技术进化法则是技术系统为提高自身的有用功能，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。即技术系统与生物系统一样，也有一个进化发展的过程，并且这个进化发展过程具有一定的规律性，这些技术系统进化发展的规律就是技术系统进化法则。技术系统发展的不同阶段会出现不同的进化特征，结合技术系统进化的S曲线，技术系统进化法则如图4.9所示。
图4.9 技术系统的进化法则
（1）技术系统完备性法则。
系统是为实现功能而建立的，履行功能是系统存在的目的，为了实现功能，系统必须具备最基本的要素，各要素之间必须存在必要的联系。一个完整的系统必须由四个部分组成：动力装置、执行装置、传输装置和控制装置，如图4.10所示。整个系统需要从能量源接收能量，由动力装置将能量转换成技术系统所需要的使用形式，传输装置将能量传输到执行装置，按照执行装置的特性进行调整，最终作用于产品上。考虑技术系统和环境之间的相互作用以及各子系统之间的相互作用，控制装置提供系统各部分之间的协同操作。为实现对系统的控制，必须至少有一个部分是可控的。
图4.10 完整的技术系统
完备性法则体现在完备性、正常性、可控性三个方面。完备性指一个完备的技术系统至少包括动力装置、传输装置、执行装置和控制装置四个部分。正常性指系统每个组件必须工作正常，任何一个失效，将导致整个系统无法“生存”。可控性指为实现对整个系统的控制，必须至少有一个组件是可控的。
【实例】帆船运输系统
帆船运输系统是利用风能在水上运输货物，根据前文内容，对其技术系统进行分析如图4.11所示。
图4.11 帆船运输的技术系统分析
因此得到其工作系统如图4.12所示，帆船运输系统通过这几个子系统的相互作用，最终实现水上货物运输的功能。
图4.12 帆船运输的工作系统图
掌握“完备性法则”，基于该法则分析技术系统，有助于我们在设计系统时确定实现所需技术功能的方法，并节约资源，同时利用该法则可对效率低下的技术系统进行简化。
（2）技术系统能量传递法则。
技术系统能量传递法则指出，技术系统实现其基本功能的必要条件之一是能量能够从能量源流向系统所有组件，如果某个组件接受不到能量，就不能产生效用，那么整个系统就不能执行其有用功能，或者有用功能不足。技术系统的进化应该沿着使能量流动路径缩短的方向发展，以减少能量损失。同时要注意的一点是要使技术系统的某元件具有可控性，必须在该元件和控制装置之间提供能量传递通路。掌握“能量传递法则”，有助于减少技术系统的能量损失，使其在特定阶段提供最大效率。降低能量损失可以从以下几个方面采取措施：
①提高系统各部分的传导率。能量从技术系统的一部分向另一部分传递可以通过物质媒介（轴、齿轮等）、场媒介（磁场、电流等）进行。例如目前远程电力运输一般采用铜或铝，未来的发展方向是超导材料。再如收音机在金属屏蔽的环境（如汽车）中不能正常收听高质量的广播。尽管收音机内各子系统工作都正常，但电台传导的能量源（作为系统的组成部分）受阻使整个系统不能正常工作，在汽车外加一个天线，问题就解决了。
②减少能量转换的形式。根据能量守恒定律，能量既不会消失也不会创生，只会从一种形式转化为另一种形式，或者由一个物体转移到另一个物体。例如火车的进化，由蒸汽火车（化学能→热能→压力能→机械能）到柴油火车（化学能→压力能→机械能），再到电动火车（电能→机械能），减少了能量转换形式，降低了能量的损失。
图4.13 手摇绞肉机替代菜刀
③使系统各部分间能量传递路径最短。例如手摇绞肉机替代菜刀（见图4.13），用刀片旋转运动代替刀的垂直运动，能量传递路径缩短，能量损失减少，同时提高了效率。
（3）技术系统协调性法则。
在技术系统的进化中，子系统的匹配和不匹配交替出现，以改善性能或补偿不理想的作用。也就是说技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展。即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。
技术系统的协调性体现在三个方面：一是结构上的协调性，如积木玩具的进化，早期是只能摞、搭的积木，现在是可自由组合的玩具，可随意插合成不同的形状。二是各性能参数的协调，如网球拍重量与力量的协调：较轻的球拍更灵活，较重的球拍能产生更大的挥拍力量，因此需要考虑两个性能参数的协调。设计师将球拍整体重量降低，提高了灵活性，同时增加球拍头部的重量，保证了挥拍的力量。三是工作节奏、频率上的协调，如建筑工人在混凝土浇筑施工中，为了提高质量，总是一面灌混凝土，一面用振荡器进行振荡，使混凝土由于振荡的作用而变得更紧密、更结实。
【实例】生活中常见的协调性（见图4.14）
工作环境——新司机上路为什么经常“熄火”
生态环境——生态农业
人文环境——“男女搭配，干活不累”
图4.14 生活中常见的协调性
（4）动态进化法则。
技术系统的动态性进化法则是指技术系统应向着增强对内外界条件变化适应性的方向发展。即技术系统的进化应该沿着结构柔性、可移动性、可控性增加的方向发展，以适应外界条件的变化。动态性法则包括提高柔性法则、提高可移动性法则、提高可控性法则三个方面。
①提高柔性法则。
【实例】门锁的进化（见图4.15）
挂锁→链条锁→电子锁→指纹锁
图4.15 门锁的进化
②提高可移动性法则。
技术系统的进化应该沿着系统整体可移动性增强的方向发展。
【实例】地面清洁工具的进化（见图4.16）
扫帚→洗车器→自动清洁机器人
图4.16 地面清洁工具的进化
③提高可控性法则。
在“完备性法则”中提到，控制装置是一个完整的技术系统必不少的一部分。提高可控性法则是指技术系统的进化将沿着系统内各部件的可控性增加的方向发展。
【实例】路灯的进化（见图4.17）
直接控制——每个路灯都有开关，有专人负责定时开闭
间接控制——用总电闸控制整条线路的路灯
引入反馈控制——通过感应光亮度，控制路灯的开闭
自我控制——通过感应光亮度，根据环境明暗自动开闭调节亮度
图4.17 路灯的进化
（5）提高理想度法则。
最理想的技术系统是指作为物理实体并不存在，也不消耗任何的资源，但是能够实现所有必要的功能。例如，最理想的制动系统应该不占用任何空间，不需要能量和资金，不传递有害功能，但是能够在任何需要的时间和场合实现其制动的功能。
提高理想度法则是指技术系统是沿着提高其理想度，向最理想系统的方向进化的，它代表所有技术系统进化法则的最终方向。可以从增加系统的功能、传输尽可能多的功能到工作元件上、将一些系统功能移转到超系统或外部环境中、利用内部或外部已存在的可利用资源四个方面考虑提高理想度。
【实例】手机的进化（见图4.18）
第一部手机于1973年诞生，重800克，仅有电话通信功能，现代手机重仅数十克，功能超过100种，包括通话、闹钟、视频、游戏、mp3、GPRS、录音、照相等。
图4.18 手机的进化
（6）子系统不均衡进化法则。
子系统不均衡进化法则是指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曲线向前发展，这种不均衡的进化经常会导致子系统之间的矛盾出现，而整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子系统的进化速度。掌握了该法则，可以帮助人们及时发现并改进最不理想的子系统。通常设计人员容易犯的错误是花费精力专注于系统中已经比较理想的重要子系统，而忽略了“木桶效应”中的短板，结果导致系统的发展缓慢。比如，飞机设计中，曾经出现过单方面专注于飞机发动机，而轻视了空气动力学的制约影响，导致飞机整体性能的提升比较缓慢的情况。
（7）向超系统进化法则。
已发展到极限的技术系统可以向超系统进化，这对技术系统的发展是有益的。即技术系统进化到极限时，实现某项功能的子系统会从系统中剥离，转移至超系统，作为超系统的一部分。在该子系统的功能得到增强改进的同时，也简化了原有的技术系统。技术系统的进化是沿着从单系统→双系统→多系统的方向发展。
【实例】空中加油机（见图4.19）
飞机长距离飞行时，需要在飞行中加油。最初燃油箱是飞机的一个子系统，进化后燃油箱脱离了飞机，进化至超系统，以空中加油机的形式给飞机加油。飞机系统简化，不必再携带数百吨的燃油。
图4.19 空中加油机
（8）向微观级进化法则。
最初技术系统（执行装置）在宏观上进化，当资源耗尽时，就开始在微观上进化。这时技术系统的进化是沿着减小其元件尺寸的方向发展的，即元件从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好地实现相同的功能的进化路线可分三种情况——提高物质的可分性或提高混合物质的可分性、用场代替物质、向场增加物质或场的转变。
【实例】飞机叶轮与鼠标的进化（见图4.20）
飞机叶轮的叶片采用多孔材料冷却、电脑鼠标发展成光电鼠标。
图4.20 飞机叶轮与鼠标的进化
回顾技术系统进化法则，技术系统是沿着由单一趋向复杂、由整体趋向分割、由刚性趋向柔软、由单向趋向双向、由一维趋向多维、由单一用途趋向多用途的方向进化的。技术系统的八大进化法则是TRIZ中解决发明问题的重要指导原则，掌握好进化法则，可有效提高问题解决的效率。同时进化法则可以应用到其他很多方面，包括分析市场需求、定性技术预测、创新研发新技术、协调专利布局以及为企业选择合适的战略制定时机等。
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