《创新设计-TRIZ系统化创新教程》课件 第16章 技术系统进化定律和路线

第16章技术系统进化定律与进化路线TRIZ系统化创新主要内容概述技术系统进化定律与进化路线技术系统进化的四个阶段技术系统进化理论的应用案例16-1概述根据大量专利的分析，1975年，Altshuller首次提出八条技术系统进化定律，并分为三组：进化的静力学完整性定律能量传导定律（缩短能量流路径长度定律）增加协调性定律进化的运动学提高理想化水平定律子系统进化不均衡定律向复杂系统进化定律（向超系统进化定律）进化的动力学从宏观向微观系统进化提高动态性定律增加物质-场作用定律（提高可控性定律）16-2技术系统进化定律与进化路线1.完整性定律该定律是指一个完整系统至少包含执行、传动、能源和操作控制四个部分。能源能源装置传动装置执行装置产品控制装置16-2技术系统进化定律与进化路线2.缩短能量流路径长度定律（1）减少能量传递的级数：①减少不同能量形式间的转换次数。②减少同种能量参数的转换次数。（2）增加能量的可控性。能量可控性从低到高：万有引力形成的势能、机械能、热能、电磁能。（a）蒸汽机车的效率5%-15%化学能→热能→压力能→机械能（b）内燃机车的效率30%-50%化学能→压力能→机械能（c）电力机车的效率65%-80%电能→机械能16-2技术系统进化定律与进化路线3.增加和谐性定律实际运行中的系统的主要部件或子系统都要互相配合、和谐工作，这是系统产生规定运动或动作基本保证。功能、结构、参数、材料、形状、尺寸、表面特性、节拍、频率、执行顺序子系统（元件）系统其它子系统（元件）环境系统协调性的涉及的内容16-2技术系统进化定律与进化路线进化路线3-1:频率协调进化路线

16-2技术系统进化定律与进化路线进化路线3-2:形状协调进化路线（1）表面形态复杂化进化路线

16-2技术系统进化定律与进化路线（2）几何形状复杂化进化路线16-2技术系统进化定律与进化路线（3）内部结构复杂化进化路线16-2技术系统进化定律与进化路线4.增长动态性定律进化路线4-1:

系统结构柔性化进化路线刚性系统单铰链系统多铰链系统柔性系统流体连接系统场连接系统（a）（b）（c）单扇双扇折叠卷帘气帘光锁刚性铰接的杆多铰接的换向器柔性换向器液力助力转向机构电动转向机构16-2技术系统进化定律与进化路线4.增长动态性定律进化路线4-2:增加系统状态进化路线进化路线4-3:增加系统状态进化路线单态系统多态系统连续状态变化系统被动适应系统分级适应系统自适应系统（a）（b）车身质量m2悬架质量m1kc车身质量m2车身质量m2悬架质量m1悬架质量m1kcckF(I,V)x2x1qktktktqqx1x1x2x2被动悬架半主动悬架主动悬架螺旋弹簧液压减震器轮胎16-2技术系统进化定律与进化路线进化路线4-4:增强系统可移动性进化路线（a）（b）不可动系统部分可动系统高度可动系统整体可动系统16-2技术系统进化定律与进化路线5.增加可控性定律进化路线5-1：增加物质-场的作用普通制剂溶解过程贮库型缓释片、控释片结构（1）（2）药物缓释剂与控释剂的进化药物水扩散溶解贮库型缓释剂和控释剂溶解过程药物半透膜水小孔控制通过阻止容纳渗透连通16-2技术系统进化定律与进化路线进化路线5-2：向自适应控制进化（a）（b）直接控制间接控制反馈控制自适应控制老式路灯开关控制声控、光控光感调节亮度手动控制半自动控制自动控制进化路线5-3：向自动控制进化

16-2技术系统进化定律与进化路线6.向微观系统进化定律目前微观系统的应用主要体现在以下两方面：（1）微观系统或结构用于实现宏观结构或系统所完成的功能。如电化学加工是采用分子之间的相互作用完成加工，即用分子加工代替在力的作用下传统刀具直接加工工件。（2）微观结构控制宏观结构的特性及行为。如变色镜的原理：光线与卤化银的离子相互作用产生卤化物原子与电子，电子与银的离子结合产生银原子。银原子积聚阻碍光线的穿透，使镜片变黑。16-2技术系统进化定律与进化路线进化路线6-1:物体分割路线16-2技术系统进化定律与进化路线7.提高理想化水平定律进化路线7-1:裁剪子系统路线裁剪传输装置裁剪动力装置裁剪控制装置裁剪执行装置16-2技术系统进化定律与进化路线8.子系统的非均衡发展应用“子系统非均衡发展”定律的建议步骤如下：确定系统中的不同子系统及其功能；选择与改进目标相关的子系统，提出改进该子系统的初始方案；分析初始方案对其它子系统所产生的副作用或不利影响，明确冲突；解决冲突；重复（1）-（4）。16-2技术系统进化定律与进化路线9.向复杂系统进化定律技术路线9-1：单—双—多进化路线

16-2技术系统进化定律与进化路线技术路线9-2增加部件多样性进化路线同质性性能改变非同质反向特性16-2技术系统进化定律与进化路线10.技术系统进化定律之间的关系

提高理想化水平定律向复杂系统进化定律系统完整性定律增加协调性定律缩短能量流路径长度定律子系统非均衡发展定律提高可控性定律提高动态性定律向微观系统进化定律16-3技术系统进化的四个阶段从历史的观点看，实现某一主要功能的技术系统，在其进化过程中，按照面临的主要问题不同可以分为四个进化阶段：选择零部件改善零部件系统动态化系统自控制16-3技术系统进化的四个阶段汽车进化的四个阶段：16-4技术系统进化理论的应用1.技术系统进化潜力16-4技术系统进化理论的应用2.应用技术系统进化理论进行产品技术预测的步骤16-4技术系统进化理论的应用3.技术系统进化理论的应用领域（1）定性技术预测用于预测未来技术系统可能的状态。（2）专利规避应用技术系统进化定律和进化路线，可以对已有专利进行专利规避。根据专利描述的特征，提取专利描述的系统的构成，确定专利指向的系统和重要子系统未来发展方向，用进化后的技术替代专利基于的技术，以实现专利规避。（3）市场创新用户从可能的进化趋势中选择最有希望的进化路线，之后经过市场调研人员及设计人员等的加工形成新的概念产品，结果将成为市场创