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。