0 引言
評估產品現有技術的成熟度,預測未來技術進化的過程,快速開發新一代產品,迎接未來產品競爭的挑戰,對任何制造企業競爭力的提高都起著重要的作用。在新產品的開發過程中,準確地預測當前產品的技術水平以及新一代產品的可能進化方向,有助于企業作出科學的研發決策,減少研發周期,避免落后于新技術或競爭對手。
技術預測的研究起始于半個世紀以前,在長期的研究過程中,理論界提出了多種技術預測的方法,其中最有效的是TRIZ(發明問題解決理論)的技術系統進化法則。
1 TRIZ技術系統進化理論
技術系統是TRIZ中最重要、最基本的概念之一。技術系統是由物質組件組成,為滿足人們(社會)的需求而實現某種功能的系統。技術系統可以是產品或生產工藝,也可以是勞動組織系統、生產系統、控制系統等等。TRIZ創始入Altshuller在分析大量專利的過程中發現技術系統是在不斷發展變化的,產品及其技術的發展總是遵循著一定的客觀規律,而且同一條規律往往在不同的產品或技術領域被反復應用。即任何領域的產品改進、技術的變革都是有規律可循的。如果人們能夠掌握這些規律,就能進行產品設計并預測產品的未來發展趨勢。
所謂技術系統的進化,就是指實現技術系統功能的各項內容,從低級向高級變化的過程。屬于技術系統范疇的任何一種人工制造物(產品、工藝或技術),隨著時間的變化,都在不斷地向著更高級的方向發展和進化。在過程上,它們的進化都會經歷相同的幾個階段,形成S-曲線;在模式上,它們都會遵循8個進化法則。
1.1 S-曲線
每個技術系統的進化一般經歷如圖l中S-曲線所示的4個階段:初始期、成長期、成熟期、衰退期。在初始期,新的技術系統剛剛誕生,它能提供一些前所未有的功能或技術系統的改進,但存在效率低,可靠性差的問題,缺乏人力、物力的投入,系統發展緩慢。在成長期,價值和潛力顯現,有大量的人、物、財力的投入,效率和性能得到提高,系統高速發展。在成熟期,系統日趨完善,性能水平達到最佳,所獲得利潤達到最大并有下降趨勢。此時大量投入所產生的研究成果,多是一些較低水平的系統優化和優化改進。在衰退期,各項技術已發展到極限,很難有新突破。
圖1 技術系統進化的s-曲線
s-曲線描述了一個技術系統的完整生命周期,當一個技術系統的進化完成4個階段后,必然會出現一個新的技術系統來替代它,如此不斷的替代。
預測產品和技術所處的生命周期階段,有4個主要的判別指標,即性能參數、專利數量、發明級別、利潤,它們和S-曲線的對應關系如圖2所示。
圖2 S-曲線對應的專利數量、發明級別和利潤曲線
分析技術系統的S-曲線可以幫助企業評估現有技術的成熟度,有利于合理的研發投入和分配,幫助企業作出正確的研發與引進決策,避免因缺乏客觀數據而“憑感覺拍腦瓜決策”的現象。