B002-技术进化定律

1 66 TRIZ理论介绍 第二讲技术进化定律及技术成熟度预测 课程用时 120分钟课程目的 1 通过了解技术进化定律 开阔技术创新思路2 通过了解技术成熟度预测 使产品研发决策科学合理 2 66 主要内容 一概述二需求进化定律三技术进化定律与路线四技术成熟度预测原理与方法五回顾 3 66 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或根本性的变化 但这些产品的主要功能并没有变化 4 66 直升飞机的诞生与发展 5 66 重要的是不仅要选择正确的设想 这些设想与系统的技术进化趋势相适应 还要正确的确认这些设想的需求 产品需求变化的顺序如下 1 首先 客户准备购买功能较好的产品 2 之后 她愿意购买可靠性得到加强的产品 3 再后 她愿意购买使用方便的产品 4 最后 她愿意购买便宜的产品 需求进化定律 在市场竞争激烈的今天 企业为了获得成功 对产品的需求准确预测就显得尤为重要 6 66 需求进化定律 AbrahamMaslow提出人类需求描述如下 每种需求的类型是一种层次结构 一种需求导致另一种需求的出现 新需求又导致更新需求的出现 7 66 需求进化定律正是基于这种需求增长趋势提出的 而且人类需求进化主要沿两个方向发展 1 基本需求的出现 2 已有需求的发展 需求进化定律 8 66 例1 满足食物的需求导致获取食物的需求满足食物的需求导致获取食物及烹饪食物的需求 获取食物的需求导致从自然界中获取食物 打猎 寻找植物并采摘收集 及人工种植 农业 例2 食品的消耗与自由支配时间的集成形成新的需求 宾馆与饭店等机构的出现 例3 占用闲暇时间的需求导致了娱乐业的产生 该行业包括表演 运动 游戏等多种类型 需求进化定律 9 66 设想未来会有按感知信号工作的设备出现 设备产生气味 振动感觉 运动感觉 温度变化感觉等 可以通过频率或幅度调节 例4 通过E mail传递气味 需求进化定律 10 66 一 需求进化趋势的结构 需求进化定律 11 66 二 满足需求的功能方法 1 通过已有系统实现功能 如例5 1 利用已知功能满足需求 需求进化定律 12 66 2 通过创造新系统实现功能 美国麻省理工学院 MIT 研究人员设计的碳纳米管超级电容是一项革命性的发明 它可能从此终结电池时代 它和一节电池所存储的能量相同 几秒内可完成充电 几乎永不损耗 例6 碳纳米管电池 需求进化定律 13 66 2 通过新功能满足需求 2 创造新系统例8 仿人机器人 大阪大学创造了新的人形机器人的原形 a 她可以模仿人类的语言和眨眼 b 她能够复制人类脸部的表情 1 为新功能采用已有系统例7 伤口通常缠绕绷带 1920年EarlDixon提出可以用能杀菌的药膏代替绷带 该药膏能很好密封 需求进化定律 14 66 需求进化定律 三 需求进化发展趋势 需求通过已知功能及新功能实现 功能实现的变化可以定义需求进化的趋势 归为如下5类 理想化 Idealizationofneeds 动态化 Dynamizationofneeds 协调化 Coordinationofneeds 集成化 Integrationofneeds 专门化 Specializationofneeds 15 66 1 需求进化理想化趋势 需求理想化特征 该类需求在需要的时间 地点及环境下得到满足 例9 自动加热及冷却食品或饮料 需求进化定律 16 66 a 新需求的出现例10 如右图电子微芯片种植 b 已存在需求的多样化例11 如下图 1 增加需求数量及改进其质量 需求进化定律 17 66 c 已有需求及新需求的质量改进 通过使用新办法或额外的新方式以提高需求质量满足新需要 例12 理发用的电动推子带有梳子 可以调节及控制头发的长度 从而更好的保障理发质量 如图所示 需求进化定律 18 66 2 减少时间消耗及有害作用 例13 车里面安装收音机 移动电话等 a 减少消耗时间减少消耗时间也意味着满足人们的需要 可通过 并行的满足多种需求 用一种方法满足多种需求 用可用资源满足新的方法 需求进化定律 19 66 可以通过TRIZ和 失效预期分析 等对相关需要的初步分析实现 减少有害因素数量的办法为 1 采用无副作用的平衡技术 2 应用某些资源 3 应用效应 如 生物效应等 例14 电路板的喷射打印 需求进化定律 b 减少有害行为的数量 20 66 2 需求进化动态化趋势 例15 时装最能体现动态化需求进化趋势 该趋势预示需求的如下变化 a 时间b 空间c 结构d 条件减少人介入的需求 机械化 自动化等 也属于该趋势 需求进化定律 21 66 3 需求进化协调化趋势 例16 MP3的出现很好的解决了在集体地方不同人的个性化需要的矛盾 需求进化定律 22 66 4 需求进化集成化趋势 例17 跑车在需要的时间变成快艇 如图所示 该车将不同的需求集成 需求进化定律 23 66 5 需求进化专门化趋势 将需求细分与深化 既满足需求又提高其质量 例18 Toyota公司的一人用新型轿车Toyota PM 如图所示 需求进化定律 24 66 四 潜在需求及新需求预测 8 新需求的提出 基于上述的5类需求进化趋势 可能预测未来需求及满足这些需求的功能和系统 同时 也可以预测工程系统或技术进化的最主要方向 需求预测分为潜在需求 新需求及未来需求三个方面 需求进化定律 25 66 1 潜在的和新需求预测的方法 确认已存在系统或产品潜在的缺点或问题 确认已存在系统未来的缺点或问题 将已存在的及未来的缺点及问题分类及系统化 失效预测分析方法 AFD 需求进化趋势分析 S Curves 需求树表达 TOC 第一步 第二步 第三步 需求进化定律 26 66 新需求开发包含构建需求树阶段 该阶段采用构见目标树的方法 其步骤如右图 描述方法的完整性 确认方法目前是否可用 确认满足需求的方法的缺点或问题 确认存在的可以化解缺点或问题的方法 确定一个领域 明确表达需求 确认 描述满足需求的各种方法 分析满足需求的各种方法 按 扩展已确认的方法 需求进化定律 2 新需求开发 27 66 未来需求预测原理 需求进化定律 28 66 需求进化定律 用户需求实现系统 需求进化定律 29 66 1 技术进化定律 给出了技术进化的一般方向 每条定律之下有多条技术进化路线组成 2 技术进化路线 由技术所处的不同状态构成 表明了技术进化由低级向高级进化的过程 提供了技术预测的功能 30 66 31 66 32 66 定律1 增加理想化水平定律2 子系统的非均衡发展定律3 动态化增长定律4 向复杂系统传递定律5 向微观系统传递定律6 减少能量流路径长度定律7 完整性定律8 增加可控性定律9 增加和谐性 33 66 定律1 增加理想化水平 基本定律 增加理想化水平 理想解 效益 成本 负作用 通过实现更多功能并降低成本和负作用 提升理想化 路线 空洞程度增加 为了增加理想化水平 最初采用实体的系统增加一个空洞及几个空洞 之后采用毛细孔实体及多孔实体 最后采用多微空洞实体 空心砖 空心楼板 保温杯等均是按该路线进化的实例 34 66 定律1 增加理想化水平 35 66 定律1 增加理想化水平 36 66 定律1 增加理想化水平 不断减低成本的笔记本电脑2007年底 联想旭日410M型笔记本电脑 其价格已降低到2500元 37 66 非均衡将导致系统内部子系统间或子系统与系统间出现冲突 不断消除该类冲突使系统得到进化 定律2 子系统的非均衡发展 38 66 1817年发明的称为 木房子 没有手把 1861年 该车是现在所说的 早期脚踏车 1870年 该车前轮安装在一个垂直的轴上 使转向成为可能 定律2 子系统的非均衡发展 39 66 1879年 脚登驱动 链轮及链条传动的自行车 没有车闸 1888年 零部件材料不过关 影响了自行车的速度 20世纪 各种新材料用于自行车零件 定律2 子系统的非均衡发展 40 66 是指组成技术系统的结构更加柔性化 以适应变化的性能需求 变化的环境条件 及功能的多样性需求 路线 向流体或场传递 定律3 动态化增长 41 66 定律3 动态化增长 汽车转向系统进化 42 66 由单系统向双系统及多系统传递是一种技术系统进化的趋势路线 增加部件的多样性 定律4 向多系统传递 43 66 定律4 向多系统传递 眼镜是两镜片集成的结果 双筒望远镜是两个单筒望远镜集成的结果 44 66 定律4 向多系统传递 两种高性能显微镜 它们都是单筒望远镜进化的结果 45 66 由宏观系统向微观系统传递的过程可以解决宏观系统中出现的冲突 路线 向微观系统传递 定律5 向微观系统传递 46 66 金属切削刀具的进化 定律5 向微观系统传递 47 66 定律6 完整性 是指自治系统包含工作装置 传动 能源及控制四部分 路线 完整性路线 减少人的介入路线 48 66 定律6 完整性 49 66 定律7 减少能量流路径长度 技术系统向着减少能量流经系统路径长度的方向发展 50 66 定律8 增加可控性 进一步增强物质 场之间的相互作用 可以增加系统的可控性 路线 增加物质 场的复杂性 51 66 定律8 增加可控性 路灯的进化 52 66 定律9 增加和谐性 指交变作用本身与完成这些作用的零部件之间要和谐 且不断增加其和谐性 53 66 产品概念形成模型 54 66 3 技术进化系统的应用 进化定律定义了技术进化的方向 进化路线定性地指出了技术系统沿每一进化方向的具体进化阶段 技术进化定律与进化路线具有技术预测能力 55 66 技术预测 企业在新产品研发决策过程中 要预测当前产品的技术水平及新一代产品可能的进化方向 这种预测的过程称为技术预测 56 66 产品进化过程曲线 通常的S 曲线 自然限制 性能参数 时间 新发明 技术改进 技术成熟 一代产品的发明要依据某一项核心技术 之后经过完善使该技术逐渐成熟 在这期间 企业要有大量的投入 如果技术已成熟 推动技术更加成熟的投入不会取得明显收益 此时 企业应转入研究 选择替代技术或新的核心技术 57 66 LifeTime 58 66 提高 处理能力 运算速度 S1 S2 S4 S 曲线族 电子管时代1946 1957 晶体管时代1957 1964 集成电路时代1964 1972 S3 大规模集成电路时代1972 现在 降低 体积 耗能 成本 性能 微型机 笔记本 从专利分析和产品进化过程可以进行预测 小型机 巨型机 掌上电脑 59 66 TRIZ中的S 曲线 婴儿期 成长期 成熟期 退出期 性能 时间 优越性 曲线中的拐点容易确定 60 66 61