B002-技術(shù)進(jìn)化定律

1 66 TRIZ理論介紹 第二講技術(shù)進(jìn)化定律及技術(shù)成熟度預(yù)測(cè) 課程用時(shí) 120分鐘課程目的 1 通過了解技術(shù)進(jìn)化定律 開闊技術(shù)創(chuàng)新思路2 通過了解技術(shù)成熟度預(yù)測(cè) 使產(chǎn)品研發(fā)決策科學(xué)合理 2 66 主要內(nèi)容 一概述二需求進(jìn)化定律三技術(shù)進(jìn)化定律與路線四技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)原理與方法五回顧 3 66 從歷史的觀點(diǎn)研究一類產(chǎn)品 會(huì)發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品今天的實(shí)現(xiàn)形式與其剛誕生時(shí)相比已有很大或根本性的變化 但這些產(chǎn)品的主要功能并沒有變化 4 66 直升飛機(jī)的誕生與發(fā)展 5 66 重要的是不僅要選擇正確的設(shè)想 這些設(shè)想與系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)化趨勢(shì)相適應(yīng) 還要正確的確認(rèn)這些設(shè)想的需求 產(chǎn)品需求變化的順序如下 1 首先 客戶準(zhǔn)備購買功能較好的產(chǎn)品 2 之后 她愿意購買可靠性得到加強(qiáng)的產(chǎn)品 3 再后 她愿意購買使用方便的產(chǎn)品 4 最后 她愿意購買便宜的產(chǎn)品 需求進(jìn)化定律 在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天 企業(yè)為了獲得成功 對(duì)產(chǎn)品的需求準(zhǔn)確預(yù)測(cè)就顯得尤為重要 6 66 需求進(jìn)化定律 AbrahamMaslow提出人類需求描述如下 每種需求的類型是一種層次結(jié)構(gòu) 一種需求導(dǎo)致另一種需求的出現(xiàn) 新需求又導(dǎo)致更新需求的出現(xiàn) 7 66 需求進(jìn)化定律正是基于這種需求增長趨勢(shì)提出的 而且人類需求進(jìn)化主要沿兩個(gè)方向發(fā)展 1 基本需求的出現(xiàn) 2 已有需求的發(fā)展 需求進(jìn)化定律 8 66 例1 滿足食物的需求導(dǎo)致獲取食物的需求滿足食物的需求導(dǎo)致獲取食物及烹飪食物的需求 獲取食物的需求導(dǎo)致從自然界中獲取食物 打獵 尋找植物并采摘收集 及人工種植 農(nóng)業(yè) 例2 食品的消耗與自由支配時(shí)間的集成形成新的需求 賓館與飯店等機(jī)構(gòu)的出現(xiàn) 例3 占用閑暇時(shí)間的需求導(dǎo)致了娛樂業(yè)的產(chǎn)生 該行業(yè)包括表演 運(yùn)動(dòng) 游戲等多種類型 需求進(jìn)化定律 9 66 設(shè)想未來會(huì)有按感知信號(hào)工作的設(shè)備出現(xiàn) 設(shè)備產(chǎn)生氣味 振動(dòng)感覺 運(yùn)動(dòng)感覺 溫度變化感覺等 可以通過頻率或幅度調(diào)節(jié) 例4 通過E mail傳遞氣味 需求進(jìn)化定律 10 66 一 需求進(jìn)化趨勢(shì)的結(jié)構(gòu) 需求進(jìn)化定律 11 66 二 滿足需求的功能方法 1 通過已有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能 如例5 1 利用已知功能滿足需求 需求進(jìn)化定律 12 66 2 通過創(chuàng)造新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能 美國麻省理工學(xué)院 MIT 研究人員設(shè)計(jì)的碳納米管超級(jí)電容是一項(xiàng)革命性的發(fā)明 它可能從此終結(jié)電池時(shí)代 它和一節(jié)電池所存儲(chǔ)的能量相同 幾秒內(nèi)可完成充電 幾乎永不損耗 例6 碳納米管電池 需求進(jìn)化定律 13 66 2 通過新功能滿足需求 2 創(chuàng)造新系統(tǒng)例8 仿人機(jī)器人 大阪大學(xué)創(chuàng)造了新的人形機(jī)器人的原形 a 她可以模仿人類的語言和眨眼 b 她能夠復(fù)制人類臉部的表情 1 為新功能采用已有系統(tǒng)例7 傷口通常纏繞繃帶 1920年EarlDixon提出可以用能殺菌的藥膏代替繃帶 該藥膏能很好密封 需求進(jìn)化定律 14 66 需求進(jìn)化定律 三 需求進(jìn)化發(fā)展趨勢(shì) 需求通過已知功能及新功能實(shí)現(xiàn) 功能實(shí)現(xiàn)的變化可以定義需求進(jìn)化的趨勢(shì) 歸為如下5類 理想化 Idealizationofneeds 動(dòng)態(tài)化 Dynamizationofneeds 協(xié)調(diào)化 Coordinationofneeds 集成化 Integrationofneeds 專門化 Specializationofneeds 15 66 1 需求進(jìn)化理想化趨勢(shì) 需求理想化特征 該類需求在需要的時(shí)間 地點(diǎn)及環(huán)境下得到滿足 例9 自動(dòng)加熱及冷卻食品或飲料 需求進(jìn)化定律 16 66 a 新需求的出現(xiàn)例10 如右圖電子微芯片種植 b 已存在需求的多樣化例11 如下圖 1 增加需求數(shù)量及改進(jìn)其質(zhì)量 需求進(jìn)化定律 17 66 c 已有需求及新需求的質(zhì)量改進(jìn) 通過使用新辦法或額外的新方式以提高需求質(zhì)量滿足新需要 例12 理發(fā)用的電動(dòng)推子帶有梳子 可以調(diào)節(jié)及控制頭發(fā)的長度 從而更好的保障理發(fā)質(zhì)量 如圖所示 需求進(jìn)化定律 18 66 2 減少時(shí)間消耗及有害作用 例13 車?yán)锩姘惭b收音機(jī) 移動(dòng)電話等 a 減少消耗時(shí)間減少消耗時(shí)間也意味著滿足人們的需要 可通過 并行的滿足多種需求 用一種方法滿足多種需求 用可用資源滿足新的方法 需求進(jìn)化定律 19 66 可以通過TRIZ和 失效預(yù)期分析 等對(duì)相關(guān)需要的初步分析實(shí)現(xiàn) 減少有害因素?cái)?shù)量的辦法為 1 采用無副作用的平衡技術(shù) 2 應(yīng)用某些資源 3 應(yīng)用效應(yīng) 如 生物效應(yīng)等 例14 電路板的噴射打印 需求進(jìn)化定律 b 減少有害行為的數(shù)量 20 66 2 需求進(jìn)化動(dòng)態(tài)化趨勢(shì) 例15 時(shí)裝最能體現(xiàn)動(dòng)態(tài)化需求進(jìn)化趨勢(shì) 該趨勢(shì)預(yù)示需求的如下變化 a 時(shí)間b 空間c 結(jié)構(gòu)d 條件減少人介入的需求 機(jī)械化 自動(dòng)化等 也屬于該趨勢(shì) 需求進(jìn)化定律 21 66 3 需求進(jìn)化協(xié)調(diào)化趨勢(shì) 例16 MP3的出現(xiàn)很好的解決了在集體地方不同人的個(gè)性化需要的矛盾 需求進(jìn)化定律 22 66 4 需求進(jìn)化集成化趨勢(shì) 例17 跑車在需要的時(shí)間變成快艇 如圖所示 該車將不同的需求集成 需求進(jìn)化定律 23 66 5 需求進(jìn)化專門化趨勢(shì) 將需求細(xì)分與深化 既滿足需求又提高其質(zhì)量 例18 Toyota公司的一人用新型轎車Toyota PM 如圖所示 需求進(jìn)化定律 24 66 四 潛在需求及新需求預(yù)測(cè) 8 新需求的提出 基于上述的5類需求進(jìn)化趨勢(shì) 可能預(yù)測(cè)未來需求及滿足這些需求的功能和系統(tǒng) 同時(shí) 也可以預(yù)測(cè)工程系統(tǒng)或技術(shù)進(jìn)化的最主要方向 需求預(yù)測(cè)分為潛在需求 新需求及未來需求三個(gè)方面 需求進(jìn)化定律 25 66 1 潛在的和新需求預(yù)測(cè)的方法 確認(rèn)已存在系統(tǒng)或產(chǎn)品潛在的缺點(diǎn)或問題 確認(rèn)已存在系統(tǒng)未來的缺點(diǎn)或問題 將已存在的及未來的缺點(diǎn)及問題分類及系統(tǒng)化 失效預(yù)測(cè)分析方法 AFD 需求進(jìn)化趨勢(shì)分析 S Curves 需求樹表達(dá) TOC 第一步 第二步 第三步 需求進(jìn)化定律 26 66 新需求開發(fā)包含構(gòu)建需求樹階段 該階段采用構(gòu)見目標(biāo)樹的方法 其步驟如右圖 描述方法的完整性 確認(rèn)方法目前是否可用 確認(rèn)滿足需求的方法的缺點(diǎn)或問題 確認(rèn)存在的可以化解缺點(diǎn)或問題的方法 確定一個(gè)領(lǐng)域 明確表達(dá)需求 確認(rèn) 描述滿足需求的各種方法 分析滿足需求的各種方法 按 擴(kuò)展已確認(rèn)的方法 需求進(jìn)化定律 2 新需求開發(fā) 27 66 未來需求預(yù)測(cè)原理 需求進(jìn)化定律 28 66 需求進(jìn)化定律 用戶需求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 需求進(jìn)化定律 29 66 1 技術(shù)進(jìn)化定律 給出了技術(shù)進(jìn)化的一般方向 每條定律之下有多條技術(shù)進(jìn)化路線組成 2 技術(shù)進(jìn)化路線 由技術(shù)所處的不同狀態(tài)構(gòu)成 表明了技術(shù)進(jìn)化由低級(jí)向高級(jí)進(jìn)化的過程 提供了技術(shù)預(yù)測(cè)的功能 30 66 31 66 32 66 定律1 增加理想化水平定律2 子系統(tǒng)的非均衡發(fā)展定律3 動(dòng)態(tài)化增長定律4 向復(fù)雜系統(tǒng)傳遞定律5 向微觀系統(tǒng)傳遞定律6 減少能量流路徑長度定律7 完整性定律8 增加可控性定律9 增加和諧性 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 負(fù)作用 通過實(shí)現(xiàn)更多功能并降低成本和負(fù)作用 提升理想化 路線 空洞程度增加 為了增加理想化水平 最初采用實(shí)體的系統(tǒng)增加一個(gè)空洞及幾個(gè)空洞 之后采用毛細(xì)孔實(shí)體及多孔實(shí)體 最后采用多微空洞實(shí)體 空心磚 空心樓板 保溫杯等均是按該路線進(jìn)化的實(shí)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 不斷減低成本的筆記本電腦2007年底 聯(lián)想旭日410M型筆記本電腦 其價(jià)格已降低到2500元 37 66 非均衡將導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部子系統(tǒng)間或子系統(tǒng)與系統(tǒng)間出現(xiàn)沖突 不斷消除該類沖突使系統(tǒng)得到進(jìn)化 定律2 子系統(tǒng)的非均衡發(fā)展 38 66 1817年發(fā)明的稱為 木房子 沒有手把 1861年 該車是現(xiàn)在所說的 早期腳踏車 1870年 該車前輪安裝在一個(gè)垂直的軸上 使轉(zhuǎn)向成為可能 定律2 子系統(tǒng)的非均衡發(fā)展 39 66 1879年 腳登驅(qū)動(dòng) 鏈輪及鏈條傳動(dòng)的自行車 沒有車閘 1888年 零部件材料不過關(guān) 影響了自行車的速度 20世紀(jì) 各種新材料用于自行車零件 定律2 子系統(tǒng)的非均衡發(fā)展 40 66 是指組成技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加柔性化 以適應(yīng)變化的性能需求 變化的環(huán)境條件 及功能的多樣性需求 路線 向流體或場(chǎng)傳遞 定律3 動(dòng)態(tài)化增長 41 66 定律3 動(dòng)態(tài)化增長 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)化 42 66 由單系統(tǒng)向雙系統(tǒng)及多系統(tǒng)傳遞是一種技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的趨勢(shì)路線 增加部件的多樣性 定律4 向多系統(tǒng)傳遞 43 66 定律4 向多系統(tǒng)傳遞 眼鏡是兩鏡片集成的結(jié)果 雙筒望遠(yuǎn)鏡是兩個(gè)單筒望遠(yuǎn)鏡集成的結(jié)果 44 66 定律4 向多系統(tǒng)傳遞 兩種高性能顯微鏡 它們都是單筒望遠(yuǎn)鏡進(jìn)化的結(jié)果 45 66 由宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)傳遞的過程可以解決宏觀系統(tǒng)中出現(xiàn)的沖突 路線 向微觀系統(tǒng)傳遞 定律5 向微觀系統(tǒng)傳遞 46 66 金屬切削刀具的進(jìn)化 定律5 向微觀系統(tǒng)傳遞 47 66 定律6 完整性 是指自治系統(tǒng)包含工作裝置 傳動(dòng) 能源及控制四部分 路線 完整性路線 減少人的介入路線 48 66 定律6 完整性 49 66 定律7 減少能量流路徑長度 技術(shù)系統(tǒng)向著減少能量流經(jīng)系統(tǒng)路徑長度的方向發(fā)展 50 66 定律8 增加可控性 進(jìn)一步增強(qiáng)物質(zhì) 場(chǎng)之間的相互作用 可以增加系統(tǒng)的可控性 路線 增加物質(zhì) 場(chǎng)的復(fù)雜性 51 66 定律8 增加可控性 路燈的進(jìn)化 52 66 定律9 增加和諧性 指交變作用本身與完成這些作用的零部件之間要和諧 且不斷增加其和諧性 53 66 產(chǎn)品概念形成模型 54 66 3 技術(shù)進(jìn)化系統(tǒng)的應(yīng)用 進(jìn)化定律定義了技術(shù)進(jìn)化的方向 進(jìn)化路線定性地指出了技術(shù)系統(tǒng)沿每一進(jìn)化方向的具體進(jìn)化階段 技術(shù)進(jìn)化定律與進(jìn)化路線具有技術(shù)預(yù)測(cè)能力 55 66 技術(shù)預(yù)測(cè) 企業(yè)在新產(chǎn)品研發(fā)決策過程中 要預(yù)測(cè)當(dāng)前產(chǎn)品的技術(shù)水平及新一代產(chǎn)品可能的進(jìn)化方向 這種預(yù)測(cè)的過程稱為技術(shù)預(yù)測(cè) 56 66 產(chǎn)品進(jìn)化過程曲線 通常的S 曲線 自然限制 性能參數(shù) 時(shí)間 新發(fā)明 技術(shù)改進(jìn) 技術(shù)成熟 一代產(chǎn)品的發(fā)明要依據(jù)某一項(xiàng)核心技術(shù) 之后經(jīng)過完善使該技術(shù)逐漸成熟 在這期間 企業(yè)要有大量的投入 如果技術(shù)已成熟 推動(dòng)技術(shù)更加成熟的投入不會(huì)取得明顯收益 此時(shí) 企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)入研究 選擇替代技術(shù)或新的核心技術(shù) 57 66 LifeTime 58 66 提高 處理能力 運(yùn)算速度 S1 S2 S4 S 曲線族 電子管時(shí)代1946 1957 晶體管時(shí)代1957 1964 集成電路時(shí)代1964 1972 S3 大規(guī)模集成電路時(shí)代1972 現(xiàn)在 降低 體積 耗能 成本 性能 微型機(jī) 筆記本 從專利分析和產(chǎn)品進(jìn)化過程可以進(jìn)行預(yù)測(cè) 小型機(jī) 巨型機(jī) 掌上電腦 59 66 TRIZ中的S 曲線 嬰兒期 成長期 成熟期 退出期 性能 時(shí)間 優(yōu)越性 曲線中的拐點(diǎn)容易確定 60 66 61