第3章_triz发明技术系统进化及其模式分析

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。

一. 技术系统进化法则半个世纪前，发明著名的TRIZ理论（发明问题解决理论）的前苏联发明家Altshuller先生在分析大量专利的过程中发现，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的产品技术领域被反复应用。

即任何领域的产品改进、技术的变革过程，是有规律可循的。

人们如果掌握了这些规律，就能能动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。

于是，Altshuller 和他的合作伙伴不断总结提炼，形成当前著名的技术系统进化法则，构成TRIZ 理论的核心内容之一。

TRIZ理论中包含的进化法则主要有提高理想度法则，完备性法则，能量传导法则，提高柔性、移动性和可控性法则，子系统非一致性进化法则，向超系统升迁法则，向微观系统升迁法则，协调法则等。

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，每条法则又包含不同数目的具体进化路线和模式。

下面介绍的键盘等不同产品的核心技术发展就共同遵循一条典型的技术进化路线。

二. 键盘进化实例作为计算机外围设备的重要组成之一，键盘已经是随处可见。

目前常见的键盘是一个刚性整体，体积也比较大，不方便携带。

在美国海军陆战队配备一种可以折叠的键盘，便于行军中携带。

再就是一些PDA产品，将键盘输入功能设置在其柔性的外包装套上，展开后就成了一个比较大的键盘。

而现在液晶触摸屏也可以作为输入设备代替键盘。

最近，以色列一家公司推出一种虚拟激光键盘，它通过将全尺寸键盘的影像投影到桌子平面上，用户在上面就可以象使用物理键盘一样直接输入文本。

上面提到的几种输入设备基本上代表了过去几十年来键盘的主要发展历程。

简单分析一下，可以发现键盘的演变脉络，即从一体化的刚性键盘到折叠式键盘，到柔性的键盘，到液晶键盘，再到激光键盘。

如果我们将键盘核心技术的这种演变过程抽象出来，会发现它是按照从刚性，到铰链式，到完全柔性，到气体、液体，一直到场的发展路线。

其实很多产品的发展也是沿着这条路线不断进化。

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。

・学习园地•创新方法之TRIZ技术系统进化法则及案例之三张丽丽（马鞍山钢铁股份有限公司）编者按：创新从最通俗的意义上讲就是创造性地发现问题和创造性地解决问题的过程，TRIZ 理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。

“工欲善其事、必先利其器”，掌握先进的创新方法是提高创新效率的最佳途径。

为了给广大冶金工作者们提供创新方法学习平台，特推出《创新方法》专栏。

任何一个产品、工艺和技术都在随着时间向着更高级的方向发展和进化，并且它们的进化过程都会经历相同的几个阶段。

阿奇舒勒通过对大量专利的研究和分析，发现技术系统的进化和生物系统一样，是按照一定规律在发展和进化的，他将这些规律进行总结，就形成了TRIZ理论中的S—曲线和技术系统进化法则。

技术系统进化法则的内容主要体现了产品在实现其他相应功能的过程中改进和发展的趋势。

运用S—曲线和技术系统进化法则可以判断出当前研发的产品处于技术系统进化过程中的哪个阶段，然后基于法则的提示，可以更好地预测出产品未来的发展方向。

1技术系统进化S曲线技术系统进化，就是不断用新技术替代老技术，用新产品替代老产品，即实现系统功能的各项内容从低级到高级变化的过程。

对于一个具体的技术系统而言，对其子系统或元件进行不断地改进，以提高整个系统的性能，就是技术系统的进化过程。

阿奇舒勒通过对大量专利的分析和研究，发现任何一个技术系统都在随着时间向更高级的方向发展和进化，并且它们的进化过程都会经历几个相同的阶段，其规律满足一条S形的曲线。

技术系统进化S曲线，如图1所示。

图中横坐标代表技术系统的发展时期，纵坐标代表技术系统某个重要的性能参数。

性能参数随时间的延续呈现出与人的生命周期类似的S曲线，即所有技术系统的进化一般都要经历由婴儿期、成长期、成熟期、衰退期四个阶段组成的生命周期。

从图1中可以看出，在婴儿期，系统性能的增强比较缓慢；当进入成长期以后，性能将快速增强；而当系统进一步发展到成熟期以后，性能的增强又转而变缓；在最终的退出期，系统的性能不但没有增加，反而有所下降。

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、TRIZ理论（一）TRIZ理论的基本思想基本思想；大量发明创造所包含的基本问题和矛盾是相同的。

优势；避免传统创新过程的试错法带来的盲目性和局限性。

掌握TRIZ理论提高发明的成功率，缩短发明周期。

TRIZ理论核心；是系统进化理论，解决技术矛盾和冲突是系统进化的推动力。

（二）TRIZ理论体系结构1、TRIZ理论的理论基础体系结构中的第一部分：TRIZ理论的理论基础TRIZ理论基础是技术系统的进化模式。

该模式包含用于工程技术系统进化的基本规律，理解这些模式可以帮助人们形成对问题发展轨迹的总体概念，得到其发展前景的正确判断，从而增强人们解决问题的能力。

TRIZ理论认为任何领域的技术产品都与生物系统一样，存在着产生、生长、成熟、衰老和灭亡的产品进化规律。

掌握了这些规律，人们就能能动的进行产品的创新设计、开发并能预测产品的未来趋势。

案例：数据化信息储存技术的进化穿孔纸带→磁带→磁盘光盘→U盘→移动硬盘案例：计算技术的进化伴随着人类历史发展的计算技术一样，先是算盘的发明、推广和广泛运用，达到珠算技术的成熟。

伴随着计算机的出现，算盘技术也就走向衰老和灭亡。

2、TRIZ理论分析工具(1)矛盾分析发明问题的核心是：解决矛盾冲突。

矛盾分为物理矛盾和技术矛盾。

A.物理矛盾是指一个系统中同一个参数的矛盾也就是自相矛盾；案例：自行车使用时变大、停放时缩小。

（这就是同一参数--体积的矛盾）B.技术矛盾：一个技术系统中的不同参数之间的矛盾。

案例：汽车速度越高，安全性下降。

TRIZ理论归纳整理了39个通用工程参数，对工程设计中存在的技术矛盾进行描述。

通过39个工程参数构造了矛盾冲突矩阵，来引导设计者选用TRIZ理论的40条发明原理。

(2)物质--场分析TRIZ理论认为：任何产品的所有功能都可以分解为两个物质和一个场，可以用物质--场分析法来分析产品的功能。

(3)ARIZ算法将初始问题程式化；将矛盾冲突与理想解进行程式化处理；使技术系统向理想解的方向进化。

TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例第一篇：TRIZ理论技术系统的八大进化法则及其实例技术系统的八大进化法则及其实例一、技术系统的S曲线进化法则例：汽车的发明和使用；从最初的婴儿期（即最初的蒸汽机车）到成长期（即内燃机车）再到成熟期（即现在拥有各种功能美观实用的现代型汽车）最后到衰退期二、提高理想度法则例：污水排水管道；镀锌环钢排水管道强度大，但耐腐蚀耐磨损性差，塑料管道耐腐蚀耐磨损性强但强度低，故在塑料管道外镀锌层以提高管道强度三、子系统不均衡进化法则例：音乐手机；手机的发明和使用给人们带来了巨大地便利，人们不均衡的着重发展其中的某些功能（比如音乐播放功能）使其成为某种特定功能型手机四、动态性和可控性进化法则例：可折叠自行车；自行车本是体积相对较大的，后来将其装上铰变成可折叠自行车既方便有减小体积五、增加集成度再进行简化法则例：手机移动电源；将手机电池拿出来单独做成移动电源供手机使用六、子系统协调性法则例：电脑主机箱；电脑工作时，散热风扇和主机功率相协调七、减少人工介入的法则例：汽车的自动化案例八、向微观级和增加场应用的进化法则例：电子芯片；以前的集成电路大多是电子管，耗能大体积大，而现在则可以集中成小小的芯片第二篇：Triz理论实例ＴＲＩＺ理论应用淬火工艺的案例一个车间得到一份订单，对很大的金属零件进行热处理。

要进行这项工作，吊车司机必须从炼铁炉中吊出通红的铸铁，将它运到一个油池上方并使其落人油槽。

工作了几天之后，吊车司机找到老板抱怨说：“这样干我很难呼吸。

我的控制室离房顶很近，所有从油槽里升起的烟都向我飘来，我不干了。

”烟雾本来不是问题，因为处理小部件时，车问里的通风设备满足要求；现在，在处理大型部件时，烟就变成了主要问题。

因为处理过程不能改变，老板面临一个典型的管理局面：得想出一种办法，但他还不知办法在哪里。

从定义上来说，一个技术系统应该有三种成分：两种物质和一个场(能量)。

要解决问题，首先应明确引起问题的技术系统。