技术系统进化的S曲线及其作用

如果观察相当长的时间段内，实现相同主要功能的技术系统“家族”，很容易发现该技术系统家族中发生的许多变化。虽然技术系统的某些特性或参数被改变了，但是其主要功能却始终保持不变。其结果是，随着人类知识水平的提高，实现该功能的技术手段也提高了，如飞行设备、机动车辆、计算设备和录音设备等。

在通常情况下，技术系统的进化过程可以被看作在时间轴上从技术系统产生的那一刻起，到现在，直至未来的一系列连贯事件。而时间轴上的每个点，都可以看作是人类对该技术系统的一次重大改进或称为“发明”。由于任何发明都能够提高系统的主要功能，因此可以把时间轴同系统有用功能的增长轴等同起来。

S曲线

在对海量专利进行分析的基础上，通过对大量技术系统的跟踪研究，阿奇舒勒发现，技术系统的进化规律可以用S曲线（见图8-1）来表示。对于当前的技术系统来说，如果没有设计者引入新的技术，它将停留在当前的水平上。只有向系统中引入新的技术，技术系统才能进化。因此进化过程是靠设计者的创新来推动的。

为了方便说明问题，常常将图8-1所示的S曲线简化为如图8-2所示的形式，称为分段S曲线。其中，横轴表示时间，纵轴表示系统中某一个具体的重要性能参数。例如，在飞机这一技术系统中，飞机的速度、航程、安全性和舒适性等都是其重要的性能指标。

任何一种产品、工艺或技术都会随着时间的推移，向着更高级的方向发展，在其进化过程中，一般都要经历S曲线所表示的四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。在每个阶段中，S曲线都呈现出不同的特点。不仅如此，在四个阶段中，专利的发明级别、专利的数量和经济收益方面也都有不同的表现（见图8-3）。

1.婴儿期

一个新技术系统的出现一般要满足两个条件：

①人类社会对某种功能有需求；

②存在满足这种需求的技术。

新的技术系统往往随着一个高水平的发明而出现，而这个高水平的发明正是为了满足人类社会对于某种功能的需求。在新的技术系统刚刚诞生时，一方面其本身的结构还不是很成熟；另一方面，为其提供辅助支持的子系统或超系统也还没有形成稳定的功能结构。所以，新系统本身往往表现出效率低、可靠性差等一系列问题，在其前进道路上还有很多技术问题需要解决。同时，由于大多数人对新系统的未来发展并没有信心，因此新系统的发展缺乏足够的人力和物力的投入。此时，市场处于培育期，对该产品的需求并没有明显地表现出来。

在这一阶段，系统呈现出的特性是：系统的发展十分缓慢；所产生专利的级别很高，但专利的数量很少；为了解决新系统中存在的主要技术问题，需要消耗大量资源，经济收益为负值。

2.成长期

当社会认识到其价值和市场潜力的时候，新系统就进入了成长期。此时，通过婴儿期的发展，新系统所面临的许多主要技术问题已经得到解决，系统的效率和性能得到了改善，其市场前景开始显现。大量的人力和金钱被投入到系统的开发过程中，使系统的效率和性能得到快速提升，结果又吸引了更多的资金投入到系统的开发过程中，形成了良性循环，进一步推动了系统的进化过程。同时，市场对产品的需求增长很快，但供给不足，消费者愿意出高价购买产品。在这一时期，企业应对产品进行不断创新，迅速解决存在的技术问题，使其尽快成熟，为企业带来利润。

在这一阶段，系统呈现出的特性是：系统性能得到快速提升；产生的专利在级别上开始下降；专利的数量大幅上升；系统的经济收益迅速上升。

3.成熟期

由于在成长期大量的人力、物力和财力的投入，使技术系统日趋完善。系统发展到成熟期时，性能水平达到了最高点，已经建立了相应的标准体系。新系统所依据原理的发展潜力也基本上都被挖掘出来了（即新系统是基于某个科学技术原理而开发的，此时该原理的资源已经基本耗尽），系统的发展速度开始变缓。只能通过大量低级别的发明或对系统进行优化来使系统性能得到有限的改进，再投入大量的人力和物力也很难使系统的性能产生明显的提高。此时，产品已进入大批量生产阶段，并获得了巨额的利润。在这一时期，企业应在保证质量、降低成本的同时，大量制造并销售产品，以尽可能多地赚取利润。同时，企业应该投入相应的人力和物力，着手开发基于新原理的下一代技术系统，以便在未来的市场竞争中处于领先地位。

在这一阶段，系统呈现出的特性是：系统的发展速度变缓；产生的专利的级别更低，但数量达到最大值；所获得的经济收益达到最大，但有下降的趋势。

4.衰退期

应用于该系统的技术已经发展到极限，很难取得进一步的突破。该技术系统可能不再有需求，因而面临市场的淘汰或将被新开发的技术系统所取代。此时，先期投入的成本已经收回，相应的技术已经相当成熟。在这一时期，企业会在产品彻底退出市场之前，“榨”出最后的利润。因此产品往往表现为价格和质量同时下降。随后，新的系统将逐步占领市场，从而进入下一个循环。

在这一阶段，系统呈现出的特性是：系统的发展基本停止；产生的专利无论在级别上还是在数量上都明显降低；经济收益下降。