《創(chuàng)新設計-TRIZ系統(tǒng)化創(chuàng)新教程》課件 第16章 技術系統(tǒng)進化定律和路線

第16章技術系統(tǒng)進化定律與進化路線TRIZ系統(tǒng)化創(chuàng)新主要內容概述技術系統(tǒng)進化定律與進化路線技術系統(tǒng)進化的四個階段技術系統(tǒng)進化理論的應用案例16-1概述根據(jù)大量專利的分析，1975年，Altshuller首次提出八條技術系統(tǒng)進化定律，并分為三組：進化的靜力學完整性定律能量傳導定律（縮短能量流路徑長度定律）增加協(xié)調性定律進化的運動學提高理想化水平定律子系統(tǒng)進化不均衡定律向復雜系統(tǒng)進化定律（向超系統(tǒng)進化定律）進化的動力學從宏觀向微觀系統(tǒng)進化提高動態(tài)性定律增加物質-場作用定律（提高可控性定律）16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線1.完整性定律該定律是指一個完整系統(tǒng)至少包含執(zhí)行、傳動、能源和操作控制四個部分。能源能源裝置傳動裝置執(zhí)行裝置產(chǎn)品控制裝置16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線2.縮短能量流路徑長度定律（1）減少能量傳遞的級數(shù)：①減少不同能量形式間的轉換次數(shù)。②減少同種能量參數(shù)的轉換次數(shù)。（2）增加能量的可控性。能量可控性從低到高：萬有引力形成的勢能、機械能、熱能、電磁能。（a）蒸汽機車的效率5%-15%化學能→熱能→壓力能→機械能（b）內燃機車的效率30%-50%化學能→壓力能→機械能（c）電力機車的效率65%-80%電能→機械能16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線3.增加和諧性定律實際運行中的系統(tǒng)的主要部件或子系統(tǒng)都要互相配合、和諧工作，這是系統(tǒng)產(chǎn)生規(guī)定運動或動作基本保證。功能、結構、參數(shù)、材料、形狀、尺寸、表面特性、節(jié)拍、頻率、執(zhí)行順序子系統(tǒng)（元件）系統(tǒng)其它子系統(tǒng)（元件）環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調性的涉及的內容16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線進化路線3-1:頻率協(xié)調進化路線

16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線進化路線3-2:形狀協(xié)調進化路線（1）表面形態(tài)復雜化進化路線

16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線（2）幾何形狀復雜化進化路線16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線（3）內部結構復雜化進化路線16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線4.增長動態(tài)性定律進化路線4-1:

系統(tǒng)結構柔性化進化路線剛性系統(tǒng)單鉸鏈系統(tǒng)多鉸鏈系統(tǒng)柔性系統(tǒng)流體連接系統(tǒng)場連接系統(tǒng)（a）（b）（c）單扇雙扇折疊卷簾氣簾光鎖剛性鉸接的桿多鉸接的換向器柔性換向器液力助力轉向機構電動轉向機構16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線4.增長動態(tài)性定律進化路線4-2:增加系統(tǒng)狀態(tài)進化路線進化路線4-3:增加系統(tǒng)狀態(tài)進化路線單態(tài)系統(tǒng)多態(tài)系統(tǒng)連續(xù)狀態(tài)變化系統(tǒng)被動適應系統(tǒng)分級適應系統(tǒng)自適應系統(tǒng)（a）（b）車身質量m2懸架質量m1kc車身質量m2車身質量m2懸架質量m1懸架質量m1kcckF(I,V)x2x1qktktktqqx1x1x2x2被動懸架半主動懸架主動懸架螺旋彈簧液壓減震器輪胎16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線進化路線4-4:增強系統(tǒng)可移動性進化路線（a）（b）不可動系統(tǒng)部分可動系統(tǒng)高度可動系統(tǒng)整體可動系統(tǒng)16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線5.增加可控性定律進化路線5-1：增加物質-場的作用普通制劑溶解過程貯庫型緩釋片、控釋片結構（1）（2）藥物緩釋劑與控釋劑的進化藥物水擴散溶解貯庫型緩釋劑和控釋劑溶解過程藥物半透膜水小孔控制通過阻止容納滲透連通16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線進化路線5-2：向自適應控制進化（a）（b）直接控制間接控制反饋控制自適應控制老式路燈開關控制聲控、光控光感調節(jié)亮度手動控制半自動控制自動控制進化路線5-3：向自動控制進化

16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線6.向微觀系統(tǒng)進化定律目前微觀系統(tǒng)的應用主要體現(xiàn)在以下兩方面：（1）微觀系統(tǒng)或結構用于實現(xiàn)宏觀結構或系統(tǒng)所完成的功能。如電化學加工是采用分子之間的相互作用完成加工，即用分子加工代替在力的作用下傳統(tǒng)刀具直接加工工件。（2）微觀結構控制宏觀結構的特性及行為。如變色鏡的原理：光線與鹵化銀的離子相互作用產(chǎn)生鹵化物原子與電子，電子與銀的離子結合產(chǎn)生銀原子。銀原子積聚阻礙光線的穿透，使鏡片變黑。16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線進化路線6-1:物體分割路線16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線7.提高理想化水平定律進化路線7-1:裁剪子系統(tǒng)路線裁剪傳輸裝置裁剪動力裝置裁剪控制裝置裁剪執(zhí)行裝置16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線8.子系統(tǒng)的非均衡發(fā)展應用“子系統(tǒng)非均衡發(fā)展”定律的建議步驟如下：確定系統(tǒng)中的不同子系統(tǒng)及其功能；選擇與改進目標相關的子系統(tǒng)，提出改進該子系統(tǒng)的初始方案；分析初始方案對其它子系統(tǒng)所產(chǎn)生的副作用或不利影響，明確沖突；解決沖突；重復（1）-（4）。16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線9.向復雜系統(tǒng)進化定律技術路線9-1：單—雙—多進化路線

16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線技術路線9-2增加部件多樣性進化路線同質性性能改變非同質反向特性16-2技術系統(tǒng)進化定律與進化路線10.技術系統(tǒng)進化定律之間的關系

提高理想化水平定律向復雜系統(tǒng)進化定律系統(tǒng)完整性定律增加協(xié)調性定律縮短能量流路徑長度定律子系統(tǒng)非均衡發(fā)展定律提高可控性定律提高動態(tài)性定律向微觀系統(tǒng)進化定律16-3技術系統(tǒng)進化的四個階段從歷史的觀點看，實現(xiàn)某一主要功能的技術系統(tǒng)，在其進化過程中，按照面臨的主要問題不同可以分為四個進化階段：選擇零部件改善零部件系統(tǒng)動態(tài)化系統(tǒng)自控制16-3技術系統(tǒng)進化的四個階段汽車進化的四個階段：16-4技術系統(tǒng)進化理論的應用1.技術系統(tǒng)進化潛力16-4技術系統(tǒng)進化理論的應用2.應用技術系統(tǒng)進化理論進行產(chǎn)品技術預測的步驟16-4技術系統(tǒng)進化理論的應用3.技術系統(tǒng)進化理論的應用領域（1）定性技術預測用于預測未來技術系統(tǒng)可能的狀態(tài)。（2）專利規(guī)避應用技術系統(tǒng)進化定律和進化路線，可以對已有專利進行專利規(guī)避。根據(jù)專利描述的特征，提取專利描述的系統(tǒng)的構成，確定專利指向的系統(tǒng)和重要子系統(tǒng)未來發(fā)展方向，用進化后的技術替代專利基于的技術，以實現(xiàn)專利規(guī)避。（3）市場創(chuàng)新用戶從可能的進化趨勢中選擇最有希望的進化路線，之后經(jīng)過市場調研人員及設計人員等的加工形成新的概念產(chǎn)品，結果將成為市場創(chuàng)