8大技术系统进化法则

TRIZ技术系统进化法则在专利布局中的应用研究

2010-09-01 23:31

TRIZ理论来自对专利的研究，TRIZ理论应用对技术创新有推动作用。技术系统进化原理是TRIZ理论的核心。本文对技术系统进化法则进行研究，通过技术进化路线对技术系统未来发展趋势做出准确预测。结合系统S曲线法则，实现技术专利的合理布局，进而为企业带来高附加值收益。

一、引言

TRIZ理论，即发明问题解决理论，是由苏联发明家根里奇·阿奇舒勒(Genrich S. Altshuller)于1946年开始，动用了1500人/年，在经历25年研究了世界各国250万份高水平发明专利的基础上，提出的一套具有完整理论体系的创新方法。TRIZ的基本原理是技术系统的进化遵循客观的法则群。在TRIZ中，凡是具有某种功能的事物都可称为技术系统。TRIZ主要用39个标准参数，40

条发明原理、冲突矩阵和76个标准解等一整套的理论来解决各工程领域的创新问题。

技术专利首先可以对技术进行保护，同时也可以通过专利来获得高附加的收益。我国企业在走向国际化的道路上，几乎都遇到了国外同行在专利上的阻拦。本文通过对TRIZ技术系统进化法则的研究，帮助企业进行富有竞争力的新产品研发，并有效确定未来的技术系统走势，对当前还没有出现的技术系统，如符合TRIZ进化理论所预测的技术趋势，则提前进行专利布局，以保证企业未来的长久发展空间和专利发放所带来的可观收益。

二、技术系统及子系统进化法则

在TRIZ理论中，一个产品或物体都可以看作是一个技术系统，也简称为系统。TRIZ认为，产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律，而且同一条规律往往在不同产品领域被反复应用。TRIZ的核心是技术系统进化原理，它可以依据产品中技术系统的进化规律定性预测未来产品的发展趋势，从而帮助企业开发出具有竞争力的新产品。

1.技术系统进化法则

系统进化理论主要有8条进化法则，以及每个进化法则下相对应的一些进化路线。其8条进化法则为：

◎技术系统的S曲线进化法则;

◎提高理想度法则;

◎子系统的不均衡进化法则;

◎动态性可控性进化法则;

◎增加集成度再进行简化法则;

◎子系统协调进化法则;

◎向微观级和增加场应用的进化法则;

◎减少人工介入的进化法则。

这8个法则是适合表达技术进化的通用法则，可以应用于任意存在的技术系统中。

2.产品子系统组成及技术进化路线

(1)技术系统组成结构系统是由多个子系统组成的，并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能，子系统可以是零件或部件甚至于构成元素。产品的技术系统还应该依靠彼此关系的重要性和位置分层次的分析。技术系统中各个子系统之间的关系如图1 所示。

能量系统和材料系统以及产品的工作对象直接决定了产品的基本技术系统。而操作系统通过多种不同的传动系统最后作用在不同的执行系统上。控制系统对技术系统中其他的元素也有影响，不同的能量资源需要依靠不同的技术系统来传递。原料的进化，包括对象材料的发展，也会影响到技术系统。

(2)子系统技术进化路线以进化模式为行其子系统为列构建表格如图2所示，可以在其交叉点处探讨产品各个系统的进化模式，从而找出其进化路线，预测产品的开发方向。

三、技术进化法则对技术专利的影响

TRIZ基于对全世界数百万份创新的研究，将创新进行了分级，划分出创新的五个级别，由低到高分别是显然的解、少量的改进、根本性的改进、全新的概念、发明创造，分别占所有创新的32%、45%、18%、4%、1%。许多专利技术其实在其他的产业中出现并被应用过。

1.技术系统S曲线对专利布局影响

当有一个新需求、而且满足这个需求是有意义的两个条件同时出现时，一个新的技术系统就会诞生。新的技术系统一定会以一个更高水平的发明结果来呈现。根据TRIZ 理论，技术系统的进化表现出周期性的特点满足一条S形曲线，如图3(a)所示。在一个周期中，包括四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。在S曲线中专利级别及专利数量在各个阶段所表现出的特点如图3(b)、(c)所示。在婴儿期，专利级别很高，但专利数量较少;在成长期专利级别开始下降，但专利数量出现上升;在技术系统的成熟期，会产生大量专利，但专利级别更低;在衰退期专利等级和专利数量均呈现快速的下降趋势。

根据技术系统S曲线中各个阶段专利技术的特点，首先应根据技术系统目前所处的社会环境及人文环境，正确对技术系统所处阶段进行定位，在婴儿期由于此阶段专利级别较高应注意加大人力及物力投资，以尽早形成技术专利，对技术系统形成有效保护;在成长期应进一步保持投资，以期形成更多专利，从而实现技术系统的专利布局，做到对技术系统的全面保护;在成熟期技术系统趋于完善，所进行的技术工作大部分是系统局部的改进和完善，此时专利较多，但级别较低，根据该特点，在形成技术专利同时应注意难以付诸生产、对技术系统保护难以起到有效作用的垃圾专利产生，以有效使用专利费用;在衰退期系统技术专利在等级和数量上都急剧下降，此时应放弃该系统专利申请，着手通过技术系统改进采用新的技术系统代替现有技术系统，如此不断替代，使企业专利技术一直处于一个等级较高数量较多的阶段。技术系统更替形成S曲线族如图4所示。如山东某国企，以变压器为主要产品，我国中小型配电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的;进入20世纪90年代，干式变压器在我国才有了很快的发展。该企业利用技术更替技术系统进化路线为：传统油浸式变压器—发热较少油浸式变压器—干式变压器。在各技术系统周期中以相应技术为核心相机申请一系列专利，使企业在变压器行业一直处于主导地位。

2.提高理想度法则对专利布局影响

一个系统在实现功能的同时，必然有两个方面的作用：有用功能和有害功能。理想度是指有用作用和有害作用的比值。系统改进的一般方向是最大理想度比值，在建立和选择技术系统的同时需努力提升理想度水平。理想度法则是技术专利产生的源动力，其代表了技术系统的最终方向。通过理想度法则对技术系统实现进化求解，能准确预测将来技术走向并合理确定专利技术方向，提前对该技术方向所能产生的一系列技术系统进行保护。如在锁体抛光机的设计中如图5所示。首先对抛光原理进行技术分析，通过执行系统实现锁体抛光，从对平面锁体抛光到对圆弧锁体抛光，进一步提高系统的有用功能。抛光过程中，产生粉尘是有害功能，通过吸尘装置降低了抛光机的有害功能进一步提高了理想度。在设计过程中形成了抛光执行机构的专利，圆弧锁体抛光专利、吸尘装置专利。

3.子系统的不均衡进化法则对专利布局影响

◎组成技术系统的各子系统的进化存在着不均衡。主要体现在：

◎子系统都是沿着自己的S曲线进化;

◎不同的子系统将依据自己的时间进度进行进化;

◎不同的子系统在不同的时间点达到自己的极限，这将导致子系统间的矛盾产生;

◎系统中最先达到其极限的子系统将抑制整个系统的进化，系统的进化水平取决于此子系统。

在设计系统时应充分考虑各子系统的进化情况，系统整体性能取决于各子系统技术的发展，系统专利布局由系统专利和各子系统专利组成。在实施专利布局时应充分考虑子系统S曲线中各阶段的专利特点，最终形成围绕系统和子系统的专利布局，对系统实施全面保护。如在对双面自动挂锁钻孔机设计中，将该系统由以下子系统组成：自动进料系统，自动下料系统、自动加紧系统、自动双面钻孔，如图6 所示。在该系统设计中形成了以各子系统为核心的一系列专利技术，对系统进行全面保护。

4.减少人工介入进化法则对专利技术影响

TRIZ学者总结出的减少人工介入进化路线为：人—人+工具—人+动力工具—人+半自动工具—人+自动工具—全自动工具。点胶机的在减少人工介入的进化法则中进化路线如图7所示。直接利用胶水瓶进行粘接时，需要将胶水根据需要

从胶水瓶里挤压出来，粘接用胶的操作需要根据人的经验习惯通过挤压的力度和时间决定，点胶的操作和控制都需要人的参与来实现;相对于直接使用胶水瓶，机械式胶枪更加便于控制每次粘接所需要的胶量和点胶位置，却仍需手动操作控制点胶量;动力胶枪在提高点胶出胶精度的同时，减少了人手的操作;自动化点胶机可以通过编程或导入CAD图形等操作来控制点胶位置和点胶量，使人的直接参与从点胶工作中逐渐减少。依照TRIZ中提供的减少人参与的进化路线，点胶机的进化应该向全自动及智能化方向发展。可依据此发展方向，展开更多产品开发，并形成技术专利。

5.增加集成度再进行简化法则对技术系统影响

技术系统趋向于首先向集成度增加的方向，紧接着再进行简化。其进化路径有：

◎增加集成度路径;

◎简化路径;

◎单—双—多路径;

◎子系统分离路径。

在烫金机技术发展中，其技术进化路径为单—双—多系统进化路径，如图8所示。其进化路线为：单工位烫金机—双工位烫金机—八工位烫金机。最先使用的烫金机只有一个工位进行烫金，双工位烫金机可以提高生产效率，八工位烫金机可以同时进行八个操作对象进行烫金，极大地提高生产效率。按照此进化路线，烫金机的工作系统应向集成的多系统方向发展。

四、结束语

创新是产品设计的核心，专利是对技术创新的强力保护。在竞争激烈的市场经济中，专利也逐渐成为企业打击竞争对手的重要手段。企业在竞争中应通过专利达到保护自己同时又打击对手，进而依靠专利获得高附加值。TRIZ技术进化理论为技术创新指明未来技术方向和当前技术所处发展阶段，在明确技术系统发展趋势的同时通过技术专利的合理布局使企业效益最大化。

本文来自https://www.wendangku.net/doc/fa18905868.html,。

01_TRIZ的技术系统八大进化法则

（一）TRIZ的技术系统八大进化法则 阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。 八大技术系统进化法则 1.技术系统的S曲线进化法则 1）婴儿期2）成长期3）成熟期4）衰退期

各阶段的特点。 S曲线族 2.提高理想度法则 1）一个系统在实现功能的同时，必然有2个方面的作用：有用功能和有害功能； 2）理想度是指有用作用和有害作用的比值 3）系统改进的一般方向是最大化理想度比值 4）在建立和选择发明解法的同时，需要努力提升理想度水平 提高理想度可以从以下4个方向予以考虑： 1）增加系统的功能2）传输尽可能多的功能到工作元件上3）将一些系统功能转移到超系统和外部环境中4）利用内部或外部已经存在的可利用资源。 3.子系统的不均衡进化法则

1）每个子系统都是沿着自己的S曲线进化的 2）不同的子系统将依据自己的时间进度进化 3）不同的子系统在不同的时间点到达自己的极限，这将导致子系统间矛盾的出现 4）系统中最先到达其极限的子系统将抑制整个系统的进化，系统的进化水平取决于此系统 5）需要考虑系统的持续改进来消除矛盾 4.动态性和可控性进化法则 1)增加系统的动态性,以更大的柔性和可移动性来获得功能的实现 2)增加系统的动态性要求增加可控性 5.增加集成度再进行简化法则 1.增加集成度的路径 2简化路径 3单--双---多--路径 4子系统分离路径 6.子系统协调性进化法则 1.匹配和不匹配元件的路径 2调节的匹配和不匹配的路径 3工具和工件匹配的路径 4匹配制造工程中加工动作节拍的路径 7.向微观级和场的应用进化法则 1.向微观级转化的路径 2转化到高效场的路径 3增加场效率的路径 4分割的路径 8.减少人工介入的进化法则 （1）减少人工介入的一般路径 本路径的技术进化阶段：包括人工动作的系统→替代人工但仍保留人工动作的方法→用机器动作完全代替人工。

TRIZ理论八大技术系统进化法则

机械创新设计课程论文(TIZE理论的八大技术系统进化法则) 专业机械设计制造及其自动化 班级10机自职1 学号1010113126 姓名姚巧珍 成绩 教师刘小鹏 2013年5月23日

TRIZ理论的八大技术系统进化法则 姚巧珍 （10机自职1班，学号：1010113126） [摘要] 技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。本文讲述了TRIZ理论的八大技术系统进化法则，这些技术系统进化法则基本涵盖了各种产品核心技术的进化规律，每条法则又包含多种具体的进化路线和模式。它可以帮助设计者在方案设计阶段迅速地产生个具有创造性的新概念，实现产品的快速创新。 [关键词] 技术系统，进化法则，子系统，S曲线。 引言 一个产品或物体都可以看做是一个技术系统，技术系统可以简称为系统。系统是由多个子系统组成的，并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能，子系统可以是零件或部件甚至于构成元素。系统是处于超系统之中的，超系统是系统所在的环境，环境中的其他相关的系统可以看做是超系统的构成部分。技术系统的进化是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程，进化是客观进行着的，不管人们是认识了它还是没有认识它。如果认识和掌握了系统的进化规律，有利于设计者开发出更先进的产品，从而提升产品的竞争力。 1.八大技术系统进化法则 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1）技术系统的S曲线进化法则； 2）提高理想度法则； 3）子系统的不均衡进化法则； 4）动态性和可控性进化法则；5）增加集成度再进行简化法则； 6）子系统协调性进化法则； 7）向微观级和场的应用进化法则； 8）减少人工进入的进化法则 1.1技术系统的S曲线进化法则 图1-1是一条典型的S曲线。S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期，图中的横轴代表时间；纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数，比如飞机这个技术系统，飞行速度、可靠性就是其重要性能参数，性能参数随时间的延续呈现S形曲线。 一个技术系统的进化一般经历4个阶段，分别是： 1）婴儿期 2）成长期 3）成熟期 4）衰退

triz八大技术进化法则

1、提高理想度进化（理想度=系统所有有用的功能/(系统所有有害的功能+成本))法则 目标是提高技术系统的理想度，但我们可以从技术系统本身，技术系统子系统，技术系统的超系统和物质四个方面来进行提高。 首先，我们来看看技术系统本身，我们可以把一个系统根据作用分为4个部分，外加一个能量源。执行类系统的4个部分（子系统）：动力装置，传输装置，执行装置和控制装置；测量技术系统的4个部分为：传感装置，传输装置，转换装置，控制装置。技术系统的这4个部分是缺一不可的，因此这就引出了技术系统的第2个进化法则： 2 完备性进化法则 这个其实很好理解，既然技术系统的4个部分必须存在，我们就可以利用这个原则对技术系统进行分析，看这个系统是否可行。一种方法就是检查系统的各个部分能量是否可达，传递效率如何，而这种方法就引出了技术系统进化的第3个原则： 3、能量传递进化法则 通过这个法则，我们可以判断技术系统的各个元件是否必要（如果能量不能传递到某个元件，要么这个元件没有用可以除掉，要么就是这个元件不能工作，没有达到预期的功能），也可以通过分析能量的传递效率来达到完善技术系统的目的。 我们将一个技术系统分解成多个子系统，目的可以分析这些子系统，看看这些子系统本身的进化，子系统之间的进化一般来讲都是不均衡的，通过对这种不均衡进行分析，我们可以改进进化落后的子系统，从而达到整个系统的改进目的，这就是技术系统的第4个进化原则：4：子系统不均衡进化法则 其实这种分析，类似于水桶原理，一个系统的短板往往是进化最落后的子系统，通过找出短板子系统，就可以实现技术系统的改进目的。 1法则是目标，2-4都是根据系统的分解来进行分析，如果我们将一个系统放到一个更高级的系统中（超系统）去思考，可以得到很多意外的惊喜，这是技术系统进化的第5个原则：5、向超系统进化原则 这有两层含义，一种是当前技术系统要有效的整合超系统的资源，比如车载收音机，其电源可以使用自带电池，但更好的办法是利用车里的能源系统，另外一种是融合到超系统中，这种方式我叫它组合法则，就是将当前技术系统组合到超系统中，这种例子非常多，比如收音机的一个超系统：人在驾车中听收音机，收音机融合到超系统中，就成了车载收音机。这种进化法则不仅适用于制造加工，也同样适用于软件，通过不断的功能融合以达到创新的目的，Google的眼镜，苹果的手表都是这种进化的典型。 对于物理存在的技术系统，存在着柔性化，可移动性和可控性的要求，这三个进化法则合在一起就是技术系统的第6个进化法则： 6、技术系统的动态化进化原则 提高柔性化是指系统会朝着更灵活，更方便的方向进化，比如网络从铜轴到双绞线到到无线。柔性化揭示的其实是系统元件物质和结构的进化法则；提高可移动性进化法则则预示着技术

技术系统进化法则培训讲义

TRIZ培训讲义
技术系统进化法则
技术系统进化法则
DAOV路线图—优化阶段
定义 Define 分析 Analyze 优化 Optimize 验证 Verify
1.概念列表
2.方案选择
S曲线 进化法则 进化树 列出概念方案 风险分析
决策分析 Pro/Innovator 评价模块
A Pera Global Company ? 2011 IWINT,INC
进化法则的作用和意义
对于新产品的预测分析给予建议 对于现有产品的改进方向给予建议 作为产品专利规避的有效工具
A Pera Global Company ? 2011 IWINT,INC
第 1 页
IWINT

TRIZ培训讲义
技术系统进化法则
主题大纲
进化规律简介 技术系统进化法则 Pro/E软件简介 产品预测的步骤和案例 小结
A Pera Global Company ? 2011 IWINT,INC
TRIZ的核心思想之一
技术系统的进化和发展并不是随机的，而是遵循 着一定的客观规律
A Pera Global Company ? 2011 IWINT,INC
TRIZ体系——创新的规律
算法
S曲线
完备性法则 能量传递法则 协调性法则 动态性法则 子系统不均衡进化 向超系统进化
创新的思维 创新的方法
工具 工具
创新的规律
向微观级进化 提高理想度法则
……
正确预测 产品未来！
术语
A Pera Global Company ? 2011 IWINT,INC
第 2 页
IWINT

TRIZ的九大经典理论体系

TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。 （一）TRIZ的技术系统八大进化法则 阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。 （二）最终理想解(IFR) TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（ideal final result，IFR），以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解(IFR)就是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点：1、保持了原系统的优点；2、消除了原系统的不足；3、没有使系统变得更复杂；4、没有引入新的缺陷等。 （三）40个发明原理 阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是：1、分割；2、抽取；3、局部质量；4、非对称；5、合并；6、普遍性；7、嵌套；8、配重；9、预先反作用；10、预先作用；11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向思维；14、曲面化；15、动态化；16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、机械振动；19、周期性动

TRIZ理论技术系统进化法则

3.5 基于技术系统进化法则的方案设计 技术系统进化论的主要观点是技术系统的进化并非随机的，而是遵循着一定的客观的进化模式，所有的系统都是向“最终理想化”进化的，系统进化的模式可以在过去的专利发明中发现，并可以应用于新系统的开发。 3.5.1汽车车架的进化路线描述 TRIZ中子系统协调性进化法则指出：在技术系统的进化中，子系统的匹配和不匹配交替出现，以改善性能或补偿不理想的作用。也就是说技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展。即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。如图3.19所示。对车架增加保险杠，提高汽车的防撞性能，提高安全性。 图3.19 车架进化路线 这次进化的地方是将原来的最容易发生碰撞的前端增加了保险杠，从而使得汽车的防撞性能得到改善。 3.5.2汽车控制系统的进化路线描述 TRIZ指出技术系统的动态性进化应沿着增加结构柔性、可移动性、可控性的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化。 本文选择动态性的增加可控性进化路线：无控制→直接控制→反馈控制→自我调节，即引入某种部件，即增加防抱死系统，具体方案如图3.20所示。

图3.20 控制系统进化路线 防抱死制动系统ABS全称是Anti-lock Braking System，即ABS，可安装在任何带液压刹车的汽车上。它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。 ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制动系统，通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断的这样循环（每秒可达5~10次），始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩。、 在制动时，ABS根据每个车轮速度传感器传来的速度信号，可迅速判断处车轮的抱死状态，关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀，让制动力不变，如果车轮继续抱死，则打开常闭输出电磁阀，这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移，防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。在此同时，主控制阀通电开启，动态压力的制动液可进入制动阀，动态压力的制动液从动态助力管路通过主控制阀、制动总泵密封垫外缘到达前轮输入管路如此反复地工作（工作频率3－12次/秒），让制动状态始终处于最佳点（滑移率S为20%），制动效果达到最好，行车最安全。 在制动总泵前面腔内地制动液是动态压力制动液，它推动反应套筒向右移动，反应套筒又推动助力活塞从而使制动踏板推杆向右移。因此，在ABS工作地时候，驾驶员可以感觉到脚上踏板地颤动，听到一些噪音。 汽车减速后，一旦ABS电脑检测到车轮抱死状态消失，它就会让主控制阀关闭，从而使系统转入普通地制动状态下进行工作。如果蓄压器地压力下降到安全极限以下，红色制动故障指示灯和琥珀色ABS故障指示灯亮。在这种情况下，驾驶员要用较大地力进行深踩踏板地制动地方式才能对前后轮进行有效地制动。

TRIZ理论——八大进化法则

阿奇舒勒于1946年开始创立TRIZ理论，其中重要的之一是系统进化论。阿奇舒勒技术系统进化论的主要观点是技术系统的进化并非随机的，而是遵循着一定的客观的进化模式，所有的系统都是向“最终理想化”进化的，系统进化的模式可以在过去的专利发明中发现，并可以应用于新系统的开发，从而避免盲目的尝试和浪费时间。 阿奇舒勒的技术系统进化论主要有八大进化法则，这些法则可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。这八大法则是： 1）技术系统的S曲线进化法则； 2）提高理想度法则； 3）子系统的不均衡进化法则； 4）动态性和可控性进化法则； 5）增强集成度再进行简化的法则； 6）子系统协调性计划法则； 7）向微观级和增加场应用的进化法则； 8）减少人工介入的进化法则。 下面，就详细解释阿奇舒勒的技术系统这八大进化法则。 2.2八大技术系统进化法则 2.2.1 技术系统的S曲线进化法则 阿奇舒勒通过对大量的发明专利的分析，发现产品的进化规律满足一条S形的曲线。产品的进化过程是依靠设计者来推进的，如果没有引进新的技术，它将停留在当前的技术水平上，而新技术的引入将推动产品的进化。 S曲线也可以认为是一条产品技术成熟度预测曲线。 图2-1是一条典型的S曲线。S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期，图中的横轴代表时间；纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数（39个工程参数），比如飞机这个技术系统，飞行速度、可靠性就是其中重要性能参数，性能参数随时间的延续呈现S形曲线。 一个技术系统的进化一般经历4个阶段，分别是： 1）婴儿期 2）成长期 3）成熟期 4）衰退期 每个阶段都会呈现不同的特点。

技术系统进化与技术预测

赵新军 ? all right reserved 2015.03 四川 第6部分 技术系统进化与技术预测 6.1 概述 6.2 技术进化过程实例分析 6.3 技术系统进化规律 6.4 技术成熟度预测方法 6.5 工程实例分析 赵新军 ? all right reserved 2015.03 四川 为应付领导检查 突击建体育场弯道变直角 赵新军 ? all right reserved 2015.03 四川 3 6.1 概述 ?从历史的观点研究一类产品，会发现这些产品今天的实现形式与其刚诞生时相比已有很大的或根本性的变化。但这些产品的主要功能并没有变化。 ?如：汽车与自行车的主要功能是“运送货物与人” ?计算机的主要功能是“代替人进行计算” ?机床的主要功能是“加工零件”。 ?既从历史的观点看，产品处于进化之中。 赵新军 ? all right reserved 2015.03 四川 技术性能随时间变化的规律 S —曲线 分段S —曲线 赵新军 ? all right reserved 2015.03 四川 6.2 技术进化过程实例分析 ?运动员跳高技术的进化 ?自行车进化实例分析 ? 电话和手机进化演进分析 ? 提高运输速度的技术进化曲线 赵新军 ? all right reserved 2015.03 四川 6.2.1 运动员跳高技术的进化 ? 男子世界纪录：古巴的索托马约尔保持室外世界跳高纪录2.45米和室内世界跳高纪录2.43米 ? 女子世界纪录： 保加利亚的科斯塔迪诺娃保持室外世界跳高纪录2.09米，德国的亨克尔保持室内世界跳高纪录2.07米 ?历史上最高的人罗伯特·珀欣·瓦德卢2.72米。 ? 足球比赛中球门横梁的高度是2.44米。

第2章 技术系统的进化法则

第2章技术系统的进化法则一个产品或物体都可以看做是一个技术系统，技术系统可以简称为系统。系统是由多个子系统组成的，并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能，子系统可以是零件或部件甚至于构成元素。系统是处于超系统之中的，超系统是系统所在的环境，环境中的其他相关的系统可以看做是超系统的构成部分。 技术系统的进化是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程，进化是客观进行着的，不管人们是认识了它还是没有认识它。如果认识和掌握了系统的进化规律，有利于设计者开发出更先进的产品，从而提升产品的竞争力。同样地，对系统的子系统或元件进行持续改进，以提高整个系统的性能，也属于技术系统的进化过程。 在介绍技术系统的进化论之前，有必要先了解一点进化论的主要内容，以便更好地理解和掌握技术系统的进化法则。 2.1三大进化论 说起进化，人们自然会联想到达尔文，因为达尔文的生物进化论一举终结了长期统治人们思想的神创论。其实，在达尔文的生物进化论之外，还存在着另外2个进化论，一个是社会学界的社会达尔文主义，另一个是技术领域的技术系统进化论。因为社会达尔文主义所极力倡导的是自由放任的资本主义社会制度，所以一直到近些年来，在国内才可以了解到有关社会达尔文主义的相关信息。而技术系统进化论属于TRIZ理论，TRIZ发源于20世纪中期的苏联，属于苏联的国家秘密而不被世人所知，直到20世纪90年代初，苏联解体后，TRIZ才开始传播到欧美等发达国家。而我国对TRIZ的研究和应用才刚刚起步，所以人们对技术系统的进化论还是相当陌生的。 下面先简要介绍一下生物进化论和社会达尔文主义，然后详细介绍技术系统的八大进化法则。 2. 1. 1达尔文和生物进化论 生物学进化论是作为神创论的对立面而出现的。18世纪以前，《圣经》及其宣扬的神创论在西方的学术界、知识界以及整个西方文化中占据着统治地位。神创论认为，地球及万物是上帝在大约6000年以前，即公元前4004年10月26日上午9时创造出来的。自从被上帝创造出来以后，地球上的生命没有发生任何变化!在那个时代，大多数人相信世界是上帝有目的地设计和创造的，由上帝 制定的法则所主宰，是有序谐调、安排合理、美妙完善且永恒不变的。 第1个提出完整进化论思想的是法国生物学家拉马克(1744一1829 )。通过大量化石和近代生物系统分类研究，拉马克越来越坚定地认识到，生物经历了一个从简单到复杂、从低级到高级的进化过程，物种不是像《圣经》中说的那样是由上帝创造的，物种是变化的。他在《动物哲学》中提出著名的“获得性遗传”原则。比如长颈鹿，在古代时它的脖子并不像现在这么长，是一种类似玲羊的原始动物。长颈鹿生活在干旱的非洲，靠吃树叶为生，吃光了低处的树叶后，不得不拼命伸长脖子吃高处的树叶，于是脖子渐渐变长了。这种获得的特征又传给了后代，一代又一代传下去，长颈鹿的脖子就越变越长，最后成为我们今天看到的这个样子。人们公认，拉马克为达尔文的科学进化论的诞生奠定了基础，他的《动物哲学》和达尔文的《物种起源》被称为现代进化论思想的两大源泉。 达尔文，1809年2月出生在英国的施鲁斯伯里。于1831年12月到1836年10月乘坐英国“贝格尔号”军舰进行了长达5年的环球考察，收集了大量的生物化石和标本。1842年，他写出《物种起源》的简要提纲，但迫于当时强大的神创论力量，他将书稿交给妻子收藏，盼咐在他死后才可以发表。随后的时间里，其他的一些科学家相继提出了类似的进化论观点并向达尔文进行讨教，达尔文终于在1859年发表了著名的《物种起源》。在这部书里，达尔文旗帜鲜明地提出了进化论的思想，说明物种是处在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。《物种起源》的问世，第一次把生物学建立在完全科学的基础上，以全新的生物进化思想，推翻了神创论和物种不变的理

整理TRIZ的九大理论体系

TRIZ理论在社会中受到很多企业的青睐，TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。 （一）40个发明原理。 阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是： 1、分割； 2、抽取； 3、局部质量； 4、非对称； 5、合并； 6、普遍性； 7、嵌套； 8、配重； 9、预先反作用； 10、预先作用； 11、预先应急措施； 12、等势原则； 13、逆向思维； 14、曲面化； 15、动态化； 16、不足或超额行动； 17、一维变多维； 18、机械振动； 19、周期性动作； 20、有效作用的连续性； 21、紧急行动； 22、变害为利； 23、反馈； 24、中介物； 25、自服务； 6、复制； 27、一次性用品； 28、机械系统的替代； 29、气体与液压结构； 30、柔性外壳和薄膜； 31、多孔材料； 32、改变颜色； 33、同质性； 34、抛弃与再生；

35、物理/化学状态变化； 36、相变； 37、热膨胀； 38、加速氧化； 39、惰性环境； 40、复合材料等。 （二）最终理想解(IFR)。 TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（ideal final result，IFR），以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着 此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创 新设计的效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解(IFR)就 是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点： 1、保持了原系统的优点； 2、消除了原系统的不足； 3、没有使系统变得更复杂； 4、没有引入新的缺陷等。 （三）TRIZ的技术系统八大进化法则。 阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主 义齐肩，被称为“三大进化论”。 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是： 1、技术系统的S曲线进化法则； 2、提高理想度法则； 3、子系统的不均衡进化法则； 4、动态性和可控性进化法则； 5、增加集成度再进行简化法则； 6、子系统协调性进化法则； 7、向微观级和场的应用进化法则； 8、减少人工进入的进化法则。 技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布 局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性 问题的解决工具。 （四）发明问题的标准解法。 标准解法阿奇舒勒于1985年创立的，共有76个，分成5级，各级中解法的先后顺序也反映 了技术系统必然的进化过程和进化方向，标准解法可以将标准问题在一两步中快速进行解决，标准解法是阿奇舒勒后期进行TRIZ理论研究的最重要的课题，同时也是TRIZ高级理论的精华。标准解法也是解决非标准问题的基础，非标准问题主要应用ARIZ来进行解决，而ARIZ 的主要思路是将非标准问题通过各种方法进行变化，转化为标准问题，然后应用标准解法来 获得解决方案。

TRIZ九大理论

TRIZ九大理论 TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。 （一）TRIZ的技术系统八大进化法则。阿奇舒勒的技术系统进化论可以与自然科学中的达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，被称为“三大进化论”。 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则；7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。技术系统的这八大进化法则可以应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可以用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。 （二）最终理想解(IFR)。TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解（ideal final result，IFR），以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解(IFR)就是这座桥梁的桥墩。最终理想解(IFR)有四个特点：1、保持了原系统的优点；2、消除了原系统的不足；3、没有使系统变得更复杂；4、没有引入新的缺陷等。 （三）40个发明原理。阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是：1、分割； 2、抽取； 3、局部质量； 4、非对称； 5、合并； 6、普遍性； 7、嵌套； 8、配重； 9、预先反作用；10、预先作用；11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向思维；14、曲面化；15、动态化；16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、机械振动；19、周期性动作；20、有效作用的连续性；21、紧急行动；22、变害为利；23、反馈；24、中介物；25、自服务；26、复制；27、一次性用品；

TRIZ的技术系统八大进化法则

1.一个产品或物体都可以看做是一个技术系统，技术系统可以简称为系统。系统是由多个子系统组成的，并通过子系统间的相互作用来实现一定的功能，子系统可以是零件或部件甚至于构成元素。系统是处于超系统之中的，超系统是系统所在的环境，环境中的其他相关的系统可以看做是超系统的构成部分。技术系统的进化是指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程，进化是客观进行着的，不管人们是认识了它还是没有认识它。如果认识和掌握了系统的进化规律，有利于设计者开发出更先进的产品，从而提升产品的竞争力。 1.八大技术系统进化法则 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1）技术系统的S曲线进化法则；2）提高理想度法则；3）子系统的不均衡进化法则；4）动态性和可控性进化法则； 5）增加集成度再进行简化法则；6）子系统协调性进化法则；7）向微观级和场的应用进化法则；8）减少人工进入的进化法则 1.1技术系统的S曲线进化法则 图1-1是一条典型的S曲线。S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期，图中的横轴代表时间；纵轴代表技术系统的某个重要的性能参数，比如飞机这个技术系统，飞行速度、可靠性就是其重要性能参数，性能参数随时间的延续呈现S形曲线。 一个技术系统的进化一般经历4个阶段，分别是： 1）婴儿期2）成长期3）成熟期4）衰退 2.发明问题解决理论 TRIZ ［ 3-9 ］被认为是目前最全面系统地论述发明创造、实现技术创新的新理论。运用这一理论，可大大加快人们创造发明的进程，而且能得到高质量的创新产品。TRIZ是一种建立在技术系统演变规律基础上的问题解决系统。技术系统演变的8个模式9个通用工程参数、40条发原理、39×39冲突解决矩阵、76个标准解、发明问题解决算法(ARIZ)以及工程知识效应库等一同构成了TRIZ的理论与方法体系［5］。 TRIZ 认为，产品进化过程就是不断解决产品所存在冲突的过程，设计人员在设计过程中不断地发现并解决冲突，是推动其向理想化方向进化的动力。技术冲突是典型的工程妥协问题，即当提高系统某一技术特性(参数)时，另一特性(参数)会恶化。 TRIZ 创新原理的核心就是解决技术系统中存在的冲突，冲突解决矩阵是解决技术冲突的有效工具。它是由TRIZ研究者通过专利分析确定的39通用工程参数和40条发明原理及其它们间

8大技术系统进化法则

TRIZ技术系统进化法则在专利布局中的应用研究 2010-09-01 23:31 TRIZ理论来自对专利的研究，TRIZ理论应用对技术创新有推动作用。技术系统进化原理是TRIZ理论的核心。本文对技术系统进化法则进行研究，通过技术进化路线对技术系统未来发展趋势做出准确预测。结合系统S曲线法则，实现技术专利的合理布局，进而为企业带来高附加值收益。 一、引言 TRIZ理论，即发明问题解决理论，是由苏联发明家根里奇·阿奇舒勒(Genrich S. Altshuller)于1946年开始，动用了1500人/年，在经历25年研究了世界各国250万份高水平发明专利的基础上，提出的一套具有完整理论体系的创新方法。TRIZ的基本原理是技术系统的进化遵循客观的法则群。在TRIZ中，凡是具有某种功能的事物都可称为技术系统。TRIZ主要用39个标准参数，40 条发明原理、冲突矩阵和76个标准解等一整套的理论来解决各工程领域的创新问题。 技术专利首先可以对技术进行保护，同时也可以通过专利来获得高附加的收益。我国企业在走向国际化的道路上，几乎都遇到了国外同行在专利上的阻拦。本文通过对TRIZ技术系统进化法则的研究，帮助企业进行富有竞争力的新产品研发，并有效确定未来的技术系统走势，对当前还没有出现的技术系统，如符合TRIZ进化理论所预测的技术趋势，则提前进行专利布局，以保证企业未来的长久发展空间和专利发放所带来的可观收益。 二、技术系统及子系统进化法则 在TRIZ理论中，一个产品或物体都可以看作是一个技术系统，也简称为系统。TRIZ认为，产品及其技术的发展总是遵循一定的客观规律，而且同一条规律往往在不同产品领域被反复应用。TRIZ的核心是技术系统进化原理，它可以依据产品中技术系统的进化规律定性预测未来产品的发展趋势，从而帮助企业开发出具有竞争力的新产品。 1.技术系统进化法则 系统进化理论主要有8条进化法则，以及每个进化法则下相对应的一些进化路线。其8条进化法则为： ◎技术系统的S曲线进化法则; ◎提高理想度法则; ◎子系统的不均衡进化法则; ◎动态性可控性进化法则;

TRIZ的九大经典理论体系

TRIZ的九大经典理论体系 TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展，TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系。 TRIZ解决问题过程中，将问题的通解具体化是一个难点，这需要有深厚的领域背景知识。TRIZ理论认为，一个成功的设计可由如下公式描述：S=Pc×Pkn×(1+M)×(1+T) 其中：S——成功的设计；Pc——个人解决问题的能力；Pkn——领域知识的水平与经验；M——TRIZ方法论与哲学思想的运用；T——TRIZ工具的运用。 在公式中，Pc和Pkn 都与领域知识有关。因此，尽管TRIZ理论的创始人阿奇舒勒否认了经验知识在TRIZ 理论中的重要性，但从上述公式可以看出经验知识依然对TRIZ理论的应用构成了重要的支持。所以，在TRIZ 理论中融入经验思维模式，应是TRIZ理论在应用中的一个发展方向。 (一)TRIZ的技术系统八大进化法则。 阿奇舒勒的技术系统进化论可与达尔文生物进化论和斯宾塞的社会达尔文主义齐肩，称为三大进化论。 TRIZ的技术系统八大进化法则分别是：1、技术系统的S曲线进化法则；2、提高理想度法则；3、子系统的不均衡进化法则；4、动态性和可控性进化法则；5、增加集成度再进行简化法则；6、子系统协调性进化法则； 7、向微观级和场的应用进化法则；8、减少人工进入的进化法则。 技术系统的这八大进化法则可应用于产生市场需求、定性技术预测、产生新技术、专利布局和选择企业战略制定的时机等。它可用来解决难题，预测技术系统，产生并加强创造性问题的解决工具。 (二)最终理想解(IFR)。 TRIZ理论在解决问题之初，首先抛开各种客观限制条件，通过理想化来定义问题的最终理想解(ideal final result，IFR)，以明确理想解所在的方向和位置，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免了传统创新涉及方法中缺乏目标的弊端，提升了创新设计的效率。如果将创造性解决问题的方法比作通向胜利的桥梁，那么最终理想解(IFR)就是这座桥梁的桥墩。 最终理想解(IFR)有四个特点：1、保持了原系统的优点；2、消除了原系统的不足；3、没有使系统变得更复杂；4、没有引入新的缺陷等。 (三)40个发明原理。阿奇舒勒对大量的专利进行了研究、分析和总结，提炼出了TRIZ中最重要的、具有普遍用途的这40个发明原理，分别是： 1、分割； 2、抽取； 3、局部质量； 4、非对称； 5、合并； 6、普遍性； 7、嵌套； 8、配重； 9、预先反作用； 10、预先作用；11、预先应急措施；12、等势原则；13、逆向思维；14、曲面化；15、动态化；16、不足或超额行动；17、一维变多维；18、机械振动；19、周期性动作；20、有效作用的连续性；21、紧急行动；22、变害为利；23、反馈；24、中介物；25、自服务；26、复制；27、一次性用品；28、机械系统的替代；29、气体与液压结构；30、柔性外壳和薄膜；31、多孔材料；32、改变颜色；33、同质性；34、抛弃与再生；35、物理/化学状态变化；36、相变；37、热膨胀；38、加速氧化；39、惰性环境；40、复合材料等。 (四)39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。在对专利研究中，阿奇舒勒发现，仅有39项工程参数在彼此相对改善和恶化，而这些专利都是在不同的领域上解决这些工程参数的冲突与矛盾。这些矛盾不断地出现，又不断地被解决。由此他总结出了解决冲突和矛盾的40个创新原理。之后，将这些冲突与冲突解决原理组成一个山39个改善参数与39个恶化参数构成的矩阵，矩阵的横轴表示希望得到改善的参数，纵轴表示某技术特性改善引起恶化的参数，横纵轴各参数交叉处的数字表示用来解决系统矛盾时所使用创新原理的编号。这就是，著名的技术矛盾矩阵。阿奇舒勒矛盾矩阵为问题解决者提供了一个可以根据系统中产生矛盾的两个工程参数，从矩阵表中直接查找化解该矛盾的发明原理来解决问题。 (五)物理矛盾和四大分离原理。当一个技术系统的工程参数具有相反需求，就出现了物理矛盾。比如说，要求系统的某个参数既要出现又不存在，或既要高又要低，或既要大又要小等等。相对于技术矛盾，物理矛盾是一种更尖锐的矛盾，创新中需要加以解决。物理矛盾所存在的子系统就是系统的关键子系统，系统或关键子系统应该具有为满足某个需求的参数特性，但另一个需求要求系统或关键子系统又不能具有这样的参数特性。 分离原理是阿奇舒勒针对物理矛盾的解决而提出的，分离方法共有11种，归纳概括为四大分离原理，分别是空间分离、时间分离、居于条件的分离和系统级别分离等。 (六)物一场模型分析。阿奇舒勒认为，每一个技术系统都可由许多功能不同的子系统所组成，因此，每一个系统都有它的子系统，而每个子系统都可以再进一步地细分，直到分子、原子、质子与电子等微观层次。无论大系统、子系统、还是微观层次，都具有功能，所有的功能都可分解为2种物质和1种场(即二元素组成)。 在物质-场模型的定义中，物质是指某种物体或过程，可以是整个系统，也可以是系统内的子系统或单个的物体，甚至可以是环境，取决于实际情况。场是指完成某种功能所需的手法或手段，通常是一些能量形式，如：磁场、重力场、电能、热能、化学能、机械能、声能、光能等等。物一场分析是TRIZ理论中的一种分析工具，用于建立与已存在的系统或新技术系统问题相联系的功能模型。 (七)发明问题的标准解法。标准解法阿奇舒勒于1985年创立的，共有76个，分成5级，各级中解法的先后顺序也反映了技术系统必然的进化过程和进化方向，标准解法可以将标准问题在一两步中快速进行解决，标准解法是阿奇舒勒后期进行TRIZ理论研究的最重要的课题，同时也是TRIZ高级理论的精华。标准解法也是解