科技創(chuàng)新課件八大技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則

技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則1、預(yù)測新產(chǎn)品的方向與特征2、對于既有產(chǎn)品的改善方向予以提議3、產(chǎn)品專利規(guī)避的分析工具進(jìn)化法則的作用和意義技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則1、技術(shù)系統(tǒng)完備性法則2、技術(shù)系統(tǒng)能量傳遞性法則3、技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則4、提升理想化法則；5、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則；6、動態(tài)性進(jìn)化法則；7、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則；8、子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性法則；9、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則；10、向降低人工介入和自動化方向進(jìn)化法則。技術(shù)系統(tǒng)系統(tǒng)的定義：一種產(chǎn)品或物品都能夠看做是一種技術(shù)系統(tǒng)，技術(shù)系統(tǒng)能夠簡稱為系統(tǒng)系統(tǒng)是具有系統(tǒng)特征的部件和聯(lián)絡(luò)的總和，這里的特征是系統(tǒng)個別部件所沒有的。系統(tǒng)特征：飛機(jī)飛行，縫紉機(jī)縫制衣服作用客體：飛機(jī)作用于空氣，縫制的衣服主要有效功能：飛機(jī)運送貨品，縫紉機(jī)縫制系統(tǒng)、子系統(tǒng)、超系統(tǒng)系統(tǒng)由多種子系統(tǒng)構(gòu)成，并經(jīng)過子系統(tǒng)間的相互作用實現(xiàn)一定的功能。系統(tǒng)之外的高層次系統(tǒng)稱之為超系統(tǒng)，系統(tǒng)之內(nèi)的低層次系統(tǒng)稱之為子系統(tǒng)。以汽車作為一種系統(tǒng)，輪胎、發(fā)動機(jī)、方向盤等是汽車的子系統(tǒng)；交通系統(tǒng)就是汽車的一種超系統(tǒng)，因為每輛汽車都是整個交通系統(tǒng)的一種構(gòu)成部分。當(dāng)然，氣候，車庫等也是汽車的超系統(tǒng)?！澳壳跋到y(tǒng)”是一種相正確概念。假如我們以輪胎作為“目前系統(tǒng)”來研究的話，那么輪胎中的橡膠、子午線、充氣嘴等就是輪胎的子系統(tǒng)，而汽車、駕駛員、氣候、車庫、交通系統(tǒng)等就都是汽車的超系統(tǒng)。系統(tǒng)、子系統(tǒng)、超系統(tǒng)提升理想度法則完備性法則向超系統(tǒng)進(jìn)化法則向微觀級進(jìn)化法則協(xié)調(diào)性法則動態(tài)性進(jìn)化法則能量傳遞法則子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則S曲線法則向降低人工介入和自動化方向法則十大技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則合用情況：預(yù)測產(chǎn)品或技術(shù)的發(fā)展趨勢問題進(jìn)化曲線發(fā)展方向處理方案技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則能源動力裝置傳動裝置執(zhí)行裝置產(chǎn)品控制裝置外部控制一、技術(shù)系統(tǒng)完備性法則系統(tǒng)主要部分–執(zhí)行裝置、傳動裝置、動力裝置、控制裝置能源動力裝置轉(zhuǎn)換器傳播裝置執(zhí)行裝置傳感器控制裝置產(chǎn)品外部控制測量工作系統(tǒng)一、技術(shù)系統(tǒng)完備性法則能源風(fēng)能動力裝置帆傳動裝置桅桿執(zhí)行裝置船體控制裝置產(chǎn)品貨品外部控制

水手帆船運送系統(tǒng)一、技術(shù)系統(tǒng)完備性法則技術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)其基本功能的必要條件之一：能量能夠從能量源流向技術(shù)系統(tǒng)的全部元件例如，收音機(jī)在金屬屏蔽的汽車中就不能收聽高質(zhì)量的廣播，就因為電臺傳遞的能量源受阻。假如在汽車外加天線，問題即可得到處理。另外注意的一點：要使技術(shù)系統(tǒng)的某元件具有可控性，必須在該元件和控制裝置之間提供能量傳遞通路。二、技術(shù)系統(tǒng)能量傳遞法則SteamTrian-ChemicaltoheattopressuretomechanicalDieselTrain-ChemicaltopressuretomechanicalElectricTrain-ElectricaltomechanicalseveralenergyReducedenergyOneenergyconversionNoenergyconversion二、技術(shù)系統(tǒng)能量傳遞法則蒸汽機(jī)火車——化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能再轉(zhuǎn)換為機(jī)械能柴油機(jī)火車——化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能電火車——化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化應(yīng)該沿著能量流動途徑縮短的方向發(fā)展，以降低能量的損失。一種技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化一般經(jīng)歷4個階段，經(jīng)典的S曲線是描述一種技術(shù)系統(tǒng)的完整生命周期。當(dāng)一種技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化完畢4個階段后，必然會出現(xiàn)一種新的技術(shù)系統(tǒng)來替代它，如此不斷的替代。三、S曲線進(jìn)化法則產(chǎn)品進(jìn)化s形曲線tttt專利數(shù)量利潤性能參數(shù)發(fā)明級別1234經(jīng)過性能參數(shù)隨時間變化的規(guī)律，能夠精確地予測產(chǎn)品和技術(shù)所處的生命周期階段。三、S曲線進(jìn)化法則嬰兒期成長久成熟期衰退期三、S曲線進(jìn)化法則s曲線族圖最理想的技術(shù)系統(tǒng)：“它既不消耗任何資源，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)全部必要的功能”（作為物理實體它并不存在）技術(shù)系統(tǒng)是沿著提升其理想度，向最理想系統(tǒng)的方向進(jìn)化提升理想度法則是全部進(jìn)化法則的基礎(chǔ)。四、提升理想度法則移動投影機(jī)提升理想度途徑容量9G轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分鐘容量40G功能尺寸.質(zhì)量1，硬盤2，計算器、電腦3，汽車，手機(jī)第一，提升有益的參數(shù)第二，降低有害的參數(shù)第三，提升有益參數(shù)的同步降低有害參數(shù)四、提升理想度法則什么是理想度？定量描述：最終理想解：按照理想度的概念，最理想的產(chǎn)品應(yīng)該是這么的：該產(chǎn)品作為實體并不存在，但是有用功能依然能夠?qū)崿F(xiàn)。即是最終理想解。最理想的情況：有用功能∝資源的消耗0有害作用之和＋成本有用功能之和理想度＝理想化的要素理想系統(tǒng)：沒有實體，沒有物質(zhì)，不消耗能源，但能實現(xiàn)一切需要的功能。理想過程：只有過程的成果而無過程本身理想資源：有無窮無盡的資源，可隨意使用卻不必付費。理想措施：不消耗時間和能量，經(jīng)過本身調(diào)整能達(dá)成所需目的理想機(jī)器：沒有實體的機(jī)器，但能完畢所需要的工作。理想物質(zhì)：沒有物質(zhì)，但能實現(xiàn)物質(zhì)的功能...............................................................增長理想化水平增長新的有效功能，從超系統(tǒng)中獲取功能傳播盡量多的外部已存在的可利用資源，尤其是利用免費資源，以降低成本利用內(nèi)部及外部已存在的可利用資源，尤其是利用免費資源，以降低成本刪除低效或無效功能，降低有害功能數(shù)量預(yù)防有害功能的產(chǎn)生，將有害功能消除或轉(zhuǎn)化為中性功能，減輕有害功能等級將有害功能轉(zhuǎn)到超系統(tǒng)去理想化措施部分理想化a)加強(qiáng)有用功能b)降低有害功能c)功能通用化d)增長集成度e)功能專用化f)增長柔性全部理想化a)功能剪切簡化系統(tǒng)b)系統(tǒng)剪切，清除多出子系統(tǒng)c)原理變化，取得全新的系統(tǒng)d)系統(tǒng)換代最終理想解保持原系統(tǒng)全部的優(yōu)點消除原系統(tǒng)全部缺陷沒有增長系統(tǒng)的復(fù)雜度沒有產(chǎn)生新的缺陷最終理想解擬定的環(huán)節(jié)設(shè)計的最終目的是什么？理想解是什么？達(dá)成理想解的障礙是什么？出現(xiàn)這個障礙的后果是什么？防止出現(xiàn)這個障礙的條件是什么？要制造這些條件存在的可用資源是什么？等離子150英寸液晶0.44英寸農(nóng)場養(yǎng)兔子的難題方式：放養(yǎng)難題：農(nóng)場主不希望兔子走得太遠(yuǎn)農(nóng)場主不樂意也不可能花費大量的資源割草運回來喂兔子應(yīng)用上面的5環(huán)節(jié)，分析并提出最終理想解設(shè)計的最終目的是什么？兔子能夠吃到新鮮的青草理想解是什么？兔子永遠(yuǎn)自己吃到青草達(dá)成理想解的障礙是什么？為預(yù)防兔子走的太遠(yuǎn)照看不到，農(nóng)場主用籠子放養(yǎng)兔子，這么，放兔子的籠子不能移動出現(xiàn)這個障礙的后果是什么？因為籠子不能移動，可被兔子吃到的籠下草地面積有限，短時間內(nèi)草被吃光了防止出現(xiàn)這個障礙的條件是什么？當(dāng)兔子吃光籠子下的青草時，籠子移動到另一塊有青草的草地上要制造這些條件存在的可用資源是什么？可用資源是兔子處理方案：給籠子裝上輪子，兔子自己推著籠子移動，去不斷取得青草。

農(nóng)場養(yǎng)兔子的難題IFR實例1問題：給雞蛋打日期戳IFR:雞蛋自動打上日期戳分析資源：物質(zhì)、能量、動作方案：利用已經(jīng)有的動作IFR法的作用直接設(shè)想最理想的技術(shù)系統(tǒng)，在處理問題的最初就使矛盾愈加鋒利化有利于更徹底的處理矛盾，得到最理想的處理問題方案。五、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)由多種實現(xiàn)各自不同功能的子系統(tǒng)構(gòu)成。子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則涉及著：任何技術(shù)系統(tǒng)中的每一種子系統(tǒng)都是沿著各自的S曲線進(jìn)化的；構(gòu)成技術(shù)系統(tǒng)所涉及的各個子系統(tǒng)都是不同步、不均衡進(jìn)化的；整個技術(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)利用這一法則的知識，能夠幫助發(fā)明者及時發(fā)覺并改善最不理想的子系統(tǒng)．自行車的不均衡進(jìn)化五、子系統(tǒng)不均衡進(jìn)化法則自行車的進(jìn)化六、動態(tài)性進(jìn)化法則沿著增長系統(tǒng)可移動性的方向發(fā)展沿著增長系統(tǒng)的柔性方向發(fā)展沿著增長系統(tǒng)可控性方向發(fā)展水切割激光切割固定電話

子母機(jī)

手機(jī)

六、動態(tài)性進(jìn)化法則—可移動性剛體單鉸鏈多鉸鏈柔性體

液體/氣體場六、動態(tài)性進(jìn)化法則—柔性化六、動態(tài)性進(jìn)化法則—柔性化直尺折尺卷尺聲波測量器激光測量儀測量距離的案例六、動態(tài)性進(jìn)化法則—柔性化六、動態(tài)性進(jìn)化法則—柔性化DirectcontrolControlthroughintermediaryAdditionoffeedbackAdditionofintelligentfeedbackManualfocusingPressabuttontofocus(Mechanism)FocusinghappensaccordingtolightreadingAutomaticfocusing六、動態(tài)性進(jìn)化法則—增長可控性直接控制經(jīng)過中介控制經(jīng)過反饋控制增長高級反饋控制手動調(diào)焦增長按鈕（機(jī)械調(diào)焦）經(jīng)過光的強(qiáng)度調(diào)焦自動調(diào)焦六、動態(tài)性進(jìn)化法則—增長可控性O(shè)peningwindowwithstick-DirectactionPressabuttontoopenwindows(Mechanism)WindowsopenaccordingtotemperaturereadingDifferentheat/ventilationprogrammesdependingongreenhousecontents打開窗戶直接控制增長一種機(jī)械按鈕控制窗戶的開關(guān)根據(jù)溫度的值根據(jù)花房的需求設(shè)置不同的程序控制花房自動調(diào)整環(huán)境案例七、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)首先向系統(tǒng)的合成方向發(fā)展技術(shù)系統(tǒng)的簡化子系統(tǒng)雙系統(tǒng)多系統(tǒng)單系統(tǒng)超系統(tǒng)單系統(tǒng)此時，子系統(tǒng)功能得到加強(qiáng)的同步，也簡化了原有的系統(tǒng)?！爸饾u增長→逐漸降低”（“單-雙/多-單”）技術(shù)系統(tǒng)總模式單系統(tǒng)雙或多系統(tǒng)相同的功能不同的功能逐漸部分地降低系統(tǒng)降低成新的單系統(tǒng)具有相同的特征具有混合的特征具有不同的特征具有相反的特征超系統(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)飛機(jī)燃油系統(tǒng)向超系統(tǒng)躍遷—空中加油機(jī)實例七、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則BladeBladeplusfileBladeplusfilehookBladeplusfilehooksawBladeplusfilehooksawscissorsBladeplusfilehooksawscissorscorkscrewMonosystemBisystemTrisystemPolysystem七、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則FlatheadscrewdriverTwinheadscrewdriverMultiheadscrewdriverMultichangeablescrewdriverheadsSinglelensDuallensDualtelescopiclensDualtelescopiclenswithlaserrangefinder七、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則單頭螺絲刀雙頭螺絲刀更多種類的螺絲刀換頭螺絲刀PencilColoredpencilPencilwitheraserontheendGeometrysetHammerBall-peen,malletdifferentsizesClaw-hammerToolset七、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則七、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則八、協(xié)調(diào)性法則構(gòu)成技術(shù)系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)、各個部件在保持協(xié)調(diào)的前提下，充分發(fā)揮各自的功能。表目前：構(gòu)造上協(xié)調(diào)。例如：早期積木只能摞、搭；當(dāng)代積木可自由組合、隨意插合成不同的形狀。性能參數(shù)的協(xié)調(diào)。例如：網(wǎng)球拍需要考慮兩個性能參數(shù)的協(xié)調(diào)：一方面要將球拍整體重量降低，以提升其靈活性；同步要增長球拍頭部重量，以確保產(chǎn)生更大的揮拍力量。工作節(jié)奏和頻率上的協(xié)調(diào)。例如吸塵器．吸力太大，吸嘴會粘住地毯．八、協(xié)調(diào)性法則－構(gòu)造協(xié)調(diào)八、協(xié)調(diào)性法則－參數(shù)協(xié)調(diào)網(wǎng)球拍PulsatingwaterjetatresonantfrequencyofthebottlePulsatingwaterjetWaterjetContinuousvibrationheadoftoothbrushRotationofbristlesinbothdirectionsVibrationatresonanceofplaque?Ultrasonicwavestoloosenplaque?八、協(xié)調(diào)性法則－節(jié)奏協(xié)調(diào)MassproductionFixedinterestrateProductionmatchedtoforecast‘Madetoorder’productionMaintenanceinslowproduction

InterestratematchedtoperiodicadjustmentFloatinginterestrateAutomatictransferbetweenaccounts八、協(xié)調(diào)性法則－節(jié)奏協(xié)調(diào)大規(guī)模生產(chǎn)計劃性生產(chǎn)根據(jù)訂單生產(chǎn)量產(chǎn)的設(shè)備維護(hù)穩(wěn)定的利率利率周期性調(diào)整浮動的利率根據(jù)利率自動交易九、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則FirstgenerationcomputerSecondgenerationPersonalcomputerLaptop第一代計算機(jī)系統(tǒng)第二代計算機(jī)系統(tǒng)個人電腦便攜式電腦技術(shù)系統(tǒng)：元件：場的應(yīng)用：微觀宏觀最初的尺寸原子、基本粒子尺寸高效場和增長場效率的方向九、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則實例：電子元件的進(jìn)化。實例：超迷你USB數(shù)碼實例：播放器的進(jìn)化。九、向微觀級進(jìn)化法則以場的形式出現(xiàn)的鍵盤

Siemens內(nèi)建虛擬鍵盤的手機(jī)

以色列VKB的Virtual鍵盤九、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則向場的應(yīng)用進(jìn)化法則StreetlightwithtimerStreetlightwithlightmeasurement九、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則帶液體的系統(tǒng)—高壓噴水的水凈化器場系統(tǒng)—激光凈化器；九、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則水切刀（超高壓的水）等離子體氣體切割器九、向微觀級和場的應(yīng)用進(jìn)化法則十、降低人工介入的進(jìn)化法則技術(shù)系統(tǒng)總是摒棄那些機(jī)械的、反復(fù)的、枯燥無味的手工操作，實現(xiàn)并提升技術(shù)系統(tǒng)功能的效益，解放人們?nèi)ネ戤吀哂邪l(fā)明性的工作。活塞裝配線HumanHumanHuman+ToolHuman+ToolHuman+PoweredtoolHumanandpoweredmachineHuman+Semi-automatedtoolHumanandsemiautomaticmachineHuman+AutomatedtoolHumanandautomaticmachineFullyautomatedtoolFullyautomaticmachine十、降低人工介入的進(jìn)化法則HumancarryingloadCarryingpackageonbicycleLoadingpackageonmotorbikeTrucktransportAutomaticcrane十、降低人工介入的