文档介绍：Written by Peter at 2021 in January
产品进化过程及进化定律创新设计
第4章产品进化过程及进化定律
4．1 概述
从历史的观点研究一类产品，如汽车、计算机、该车是现在所说的“早期脚踏车”，“木房子”的缺点依然存在。
1870年，被称为“Ariel'’的自行车设计成功；该车前轮安装在一个垂直的轴上，使转向成为可能，但依然不安全、不舒适、驱动困难。
1879年，脚蹬驱动、链轮及链条传动的自行车设计成功，该类车的速度可以达到很高，但该类自行车没有车闸，因此高速骑车时很危险。
1888年，车闸设计成功，前轮直径已变大，但零部件材料不过关，影响了自行车的速度。
20世纪，各种新材料用于自行车零件。
在自行车进化的过程中，全世界申请了相关专利1万件。
产品进化实际上是产品核心技术从低级向高级变化的过程。对于一种核心技术，产品应不断地对其子系统或部件进行改进，以提高其性能。设计人员不断的努力，是推动产品进化的根本动力。
4．3 产品进化过程曲线
4．3．1 通常的S—曲线
S一曲线通常如图4—2所示。图中横坐标为
时间，即依据一项核心技术所推出的一系列
产品的时间；纵坐标为产品的性能参数值，
该参数值不能超过自然限制。从横坐标上将
产品分为三个阶段：新发明、技术改进及技
术成熟。
在新发明阶段，一项新的物理的、化学的、
生物的发现，被设计人员转变成产品。不同的设计人员对同一原理的实现是不同的，已设计出的产品还要不断改善。因此，随时间的推移，产品的性能指标不断提高。
在上一阶段结束时，很多企业已认识到，基于该发现的产品有很好市场潜力，应大力开发。因此，将投入很多的人力、物力与财力用于新产品开发，新产品的性能参数快速增长。这就是技术改进阶段。
随产品进入技术成熟阶段，所推出的新产品性能参数只有少量增长。继续投入进一步完善已有技术的效益减少，企业应研究新的核心技术以在适当的时间替代已有产品的核心技术。
对于企业决策，具有指导意义的是能够确定曲线的拐点。第一个拐点之后，企业应从原理实现的研究转入商品化开发，否则，该公司将被恰当转入商品化开发的公司甩在后面。当出现第二个拐点后，产品的技术已进入成熟期，企业因生产该类产品获取利润，同时要研究优于该产品工作原理的更高一级核心技术，以便将来在适当机会转入下一轮的产品竞争。一代产品的发明要依据某一项核心技术，之后经过完善使该技术逐渐成熟。在这期间，企业要有大量的投入，但如果技术已成熟，推动技术更加成熟的投入不会取得明显收益。此时，企业应转入研究、选择替代技术或新的核心技术。该过程可用S一曲线族表示，如图4—3所示。
4．3．2 TRIZ中的S--fttt线
通过对大量专利的分析，Almhuller发现产品的进化规律满足S髁曲线。但进化过程是靠设计者推动的，当前的产品如没有设计者引入新的技术，它将停留在当前的水平上，新技术的引入使其不断沿某些方向进化。TRIZ中的s——曲线如图4—4所示。图4—
4是分段线性SI曲线。其优越性是曲线中的拐点容易确定。图中将一代产品分为婴儿期、成长期、成熟期、退出期。确定产品在S一曲线上位置是产品进化理论研究的重要内容，并称为产品技术成熟度预测。处于婴儿期及成长期的产品应对其结构、参数等进行优化，使其尽快成熟，以为企业带来利润。处于成熟期与退出期的产品，企业在赚取利润的同时，应开发新的替代技术，以便推出新一代产品，使企业在未来市场竞争中取胜。
4。3．3 产品技术成熟度预测曲线
企业在制定R&D计划时，知道自己的产品技术成熟度是正确决策的关键。但事实上，很多企业的决策并不科学。Ellen Domb认为：“人们往往基于他们的情绪与状态来对其产品技术成熟程度做出预测，假如人们处于兴奋状态，则常把他们的产品置于‘成长期’，如果他们受了挫折，则可能认为其产品已处于退出期”。因此，需要一种系统化的产品技术成熟度预测方法。
Altschuller通过研究发现：任何系统或产品都按生物进化的模式进化，同一代产品进化分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期四个阶段，这四个阶段可用生物进化中的“S一曲线”表示，如图4—4所示。
四种曲线用于技术系统在“S——曲线”上所处位置的预测。这四种曲线分别是：单位时间内的专利数、单位时间内的专利或发明级别、单位时间内的技术性能和单位时间内的利润。各曲线的形状如图4—
5所示。收集当前产品的有关数据建立这四条曲线，所建立曲线的形状与这四条曲线的形状比较，就可确定产品的技术成熟度。