萨拉马托夫《技术系统进化理论基础》1996年
指出了技术系统发展进化的方向和宏观模式
技术系统进化法则
1、技术系统完备性法则 2、技术系统能量传递性法则 3、协调性法则 4、提高理想度法则 5、动态性和可控性进化法则 6、子系统不均衡进化法则 7、向微观级进化法则 8、向超系统进化法则
进化法则之间的层次关系
设计人员所设计的产品，是以一定的技术手段 来实现社会特定需求的人造系统。 §是一种系统 §至少有一个部分是人造的 §符合完备性法则的要求
技术系统
超系统
技术系统进化法则
技术系统进化法则—为提高自身有用功能，技术 系统从一种状态过渡到另一种状态时，系统内部 组件之间、系统组件与外界环境间本质关系的体 现
提高理想度法则
完备性法则 能量传递法则 协调性法则
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
生存法则
发展法则
提高理想度法则
v 最理想的技术系统：作为物理实体它并不存在，但却能 够实现所有必要的功能。 v 技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进 化 v 提高理想度法则是所有进化法则的方向
协调性法则
v 技术系统是沿着各个子系统之间更协调的方向进化。 这也是整个技术系统能发挥其功能的必要条件。 v 子系统间的协调性主要表现在： § 结构上的协调 § 各性能参数之间的协调 § 工作节奏/频率上的协调
动态性进化法则
v 技术系统应该沿着结构柔性、可移动性、可控制 性增加的方向进化。
1. 提高柔性子法则 2. 提高可移动性子法则 3. 提高可控性子法则
ENIAC
TX-0
IBM 5150
笔记本电脑
电子管
晶体管
集成电路
大规模集成电路
向超系统进化法则
1. 技术系统沿着以下路线进化： Ø 单系统→ 双系统→多系统 2. 当技术系统进化到极限的时候，系统中实现某项
功能的子系统会从系统中被剥离出来，转移到超 系统中，成为超系统的一部分。
在该子系统的功能得到增强的同时，也简化了原有的技术系 统。
对成熟期的建议
1. 2. 3. 下一步的努力方向是：降低成本，改善外观 增添系统服务功能的可能性 简化系统，和其他系统或技术相结合
v 实例：一体打印机
S曲线－衰退期
v 相同功能的新技术系统开始排挤老系统 v 系统带来的收益在下降
性能参数 成熟期
衰退期
成长期 婴儿期 时间
对衰退期的建议:
l 寻找新的领域：如体育、 娱乐等 l 重点投入资金寻找、选 择和研究能够进一步提 高产品性能的替代技术。
国家创新工程师认证 三、技术系统进化与S曲线
1
S曲线
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。
S曲线－婴儿期
1854年，电话原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了，6年之后 德国人赖伊斯又重复了这个设想。原理是：将两块薄金属片 用电线相连，一方发出声音时，金属片振动，变成电，传给 对方。 问题是送话器和受话器的构造，怎样才能把声音这种机械能 转换成电能，并进行传送。 1875年6月2日，贝尔在一次试验中，他把金属片连接在电磁 开关上，没想到在这种状态下，声音奇妙地变成了电流。
子系统不均衡进化法则
v 任何技术系统所包含的各个子系统都不是同步、 均衡进化的，每个子系统都是沿着自己的S曲线 发展； v 这种不均衡的进化常常导致子系统之间出现矛 盾； v 整个技术系统的进化速度取决于系统中最“慢” 的那个子系统是沿着减小其元件尺寸的方向进化的。
完备性法则
系统主要部分 – 执行装置、传动装置、动力装置、控制 装置
能源
动力装置
传动装置
执行装置
对象
控制装置
外部控制
技术系统从能量源处获得能量，并将能量转换、作用到对象上
能量传递法则
能源 动力装置 传动装置 执行装置 对象
控制装置
外部控制
v 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中的所有元素 v 技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进 化，以减少能量损失
成长期的特征：
v 制约系统的主要“瓶颈”问题得到解决，系统的主 要性能参数快速提升，产量迅速增加，成本降低； v 随着收益率的提高，投资额大幅增长； v 特定资源的引入使系统变得更有效。
性能参数 成熟期 衰退期
成长期 婴儿期
对成长期的建议
首先将新产品推向市场，抢 占先发优势； 然后不断对新产品进行改进， 不断推出基于该核心技术的性能 更好的产品； 到成长期结束要使其主要性能 指标（性能参数、效率、可靠性 等）基本达到最优。
§ § §
第一代modem是和已有的电话线相匹配，协调发展的。 modem与3G的结合
2. 与已有的其他先进系统或部件相结合 3. 重点解决阻碍产品进入市场的瓶颈问题
调制解调技术的“瓶颈”－带宽问题
当前处于婴儿期的产品
动力电池组
S曲线－成长期
电话发明后的几十年里，围绕着电话的经营、技术等问题，大量的 专利被申请。 Strowger的“自动拨号系统”减少了人工接线带来的种种问题。 干电池的应用缩小了电话的体积， 装载线圈的应用减少了长距离传输的信号损失。 1906年，Lee De发明了电子试管，它的扩音功能领导了电话服务的 方向。 后来贝尔电话实验室制成了电子三极管。
婴儿期的特征:
v当实现系统功能的原理出现后，系统也随之产生； v新系统的各组成部分通常是从其它已有的系统中“借” 来的，并不适应新系统的要求。
性能参数 成熟期
衰退期
成长期 婴儿期 时间
对婴儿期的建议
主要问题：
l 缺乏资源 l 新系统中存在一系列“瓶颈”问题 l 新系统的性能通常不如旧系统
1. 充分利用已有技术系统中部件和资源
S曲线－成熟期
成熟期的特征 v 系统发展趋于缓慢 v 生产量趋于稳定 v 新出现的矛盾会阻碍系统的进一步发展
性能参数 成熟期 衰退期
成长期 婴儿期 时间
成熟期的主要特征
1. 2. 3. 4. 系统消耗大量的特定资源 系统被附加一些与其主要功能完全不相关的附加功能 系统发展寄希望于新的材料和技术_如： 纳米材料 系统的改变主要是外在的变化
TIME
参数性能 I
t1
II
t2
III
IV 参数性能 I
t3
III II
t2 t3
IV
时间
t1
时间
发明专利数量
发明专利数量
t1
t2
t3
时间
t1
发明级别
t2
t3
时间
发明级别
t1
t2
t3
时间
利润
t1
t2
t3
时间
利润
t1
t2
t3
时间
t1
t2
t3
时间
婴儿期
成长期
参数性能 I
t1
III II
t2 t3
IV 参数性能 I
老式明轮船 现代娱乐用的明轮船
武器
比赛项目
S-Curve的相关性 四参数法：
PERFORMANCE INDEX Maturity Rapid Growth Infancy Before Maturity
性能参数
发明数量
发明等级
利润程度
DEGREE OF PROFITALLITY
LEVELS OF NUMBER OF INVENTION INVENTORS
进化法则的作用
v 预测产品未来的发展方向，做出前檐决策； v 通过产品发展方向的预测，解决实际问题； v 进行专利规避，超越竞争对手。 v 对设计活动的指导作用： § 新产品设计：确定符合进化规律的设计方向 § 现有产品改进：选择符合进化规律的解决方案
让创新掌握在您的手中！
时间
t1 t2
III II
t3
IV
发明专利数量
时间
发明专利数量
t1
t2
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时间
发明级别
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时间
发明级别
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时间
利润
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时间
t1
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成熟期
衰退期
什么是技术系统？
系统
§由若干相互联系、相互作用的部分组成的，在 一定环境中具有特定功能的有机整体。
技术系统