《創(chuàng)新設(shè)計-TRIZ系統(tǒng)化創(chuàng)新教程》課件 第15章 技術(shù)成熟度及其預(yù)測

第15章

技術(shù)成熟度及其預(yù)測創(chuàng)新設(shè)計研究所主要內(nèi)容產(chǎn)品技術(shù)成熟度產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法案例分析15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度1.產(chǎn)品進(jìn)化過程從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化來看產(chǎn)品進(jìn)化過程一般是一個漸變與突變交替進(jìn)行的過程。如圖15.1所示15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度2.產(chǎn)品技術(shù)成熟度的定義時間嬰兒期成長期性能參數(shù)成熟期退出期時間系統(tǒng)主參數(shù)產(chǎn)品進(jìn)化的S-曲線產(chǎn)品進(jìn)化的分段線性S-曲線產(chǎn)品技術(shù)成熟度是某一產(chǎn)品在該類產(chǎn)品進(jìn)化過程中所處的階段3.產(chǎn)品技術(shù)生命周期各階段特點(diǎn)（1）嬰兒期特點(diǎn)系統(tǒng)的原理是全新的，但是由于技術(shù)瓶頸導(dǎo)致的有限的實(shí)用性而沒有進(jìn)入市場，如DNA存儲技術(shù)，限于目前的制造水平，成果過高；系統(tǒng)吸收了其他系統(tǒng)的元件，結(jié)合了已在市場中占主導(dǎo)地位的系統(tǒng)。如燃料電池汽車；成本大于收益，甚至沒有收益。15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度嬰兒期戰(zhàn)略識別和消除阻礙工程系統(tǒng)市場化的瓶頸，在根原因分析基礎(chǔ)上，解決系統(tǒng)存在的問題；與現(xiàn)有主流系統(tǒng)集成，適應(yīng)已存在的基礎(chǔ)設(shè)施和資源，如第一輛汽車；嬰兒期前期對系統(tǒng)的修改甚至可以包括工作原理的變化，后期不再涉及原理的變化；與競爭系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)應(yīng)在在優(yōu)勢和劣勢明顯占優(yōu)的領(lǐng)域發(fā)展，在投放市場時，所有參數(shù)都必須是可以接受的，其中至少一個是一流的；確定新系統(tǒng)物理極限和超系統(tǒng)發(fā)展極限是必要的，這是判定其為已有系統(tǒng)替代性技術(shù)的依據(jù)。

15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度（2）成長期特點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，前期更有效但成本更高的解可以接受，隨著需求增加，生產(chǎn)規(guī)模化，規(guī)模效應(yīng)會降低成本；因?yàn)橹R產(chǎn)權(quán)保護(hù)和市場競爭的需要，本階段前期市場中同類產(chǎn)品種類差異化逐漸增大，后期經(jīng)過長期的技術(shù)選擇，只有一種或少數(shù)集中成為主流；技術(shù)系統(tǒng)開始在不同領(lǐng)域應(yīng)用，如計算機(jī)和閃存技術(shù)。；為了更好地實(shí)現(xiàn)主功能，技術(shù)系統(tǒng)集成了與主功能密切相關(guān)的輔助功能；由于受技術(shù)系統(tǒng)的影響，超系統(tǒng)元素反向適應(yīng)工程系統(tǒng)。如交通系統(tǒng)適應(yīng)車輛系統(tǒng)；工程系統(tǒng)開始消耗與其相關(guān)的特定資源，更多產(chǎn)品開始支持工程系統(tǒng)，因?yàn)槭袌鲎C明了其盈利能力。15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度成長期戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化是改進(jìn)系統(tǒng)的最基本方法；使技術(shù)系統(tǒng)適應(yīng)新領(lǐng)域或新應(yīng)用；盡可能找到技術(shù)系統(tǒng)固有的缺陷。15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度（4）成熟期特點(diǎn)工程系統(tǒng)消耗很多高度專業(yè)化的資源，如圍繞汽車形成了制造、維修、改裝等復(fù)雜產(chǎn)業(yè)鏈；許多超系統(tǒng)組件設(shè)計與該系統(tǒng)適應(yīng)，如手機(jī)；工程系統(tǒng)需要與主功能幾乎無關(guān)的附加功能，如汽車上集成音響、通訊設(shè)備等。技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展遇到了瓶頸，如光柵測量的精度決定于光的波長。15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度成熟期戰(zhàn)略短期和中期：降低成本、開發(fā)服務(wù)組件、提高美學(xué)設(shè)計；長期：出于突破極限、解決沖突的目的應(yīng)尋找現(xiàn)有主功能的替代性實(shí)現(xiàn)原理；進(jìn)一步裁剪或與替代系統(tǒng)或其他技術(shù)系統(tǒng)集成而成為新系統(tǒng)的一部分；尋找處于早期階段的關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行開發(fā)或采用顛覆性創(chuàng)新（也稱為破壞性創(chuàng)新）技術(shù)，尋找新的產(chǎn)品價值。

服務(wù)組件：定時器自動點(diǎn)火烤箱窗口空氣過濾烤箱燈自清潔15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度（5）退出期特點(diǎn)由于替代系統(tǒng)進(jìn)入成長期或超系統(tǒng)變化，導(dǎo)致工程系統(tǒng)主功能正在失去用途，成為娛樂性、裝飾性、玩具或運(yùn)動裝備。工程系統(tǒng)成為超系統(tǒng)的一部分。15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度退出期戰(zhàn)略尋找還具有競爭力的領(lǐng)域，其余同成熟期。特例-再生①由于新技術(shù)或新材料的出現(xiàn)；②有了新的應(yīng)用環(huán)境15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度4.產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測的意義（1）產(chǎn)品技術(shù)成熟度是企業(yè)制定戰(zhàn)略的重要參考尺度當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)尋找替代技術(shù)改善S-曲線轉(zhuǎn)向新的S-曲線產(chǎn)品處于嬰兒期或成長期產(chǎn)品處于成熟期或退出期尋找破壞性技術(shù)轉(zhuǎn)向新價值或新市場漸進(jìn)性創(chuàng)新激進(jìn)性創(chuàng)新破壞性創(chuàng)新15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度（2）產(chǎn)品技術(shù)成熟度是進(jìn)行技術(shù)貿(mào)易的重要參考尺度時間嬰兒期成長期成熟期退出期風(fēng)險價格獲利能力15-1產(chǎn)品技術(shù)成熟度（3）產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測可以幫助企業(yè)尋找自身差距性能（或技術(shù)能力）時間相對水平絕對水平t技術(shù)成熟度技術(shù)極限今天15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測的方法定性分析形狀分析法直接預(yù)測S-曲線法間接預(yù)測Altshuller模式DarrellMann模式TMMS模式15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法1.應(yīng)用S-曲線法預(yù)測產(chǎn)品技術(shù)成熟度的步驟預(yù)測步驟如下：

選定待預(yù)測產(chǎn)品的性能指標(biāo)收集性能歷史數(shù)據(jù)確定（估計）目標(biāo)性能指標(biāo)的極限F選擇合適的數(shù)學(xué)模型對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合根據(jù)擬合的曲線判斷產(chǎn)品技術(shù)成熟度時間性能新產(chǎn)品概念能夠工作能夠正常工作工作性能最大化工作效率最大化可靠性最大化成本最小化成熟產(chǎn)品15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法1.常用S-曲線數(shù)學(xué)模型常用的S曲線模型如下：（1）玻爾曲線以及各種在此基礎(chǔ)上的變型：Pearl模型BlackMan模型Floyd模型Sharif-kabir模型（2）崗帕茲曲線(B.Compertz)（3）概率分布曲線常用正態(tài)分布（4）多項(xiàng)式曲線一般采用三次以上的曲線上述各種數(shù)學(xué)模型中，f為性能值，F(xiàn)為f無限逼近的極限值。15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法2.專利分析法據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）統(tǒng)計，專利覆蓋了全球研究成果的90％～95％，而且其中80%并未記載在其他雜志期刊中，專利信息蘊(yùn)涵巨大的戰(zhàn)略價值。研究關(guān)于某種產(chǎn)品技術(shù)或某個技術(shù)的專利所支持的技術(shù)性能，其增長應(yīng)該符合S-曲線規(guī)律。15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法2.1Altshuller模式（1）基本原理四關(guān)系曲線算子

（FRCO）

性能專利等級專利數(shù)量(a)(c)(b)獲利能力(d)15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法（2）專利數(shù)量專利數(shù)量分析是要統(tǒng)計與所研究的產(chǎn)品進(jìn)化相關(guān)的所有有效專利的數(shù)量，按照以下過程分析：

定義競爭環(huán)境定義技術(shù)系統(tǒng)專利名稱檢索IPC檢索剔除不相關(guān)的專利15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法（3）專利等級對某個產(chǎn)品的所有專利進(jìn)行分級，關(guān)鍵是首先確定標(biāo)志性專利，標(biāo)志性專利代表了產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，引起系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能的較大變化。標(biāo)志性專利具有以下特征：

一種物理的、化學(xué)的或幾何的效應(yīng)被首次用于該產(chǎn)品；

一種新功能的首次實(shí)現(xiàn)；

技術(shù)的引入使該產(chǎn)品進(jìn)入新的應(yīng)用領(lǐng)域或進(jìn)入新的細(xì)分市場；

一種新結(jié)構(gòu)或新工藝被首次應(yīng)用到該產(chǎn)品；

其它能夠大幅提高產(chǎn)品性能的設(shè)計。

15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法（4）獲利能力技術(shù)系統(tǒng)的獲利能力可以用多種指標(biāo)來大致衡量，如單位時間內(nèi)產(chǎn)品的銷售利潤，單位時間內(nèi)的銷售數(shù)量，單位時間內(nèi)平均單機(jī)（件）利潤等等。不同類型的產(chǎn)品應(yīng)該通過不同的指標(biāo)來衡量，必須符合該種產(chǎn)品、企業(yè)和行業(yè)的特點(diǎn)。獲利能力應(yīng)該是市場中該類產(chǎn)品一定時期內(nèi)總消費(fèi)范圍內(nèi)的平均獲利，所以可以利用一些行業(yè)的公報來獲取數(shù)據(jù)。但對于產(chǎn)品市場占有額有一定比例的企業(yè)可以利用本企業(yè)的銷售情況來代替。因?yàn)槭苁袌霾▌拥瓤陀^因素的影響，企業(yè)或行業(yè)的銷售量或利潤（率）等都不一定能夠準(zhǔn)確反映技術(shù)的獲利能力。另外考慮貨幣貶值等因素，為了使數(shù)據(jù)具有可比性，要把企業(yè)獲利能力按照一定標(biāo)準(zhǔn)折算到同一年。再是涉及商業(yè)機(jī)密等原因，這方面的數(shù)據(jù)獲得比較困難。15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法案例1：滾筒型紡紗機(jī)技術(shù)成熟度預(yù)測15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法2.2DarrellMann模式DarrellMann重點(diǎn)研究了兩類專利：（1）降低成本的專利（CostReductionrelatedPatents，CRRP）。是指能夠使產(chǎn)品的成本降低，從而使產(chǎn)品的市場價格降低的專利。如對設(shè)計的簡化、低成本材料的使用、生產(chǎn)和裝配技術(shù)的改進(jìn)等。（2）彌補(bǔ)缺陷的專利（SymptomCuringPatents，SCP）。是指通過引入補(bǔ)充技術(shù)、結(jié)構(gòu)或方法來彌補(bǔ)專利所指向的技術(shù)中所存在的缺陷，以在不致對技術(shù)系統(tǒng)作出太多改變的前提下提高技術(shù)性能。如為了降低噪音而為系統(tǒng)添加一個消音裝置。時間嬰兒期成長期成熟期消退期兩種特殊專利數(shù)量

降低成本的專利彌補(bǔ)缺陷的專利壓縮機(jī)專利分布15-2產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測方法2.3TMMS模式檢索專利數(shù)據(jù)篩選專利