制裝置產(chǎn)品傳輸裝置執(zhí)行裝置動(dòng)力裝置能量源控制裝置完整的技術(shù)系統(tǒng)第21頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天第22頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則1實(shí)例帆船完成“貨物運(yùn)輸”功能的技術(shù)系統(tǒng)貨物桅桿船體帆風(fēng)能水手第23頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則1：完備性法則法則1的啟示：設(shè)計(jì)技術(shù)系統(tǒng)要考慮到系統(tǒng)的完備性，只有系統(tǒng)完備，才會(huì)實(shí)現(xiàn)一定的功能。擴(kuò)展：任何系統(tǒng)，在沒(méi)有完備的前提下，實(shí)現(xiàn)功能是困難的。第24頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則2：能量傳遞法則必須保證能量能從能量源流向技術(shù)系統(tǒng)的所有元件。能使能量流動(dòng)的路徑縮短的方向發(fā)展，以減少能量損失。第25頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天第26頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則2實(shí)例盡管收音機(jī)內(nèi)各子系統(tǒng)工作都正常，但收音機(jī)在汽車（金屬屏蔽的環(huán)境）中電臺(tái)傳導(dǎo)的能量源受阻不能正常收聽(tīng)廣播，在汽車外加一根天線，問(wèn)題就解決了絞肉機(jī)替代菜刀，用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)代替刀的垂直運(yùn)動(dòng)，能力傳遞路徑縮短，能量損失減少，同時(shí)提高了效率第27頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天能量傳遞法則啟示：任何系統(tǒng)的運(yùn)行均需要能量，我們可以希望消耗較少的能量，但不能希望系統(tǒng)不消耗能量。------------世界上沒(méi)有免費(fèi)的午餐第28頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則3：動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則

技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化應(yīng)沿著增加結(jié)構(gòu)柔性、可移動(dòng)性、可控性的方向發(fā)展，以適應(yīng)環(huán)境狀況或執(zhí)行方式的變化第29頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天第30頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)化路徑剛性單鉸鏈多鉸鏈柔性氣體、液體場(chǎng)第31頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天切割技術(shù)的動(dòng)態(tài)性進(jìn)化水切割激光切割線切割機(jī)床第32頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則3實(shí)例柔軟性可移動(dòng)性可控性照相機(jī)進(jìn)化：剛體單絞體多絞體柔性體液體/氣體場(chǎng)四腿椅轉(zhuǎn)椅滾輪椅手動(dòng)調(diào)焦通過(guò)按鈕調(diào)焦感應(yīng)光線調(diào)焦自動(dòng)調(diào)焦第33頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則3實(shí)例——

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化1930‘s第一臺(tái)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子-單轉(zhuǎn)子、單級(jí)整體壓氣機(jī)、單級(jí)渦輪第34頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則3實(shí)例——

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化1970’s的RB199(狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī))三轉(zhuǎn)子，整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共上萬(wàn)個(gè)零件。第35頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則3實(shí)例——

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化1990‘s的EJ200(歐洲戰(zhàn)斗機(jī)EFA)1990‘s末期的PW6000與70年代的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的零件數(shù)目減少1/3。第36頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則3實(shí)例——

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化發(fā)動(dòng)機(jī)零件數(shù)目由增加到減少發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提高推重比：<2→~15耗油率：↓60%，比70‘s↓20%壽命、平均故障時(shí)間、平均大修時(shí)間…↑生命期成本、噪聲…↓推重比目前預(yù)研目標(biāo)基準(zhǔn)耗油率零件數(shù)期望的趨勢(shì)～1975最大數(shù)第37頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則4：提高理想度法則技術(shù)系統(tǒng)沿著提高理想度，向最理想系統(tǒng)的方向進(jìn)化，代表著所有技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則的最終方向。理想化意味著：系統(tǒng)的質(zhì)量、尺寸、能量消耗0實(shí)現(xiàn)的功能數(shù)量∞第38頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天第39頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則4

－提高理想度法則最理想的技術(shù)系統(tǒng)：“它既不消耗任何資源，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有必要的功能”（作為物理實(shí)體它并不存在）技術(shù)系統(tǒng)是沿著提高其理想度，向最理想系統(tǒng)的方向進(jìn)化提高理想度法則是所有進(jìn)化法則的基礎(chǔ)。第40頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天什么是理想度？定量描述：定性描述：為實(shí)現(xiàn)有用功能的所有花費(fèi)最理想的狀況：

有用功能∝

資源的消耗0有害作用之和有用功能之和理想度＝

第41頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天測(cè)量金屬腐蝕度的理想方案、

最終理想解利用已有資源去掉容器但能實(shí)現(xiàn)有用功能——盛酸溶液？腐蝕的有害作用自動(dòng)消失傳統(tǒng)設(shè)計(jì)者鉑金容器耗費(fèi)資源耗費(fèi)時(shí)間第42頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則4實(shí)例第一臺(tái)計(jì)算機(jī)重量：數(shù)噸功能:計(jì)算現(xiàn)代計(jì)算機(jī)重量：1000克功能：上千種。包括計(jì)算、繪圖、通信、多媒體等第43頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天44計(jì)算機(jī)的進(jìn)化10210110010－110－210－310－410－510－610-710－810－9量子計(jì)算機(jī)第44頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天45未來(lái)的電腦第45頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則5：子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則任何技術(shù)系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)都不是同步、均衡進(jìn)化的，每個(gè)子系統(tǒng)都是沿自己的S曲線向前發(fā)展。不均衡的進(jìn)化經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致子系統(tǒng)之間的矛盾出現(xiàn)。整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化速度取決于系統(tǒng)中發(fā)展最慢的子系統(tǒng)的進(jìn)化速度。第46頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天第47頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則5實(shí)例自行車的進(jìn)化起先、腳蹬子直接安裝在前輪上，自行車速度與前輪直徑成正比，為提高速度人們著眼與增加前輪直徑；隨著前后輪尺寸差異加大，自行車的穩(wěn)定性變得很差，于是人們開(kāi)始研究自行車的傳動(dòng)系統(tǒng)，在自行車上裝上了鏈條和鏈輪第48頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則5

－子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)由多個(gè)實(shí)現(xiàn)各自不同功能的子系統(tǒng)組成。子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則包含著：任何技術(shù)系統(tǒng)中的每一個(gè)子系統(tǒng)都是沿著各自的S曲線進(jìn)化的；組成技術(shù)系統(tǒng)所包含的各個(gè)子系統(tǒng)都是不同步、不均衡進(jìn)化的；整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化速度取決于系統(tǒng)中發(fā)展最慢的即最不理想的子系統(tǒng)（木桶原理）利用這一法則的知識(shí)，可以幫助創(chuàng)造者及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)最不理想的子系統(tǒng)．第49頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天自行車的不均衡進(jìn)化第50頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則6：向超系統(tǒng)進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)沿著從單系統(tǒng)→雙系統(tǒng)→多系統(tǒng)的方向發(fā)展進(jìn)化到極限時(shí)，實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能的子系統(tǒng)會(huì)從系統(tǒng)中剝離，轉(zhuǎn)移至超系統(tǒng)，作為超系統(tǒng)的一部分。在該子系統(tǒng)的功能得到增強(qiáng)改進(jìn)的同時(shí)，也簡(jiǎn)化了原有的技術(shù)系統(tǒng)第51頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天第52頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則6：向超系統(tǒng)進(jìn)化法則第53頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則6：向超系統(tǒng)進(jìn)化法則第54頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則6實(shí)例飛機(jī)在長(zhǎng)距離飛行時(shí)，需要在飛行中加油。最初：燃油箱是飛機(jī)的一個(gè)子系統(tǒng)；進(jìn)化后：燃油箱脫離了飛機(jī)，進(jìn)化至超系統(tǒng)，以空中加油機(jī)的形式給飛機(jī)加油。飛機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，不必再隨身攜帶龐大的燃油箱第55頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天

“逐步增加→逐步減少”（“單-雙/多-單”）技術(shù)系統(tǒng)總模式單系統(tǒng)雙或多系統(tǒng)相似的功能不同的功能逐步部分地減少系統(tǒng)減少成新的單系統(tǒng)具有相似的特性具有混合的特性具有不同的特性具有相反的特性第56頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天飛機(jī)燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷

—空中加油機(jī)實(shí)例、超系統(tǒng)空中加油機(jī)系統(tǒng)受油機(jī)輸油管子系統(tǒng)超系統(tǒng)第57頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天法則7：向微觀進(jìn)化法則沿著減小其元件尺寸的方向發(fā)展，從最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸進(jìn)化，同時(shí)能夠更好的實(shí)現(xiàn)相同的功能實(shí)例：電子元件的進(jìn)化真空管晶體管集成電路第58頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天

各類物體的進(jìn)化路徑原子、粒子分子、離子復(fù)合分子粉末針狀和纖維狀物體實(shí)心物體場(chǎng)氣體液體多鉸接單鉸接剛體沸石和膠質(zhì)材料帶填充物的毛細(xì)管材料毛細(xì)管-多孔材料多孔的材料中空的均質(zhì)體實(shí)心物體結(jié)構(gòu)的進(jìn)化路徑材料的進(jìn)化路徑中空結(jié)構(gòu)的進(jìn)化路徑第59頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則7

－向微觀級(jí)和場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)：元件：場(chǎng)的應(yīng)用：微觀宏觀微觀最初的尺寸原子、基本粒子尺寸高效場(chǎng)和增加場(chǎng)效率的方向第60頁(yè),共67頁(yè)，2024年2月25日，星期天錄音機(jī)隨身聽(tīng)便攜C