TRIZ进化理论在粉碎机创新安全设计中的应用

0 引言

    评估产品现有技术的成熟度，预测未来技术进化的过程，快速开发新一代产品，迎接未来产品竞争的挑战，对任何制造企业竞争力的提高都起着重要的作用。在新产品的开发过程中，准确地预测当前产品的技术水平以及新一代产品的可能进化方向，有助于企业作出科学的研发决策，减少研发周期，避免落后于新技术或竞争对手。

    技术预测的研究起始于半个世纪以前，在长期的研究过程中，理论界提出了多种技术预测的方法，其中最有效的是TRIZ（发明问题解决理论）的技术系统进化法则。

1 TRIZ技术系统进化理论

    技术系统是TRIZ中最重要、最基本的概念之一。技术系统是由物质组件组成，为满足人们（社会）的需求而实现某种功能的系统。技术系统可以是产品或生产工艺，也可以是劳动组织系统、生产系统、控制系统等等。TRIZ创始入Altshuller在分析大量专利的过程中发现技术系统是在不断发展变化的，产品及其技术的发展总是遵循着一定的客观规律，而且同一条规律往往在不同的产品或技术领域被反复应用。即任何领域的产品改进、技术的变革都是有规律可循的。如果人们能够掌握这些规律，就能进行产品设计并预测产品的未来发展趋势。

    所谓技术系统的进化，就是指实现技术系统功能的各项内容，从低级向高级变化的过程。属于技术系统范畴的任何一种人工制造物（产品、工艺或技术），随着时间的变化，都在不断地向着更高级的方向发展和进化。在过程上，它们的进化都会经历相同的几个阶段，形成S-曲线；在模式上，它们都会遵循8个进化法则。

    1.1 S-曲线

    每个技术系统的进化一般经历如图l中S-曲线所示的4个阶段：初始期、成长期、成熟期、衰退期。在初始期，新的技术系统刚刚诞生，它能提供一些前所未有的功能或技术系统的改进，但存在效率低，可靠性差的问题，缺乏人力、物力的投入，系统发展缓慢。在成长期，价值和潜力显现，有大量的人、物、财力的投入，效率和性能得到提高，系统高速发展。在成熟期，系统日趋完善，性能水平达到最佳，所获得利润达到最大并有下降趋势。此时大量投入所产生的研究成果，多是一些较低水平的系统优化和优化改进。在衰退期，各项技术已发展到极限，很难有新突破。

图1 技术系统进化的s-曲线

    s-曲线描述了一个技术系统的完整生命周期，当一个技术系统的进化完成4个阶段后，必然会出现一个新的技术系统来替代它，如此不断的替代。

    预测产品和技术所处的生命周期阶段，有4个主要的判别指标，即性能参数、专利数量、发明级别、利润，它们和S-曲线的对应关系如图2所示。

图2 S-曲线对应的专利数量、发明级别和利润曲线

    分析技术系统的S-曲线可以帮助企业评估现有技术的成熟度，有利于合理的研发投入和分配，帮助企业作出正确的研发与引进决策，避免因缺乏客观数据而“凭感觉拍脑瓜决策”的现象。