TRIZ中的技术系统S
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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。
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、技术系统进化的S曲线和进化法则的关系?
(1) 婴儿期产品处于原理实现阶段,一般应用完备性法则、能量传递法则和协调性进化法则使产品功能得以实现。
(2) 成长期产品处于性能优化和商品化开发阶段,一般应用提高动态性法则、子系统不均衡进化法则,促进产品快速完善,广泛获得市场认可。
(3) 成熟期产品技术已趋于完善,一般应用向微观系统进化对局部加以改进。
(4) 衰退期产品性能参数、盈利已达到最高并开始下降,需要提前开发新的替代产品,一般应川旬超系统跃迁法则使产品更新换代。
(5)提高理想度法则贯穿产品的全生命周期。
(2) 二、描述一个问题,并找出其中的技术冲突?(需找出改进的参数和恶化的参数)
(3) 塑料瓶装口香糖较锡纸装口香糖量多实惠而受到消费者的欢迎。
现在的问题是:用户每次咀嚼完毕瓶装口香糖后会因找不到纸巾包裹废弃物而烦恼,随手乱扔既害人又不利己,而且每次吃完瓶内口香糖后对瓶子的处理也是一种烦恼,既不能乱扔,放在包里还占空间。
解决方案是:用一节一节的粘性纸卷成的瓶正好解决掉这个问题。
每当用户吃完口香糖后,就从瓶子上撕下一块儿纸包裹口香糖,解决了找不到纸巾包裹口香糖的烦恼,而粘性纸的节数正好正比于口香糖的数量,当口香糖吃完后,对应的粘性纸也撕光,正好解决了瓶子大占空间的问题。
改进的参数:21 功率·33可操作性·32·可制造性恶化的参数:13·结构的稳定性。
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。
TRIZ理论一个产品或物质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,并通过子系统工程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。
技术系统是功能的实现,同一功能存在多种技术实现方式,任何系统在完成人们所期望的功能中,同时亦会带来不希望的功能。
一、八大技术系统进化法则1、技术系统的S曲线进化法则2、提高理想度法则3、字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、减少人工介入的进化法则。
二、最终理想解(IFR)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,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。
避免了传统创新设计方法中缺乏目标的弊端。
名词术语:理想化方法、理想试验、理想模型理想化水平I=有用功能之和/有害功能之和I=效益之和/(成本之和+危害之和)理想化方法部分理想化和全部理想化。
最终理想解是在超系统中考虑的。
最终理想解确定的步骤:1、设计的最终目的是什么?2、理想解是什么?3、达到理想解的障碍是什么?4、出现这种障碍的结果是什么?5、不出现这种障碍的条件是什么?创造这些条件存在的可用资源是什么?三、40个发明原理1、分割①将物体分割成独立的部分②使物体成为可组合的③增加物体被分割的程度2、抽取①将物体中“负面”的部分或特性抽取出来②只从物体中抽取部分必要的部分或特性3、局部质量①将物体或外部环境的同类结构转换成异类结构②使物体的不同部分实现不同的功能③使物体的每一部分处于最有于其运行的条件下4、非对称①用非对称形式代替对称形式②如果对象已经是非对称增加其非对称程度5、合并①合并空间上的同类或相邻的物体或操作②合并时间上的同类或相邻的物体或操作6、普偏性使得物体或物体的一部分实现多种功能以代替其他部分的功能7、嵌套①将第一个物体嵌入第二个物体然后将这个物体一起嵌入第三个物体…②让物体穿过另一个物体的空腔8、配重①将一个物体与另一能产生提升力的物体组合来补偿其重量②通过与环境(利用气体、液体的动力或浮力等的相互作用实现物体重量的补偿)9、预先反作用①预先施加反作用②如果物体将处于受拉伸工作状态则预先施加压力10、预先作用①事先完成部分或全部分的动作或功能②在方便的位置预先安置物体使其在第一时间发挥作用避免时间浪费11、预先应急措施针对物体相对教底的可靠性预先准备好相应的应急措施12、等势原则在势能场中避免物体位置的改变13、逆向思维①颠倒过去解决问题的方法②使物体的活动部分改变为固定的让固定的部分部分变为活动的③翻转物体(或过程)14、曲面化①竟直线、平面用曲线、曲面代替立方体结构改成球体②使用滚筒、球体、旋螺状等结构③从直线运动改成旋转运动利用离心力15、动态化①使物体或其环境自动调节以使其在每一个动作阶段的性能达到最佳②把物体分成及个部分各部分之间可相对改变位置③将不动的物体改变成可动的或具有适应性16、不足或超额行动如果现有的方法很难完成对象的100%可用同样的方法完成“稍少”或“稍多”一点问题可能变得相当容易解决17、一维变多维①将物体从一维变到二维或三维空间②用多层结构代替单层结构③使物体倾斜或侧向放置④使用给定表面的另一面18、机械震动①让物体处于震动状态②对有震动的物体则增加震动的频率(甚至到超声波)③使用物体的共震频率④用压电震动器代替机械震动器⑤使用超声波或电磁场震荡偶合19、周期性动作①用周期性动作或脉动代替连续动作②如果行动已经是周期性的则改变其频率③利用脉动之间的间隙来支行另一动作20、有效作用的连续性①持续采取行动使对象的所有部分都一直处于满负荷工作状态②消除空闲的间歇的行动和工作21、紧急行动快速的执行一个危险或有害的作业22、变害为利①利用有害的因素(特别是对环境的有害影响)来取得积极的效果②“以毒攻毒”用另一个有害作用来中和以清除物体所在的有害作用③加大有害因素的程度使之不在有害23、反馈①通过引入反馈来改善性能②如果已经引入反馈则改变其大小和作用24、中介物①采取中介体传递或完成动作②把一个物体和另一个物体临时结合在一起(随后能比较容易的分开25、①使物体具有补充和自恢复功能以完成自服务②利用废弃的资源能量和物资26、复制、①使用更简单更便宜的复制品代替难以获得的昂贵的复杂的易碎的物体②用光学复制品或图形来代替实物可以按比例放大或缩小图形③如果可视光学复制品已经被采用进一步扩展到红外或紫外线复制品26、用廉价的物品代替一个昂贵的物品在某些质量提醒上做出妥协(例如使用寿命)28、机械系统的代替①用感官刺激的方法代替机械手段②采用与物体相互作用的申,磁,或电磁场③场的代替从恒定场到可边场从固定场到随时间变化的场从随机场到有组织的场④将场和铁磁组合使用29、气体与气压结构:使用气体与或液体代替物体的固体零部件这些零部件可使用气体或水的膨胀或空气或液体静压缓冲功能30、柔性外壳和薄膜①使用柔性外壳和薄膜替代传统的机构②用柔性外壳和薄膜把对象和外部环境隔开31、多孔材料①使物体多孔或添加多孔元素②如果一个物体已经是多孔的则利用这些引入有用的物质或功能32、改变颜色①改变物体或其周围环境的颜色②改变难以观察的物体或过程的透明度或可视性③采用有颜色的添加剂使不易观察的物体或过程容易观察到④如果已经加入了添加剂则借助发光迹线追踪物质33、同质性:将物体或与其协会作用的其他物体用同一材料或特性相近的材料制作34、抛弃与再生①抛弃或改变物体中已经完成其功能和无能的部分②在过程中迅速补充物体所消耗和减少的部分35、物理化学状态变化:改变物体的物理化学状态浓度,密度,柔性,温度36、相变:利用物体相变转换时发生的某种反映或现象(例如热量的吸收或释放引起的物体体积的变化37、热膨胀①利用热膨胀或热收缩的材料②组合使用多种具有不同热膨胀系数的材料38、加速氧化①使用富氧空气代替普通空气②使用纯氧代替富氧空气③使用电离射线处理空气或氧气使用离子化的氧气④用臭氧代替离子化的空气39、惰性环境①用惰性气体环境代替普通环境②在真空中完成过程40、复合材料:从单一材料改成复合材料。
TRIZ理论中的技术系统进化法则简介作者:亿维讯来源:盖世汽车网发布时间:2009年3月23日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。
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。
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与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与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、动态性与可控性进化法则;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、向微观级与场的应用进化法则;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、专利布局与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与位置,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、分析与总结,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、柔性外壳与薄膜;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。
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。
TRIZ中的技术系统S—曲线进化法则与产品的生命周期1 概述产品是企业生存和发展的基础,企业之间的竞争往往是围绕着产品的竞争而展开的。
随着技术的不断发展进步和市场竞争的不断加剧,产品的更新换代也愈发频繁。
如何做好企业的产品规划,准确地把握住市场脉搏和消费趋势,及时研发并生产出领先于竞争对手的产品,在市场竞争中取得先机,是每一个企业所面临的共同挑战。
做好产品的规划,首先是要分析和把握产品的发展趋势。
TRIZ(theory of inventive problem solving,发明问题解决理论)从技术进化的角度对产品的技术成熟度进行了预测,并据此推断该产品未来的发展方向及形态,这为产品设计人员进行产品设计及研发提供了很好的借鉴。
产品的生命周期(product life cycle)理论主要从产品的市场营销的角度对产品的发展过程进行分析,为企业制定产品策略及营销策略提供了依据。
两个理论从不同的角度对产品的生命过程进行了分析,它们之间有何区别和联系,对企业的产品规划工作又有何实际指导意义,本文将对此进行分析和探讨。
2 TRIZ中的技术系统S-曲线进化法则及技术成熟度预测2.1 技术系统S-曲线进化法则一个产品或物体都可以看作是一个技术系统,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构成。
系统是处于超系统之中的,超系统是系统所在的环境,环境中其他相关的系统可以看作是超系统的构成部分。
G.S.Altshuller于1946年开始创立TRIZ理论,其中重要的理论之一是技术系统进化论,其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“最终理性化”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。
Altshuller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。
TRIZ技术系统进化法则在专利布局中的应用研究2010-09-01 23:31TRIZ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。
TRIZ中的技术系统S摘要:文章对发明问题解决理论(triz)中的技术系统s-曲线进化法则及产品生命周期理论进行了简单的介绍,探讨了通过triz的技术系统s-曲线进化法则对产品技术成熟度的预测及通过产品生命周期理论对产品市场成熟度的评价,两个理论之间的区别及相互关系以及它们对企业进行产品规划的相关启示。
关键词:技术系统;s-曲线进化法则;产品生命周期;产品规划;triz中图分类号:f272 文献标识码:a 文章编号:1009-2374(2013)02-0151-051 概述产品是企业生存和发展的基础,企业之间的竞争往往是围绕着产品的竞争而展开的。
随着技术的不断发展进步和市场竞争的不断加剧,产品的更新换代也愈发频繁。
如何做好企业的产品规划,准确地把握住市场脉搏和消费趋势,及时研发并生产出领先于竞争对手的产品,在市场竞争中取得先机,是每一个企业所面临的共同挑战。
做好产品的规划,首先是要分析和把握产品的发展趋势。
triz (theory of inventive problem solving,发明问题解决理论)从技术进化的角度对产品的技术成熟度进行了预测,并据此推断该产品未来的发展方向及形态,这为产品设计人员进行产品设计及研发提供了很好的借鉴。
产品的生命周期(product life cycle)理论主要从产品的市场营销的角度对产品的发展过程进行分析,为企业制定产品策略及营销策略提供了依据。
两个理论从不同的角度对产品的生命过程进行了分析,它们之间有何区别和联系,对企业的产品规划工作又有何实际指导意义,本文将对此进行分析和探讨。
2 triz中的技术系统s-曲线进化法则及技术成熟度预测2.1 技术系统s-曲线进化法则一个产品或物体都可以看作是一个技术系统,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构成。
系统是处于超系统之中的,超系统是系统所在的环境,环境中其他相关的系统可以看作是超系统的构成部分。
g.s.altshuller于1946年开始创立triz理论,其中重要的理论之一是技术系统进化论,其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“最终理性化”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。
altshuller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。
技术系统s-曲线进化法则是八大法则中的第一条法则。
altshuller通过对大量发明专利的分析,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,如果没有引入新的技术,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。
一个技术系统进化一般经历四个阶段,分别是婴儿期、成长期、成熟期和衰退期,如图1所示:图1 s-曲线2.2 技术成熟度预测技术系统经历的四个阶段,每个阶段会呈现不同的特点,altshuller分析了专利数量、专利等级、性能参数和产品的经济效益四个指标随着产品进化而变化的规律,与s-曲线一起组成产品技术成熟度预测,以帮助人们有效了解和判断一个产品或行业所处的阶段,从而制定有效的产品策略和企业发展战略。
图2 各阶段的特点处于婴儿期的产品所呈现的特征是:性能的完善非常缓慢,此阶段产生的专利级别特别高,但专利数量较少,产品在此阶段的经济收益为负,企业以投入为主。
处于成长期的产品性能得到迅速提升,此阶段产生的专利级别开始下降,但专利数量逐渐上升,经济收益快速上升并凸显出来,这时候投资者会蜂拥而至,促进技术系统的快速完善。
当产品处于成熟期时,产品的性能水平达到最佳,这时候仍会产生大量的专利,但专利的级别会更低。
处于此阶段的产品已进入大批量生产,并获得巨额的财务收益,此时,企业需要知道系统将很快进入下一个阶段衰退期,需要着手研发下一代产品,制定相应的产品发展规划,保证本代产品淡出市场时,有新的产品来承担起企业发展的重担。
成熟期后产品面临的是衰退期,此时技术系统已达到极限,不会再有新的突破,该产品因不再有需求的支撑而面临市场的淘汰,其性能参数、专利等级、专利数量、经济收益四方面均呈现快速下降趋势。
3 产品的生命周期产品生命周期理论是美国哈佛大学教授雷蒙德·弗农(raymond vernon)1966年在其《产品周期中的国际投资与国际贸易》一文中首次提出的。
产品生命周期(product life cycle)简称plc,是产品的市场寿命,即一种新产品从开始进入市场到被市场淘汰的整个过程。
弗农认为产品生命是指产品的营销生命,产品和人的生命一样,要经历导入、成长、成熟、衰退这样的周期。
图3 产品生命周期曲线第一阶段:导入(引入)期。
指产品从设计投产到投入市场进入测试阶段。
新产品投入市场,便进入了导入期。
此时产品品种少,顾客对产品还不了解,除少数追求新奇的顾客外,几乎无人主动购买该产品。
生产者为了扩大销路,不得不投入大量的促销费用,对产品进行宣传推广。
该阶段由于生产技术方面的限制、产品生产批量小、制造成本高、广告费用大、产品销售价格偏高、销售量极为有限,企业通常不能获利,反而可能亏损。
第二阶段:成长期。
当产品进入导入期,销售取得成功之后,便进入了成长期。
成长期是指产品通过试销效果良好,购买者逐步接受该产品,产品在市场上站住脚并且打开了销路。
这是需求旺盛阶段,需求量和销售额迅速上升。
生产成本大幅度下降,利润迅速上涨。
与此同时,竞争者看到有利可图,将纷纷进入市场参与竞争,使同类产品供给量增加,价格随之下降,企业利润增长速度逐步减慢,最后达到生命周期利润的最高点,相当于成熟阶段前期。
第三阶段:成熟期。
指产品进入大批量生产并稳定地进入市场销售,经过成长期之后,随着购买产品的人数增多,市场需求趋于饱和。
此时,产品普及并日趋标准化,成本低而产量大。
销售增长速度缓慢直至转而下降。
由于竞争的加剧,导致同类产品生产企业之间不得不在产品质量、花色、规格、包装服务等方面加大投入,在一定程度上增加了成本。
第四阶段:衰退期。
指产品进入了淘汰阶段。
随着科技的发展以及消费习惯的改变等原因,产品的销售量和利润持续下降,产品在市场上已经老化,不能适应市场需求,市场上已经有其他性能更好、价格更低的新产品,足以满足消费者的需求。
此时成本较高的企业就会由于无利可图而陆续停止生产,该类产品的生命周期也就陆续结束,以至最后完全撤出市场。
产品生命周期理论揭示了任何产品都和生物有机体一样,有一个从诞生—成长—成熟—衰亡的过程,企业需要不断地创新,不断地开发新产品。
借助产品生命周期理论,可以分析判断产品处于生命周期的哪一个阶段,推测产品今后发展的趋势,正确把握产品的市场寿命,并根据不同阶段的特点,采取相应的市场营销组合策略,增强企业竞争力,提高企业的经济效益。
4 产品的技术成熟度和产品的生命周期4.1 两个理论的区别和联系triz的技术进化法则及产品的技术成熟度预测方法,从产品的技术生命周期揭示了新产品从诞生到消亡的整个过程,该理论通过对产品技术性能、专利数量、专利等级和获利能力指标的跟踪分析,对该产品的技术成熟度进行评判,从而定位该产品处于技术进化的哪个阶段。
而产品的生命周期理论主要从产品的销售额和利润的变化,揭示了新产品如何被市场接受、认可最后淘汰的过程。
因此,产品的技术成熟度理论更多地是从技术的角度而产品生命周期理论更多地是从市场的角度。
triz的技术进化法则认为产品的技术系统进化一般经历四个阶段,分别是婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。
产品的生命周期认为产品和人的生命一样,要经历导入、成长、成熟、衰退这样的周期。
两个理论从不同的角度对产品的生命过程进行分析,得出了相似的阶段划分,而这四个阶段是否重叠呢?4.2 技术沉默期和市场沉默期在某一期间,能够利用创新技术生产出具有成本优势、性价比合理、为市场接受的歧异性产品就意味着把握了技术时机,否则,处于技术沉默期与市场沉默期。
4.2.1 技术沉默期。
技术通常具有一定的沉默期,一般是指非市场因素情况下,技术发明到首次商业应用的时间间隔。
不同领域科学发现、技术发明到首次商业应用的时间间隔不同,但总的趋势是时间间隔在缩短。
在18世纪,技术发明到首次商业应用的时间差平均是74年,19世纪缩短到25年,20世纪上半叶为14年,50~60年代为9年,70~80年代为7年,80~90年代为6年。
4.2.2 市场的沉默期。
市场的沉默期一般是指由于观念或成本因素,新技术、新产品难以为市场所接受而导致创新未能投入商业应用的时间间隔。
因观念因素导致的市场沉默期是指技术投入商业应用的时间间隔,因成本因素导致的市场沉默期特指首次商业应用到开始盈利的时间间隔。
4.2.3 技术沉默期与市场沉默期的关系。
技术沉默期与市场沉默期通常互相交织:这一期间,可能技术成熟而市场未能成熟;或者市场成熟而技术不成熟;再或者技术、市场均不成熟等。
有些技术先有技术成熟,后有市场成熟。
如3g技术,尽管现在3g技术的应用如火如荼,但3g技术开始的推广应用并非一帆风顺。
全球3g先锋日本的nttdocomo公司历时两年耗资数百亿美元于2011年在日本建造的3g网络就像深夜的郊区公路一样空空荡荡的,没有几个人使用。
它的4500万手机用户中,98%的人仍然是拿着小灵通的年轻人,仅有100万的3g用户实际上已经令docomo一败涂地了。
欧洲3g牌照拍卖的拥有者有着同样心情苦涩、裹足不前的经历。
而有些技术则先有市场成熟,后有技术成熟。
如平板玻璃的市场是成熟的,但浮法工艺生产技术作为生产平板玻璃的一种根本性技术创新却不成熟,使得该工艺专利12年后生产的平板玻璃才具有成本与质量优势,才能战胜传统的平板玻璃生产技术。
4.3 产品的技术成熟与产品的市场成熟从一项技术发明开始诞生的一个新产品开始,到该产品首次商业应用,然后进入大规模的商业应用,最后退出市场要经历技术发明、技术沉默期、首次商业应用、市场沉默期、产品的商业应用等阶段,如图4所示。
其中,产品的技术系统的进化几乎贯穿了从技术发明开始的全过程,到该产品进入了衰退期,即将退出市场时,针对该产品的技术进化才终止。
而技术破坏性或颠覆性的创新在这时开始孕育,新的技术发明即将诞生,从而推动了产品的不断升级换代。
在产品的生命周期初始阶段(即产品的市场导入期),也有可能经历一段市场的沉默期,等待产品的市场环境最终的成熟。
由此可见,triz的技术系统进化的四个阶段划分和产品生命周期的四个阶段划分各自关注的重点和角度不同,尽管有较为相似的阶段划分,但不能简单地认为是相互重叠和同步一致的。