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技术系统进化法则
完备性法则 能量传递法则 协调性法则 提高理想度法则 动态性进化法则 子系统不均衡进化法则 向微观级进化法则 向超系统进化法则
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技术系统进化法则
完备性法则
一个完备的技术系统必须包含四个部分：
如何进行下一代 技术和产品的开
发呢？
技术系统进化法则
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产品进化预测的指导工具
Evolution laws – 进化法则
指出技术系统进化发展的规律和宏观的模式与方向
Evolution lines – 进化路线
反映了技术系统发展过程中会经历的具体阶段和进化顺序
1861年，法国的米肖父子，原本职业是马车修理匠，他们在前轮上安装了能 转动的脚蹬板；车子的鞍座架在前轮上面，这样除非骑车的技术特别高超， 否则就抓不稳车把，会从车子上掉下来。他们把这辆两轮车冠以“自行车” 的雅名，并于1867年在巴黎博览会上展出，让观众大开眼界。
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自行车的充气轮胎
技术系统进化法则
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完备性进化分析实例
农具的进化
锄头Î犁Î拖拉机
系统作用对象： 主要功能：
类别 动力装置 传输装置 执行装置 控制装置
锄头
牛拉犁
拖拉机
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1801年，俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车 1817年德国人德雷斯在自行车上装了方向舵，使其能改变行使方向 1839年，苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮，装实心橡胶轮胎、前轮小、后
轮大、坐垫较低、装有脚踏板和曲柄连杆装置，骑者可以双脚离开地面的自 行车。同年，麦克米伦又将木制自行车改为铁制自行车
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能量传递法则
如果某个元件接收不到 能量，就不能发挥作用， 这会影响到技术系统的 整体功能
实例：多米诺骨牌
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能量传递法则
减少能量损失的几个途径：
缩短能量传递路径，减少传递过程中的能量损失 最好用一种能量（或场）贯穿于系统的整个工作过程，减
相应的进化路线
技术系统进化法则
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主题大纲
进化规律简介 技术系统进化法则 Pro/E软件简介 产品预测的步骤和案例 小结
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完备性分析实例
系统名称：帆船
系统作用对象：人/（人+物） 功能：运输人/物
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完备性分析实例
系统名称：水磨坊
系统作用对象：谷物 主要功能：研磨谷物
技术系统进化法则
少能量形式的转换导致的能量损失 如果系统组件可以更换，那么将不易控制的场更换为容易
控制的场
• M-A-T-Ch-E-EM 机械场—声场—热场—化学场—电场—磁场/电 磁场
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能量传递法则
输电线
铜或铝导线
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动力装置，传输装置，执行装置，控制装置
控制装置
能量源
动力装置
传输装置
执行装置
系统作 用对象
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完备性法则
执行装置
对系统作用对象实施功能，常称为“工具”
传输装置
把能量或场传递给执行装置
动力装置
从能量源获取能量，转化为系统所需的能源
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技术系统进化法则
技术系统进化法则
DAOV路线图—优化阶段
定义 Define
分析 Analyze
优化 Optimize
验证 Verify
1.概念列表
S曲线 进化法则 进化树 列出概念方案 风险分析
2.方案选择
决策分析 Pro/Innovator
评价模块
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技术达极限，很难有新突破，将被新的技 术系统所替代。新的S-曲线开始
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技术系统的定位
四个主要的判别指标
性能参数
专利数量
3
发明级别 利润
性能参数
2
4
1
专利数量
t
发明级别
t
利润
t
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控制装置
控制其他组件如何协调，以实现功能
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分析系统的完备性
方法：只有4个子系统的组件分析 系统名称：
系统作用对象： 主要功能：V+O（系统作用对象）
类别 动力装置 传输装置 执行装置 控制装置
判断现有的技术系统是否完备 进化方向：系统不断自我完善，减少人的参与，以提高技术系
统的效率
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完备性法则 能量传递法则 协调性法则 提高理想度法则 动态性进化法则 子系统不均衡进化法则 向微观级进化法则 向超系统进化法则
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完备性进化法则的建议
新的技术系统经常没有足够的能力去独立地实现主要功能，所 以依赖超系统提供的资源
随着技术系统的发展，技术系统逐渐获得需要的资源，自己提 供主要的功能
技术系统的进化方向：系统不断自我完善，减少人的参与，以 提高技术系统的效率
技术系统的进化应该沿着使能量流动路径缩短的方 向发展，以减少能量损失
减少能量损失的几个途径：
缩短能量传递路径；减少能量形式的转换；将不易控制的 场更换为容易控制的场
目的：提高技术系统的能量传递效率
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能量传递法则实例
蔬菜大棚利用风能产生电能，然后产生热能对植物进 行加热
按照能量传递法则，如何提高这个系统的效率？
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能量传递法则小结
技术系统实现功能的必要条件：能量必须能够从能 量源流向技术系统的所有元件
时间
技术系统进化法则
S-曲线的各阶段特征
序号
1 2 3 4
时期
婴儿期 成长期 成熟期 衰退期
特点
效率低，可靠性差，缺乏人、物力的投入， 系统发展缓慢
价值和潜力显现，大量的人、物、财力的 投入，效率和性能得到提高，吸引更多的 投资，系统高速发展
系统日趋完善，性能水平达到最佳，利润 最大并有下降趋势，研究成果水平较低
完备性进化分析实例
武器的进化
矛Î弓箭Î弩Î枪
系统作用对象： 主要功能：
类别
矛
动力装置
传输装置 执行装置
控制装置
弓箭
弩
枪
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完备性法则小结
一个完备的技术系统必须包含四个部分： 动力装置，传输装置，执行装置，控制装置
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S曲线的跃迁
研发极限
主
要
过时技术
参
数
最低成本
最佳可靠性
最大功效
下一代产品
最大性能
能正确工作 能工作
新产品模式
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时间
S曲线的意义
描述了技术系统的一般发展规律 可用于评估技术系统现有技术的成熟度 为研发决策提供参考作用
名称
作用
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完备性分析实例
系统名称：自行车
系统作用对象：人/（人+物） 主要功能：运输人/物
类别
动力装置 传输装置 执行装置 控制装置