4.4.2 功能进化定律
技术系统进化的三个方面（需求进化、功能进化和系统进化），并不是并列的关系。功能随着需求进化和系统进化，在市场和技术驱动的作用下，处于进化状态，因此功能进化是需求进化与系统进化的结合。TRIZ理论认为，技术系统按照可预测的模式向理想化的方向进化，从这个意义上讲，结合产品需求进化和系统进化的方向，产品的功能进化方向也是可预测的，并且进化目标是达到功能理想化。彼得罗夫（Petrov）认为功能的进化受客观规律的支配，并归纳了4条功能进化定律：功能理想化、功能动态化、功能协调化、向单功能或多功能传递，如图4-8所示。功能进化的最终目的是达到功能理想化，通过强化物质-场、选用更合适的实现原理、引入辅助功能、合理利用资源等途径提高功能的理想化水平。
图4-8 功能进化定律
然而，任何有用功能的实现都会伴随着有害功能的产生，为了对功能实现程度进行评价，可用下式表示。
功能理想化是功能进化的最终进化趋势，即当I的值趋于无穷大时，功能达到理想化。根据式（4-2）可以看出，提高功能理想化程度的方法有4种，即提高有用功能的质量、增加有用功能的数量、减少有害功能的数量及降低有害功能的副作用程度，也可以同时采用以上几种方法。功能进化的一般趋势为首先要满足主要功能，之后再满足主要功能基础之上的附加功能。而功能进化的两个方向，一个是新功能的产生，另一个是已有功能的发展。
功能的实现满足了设计者对产品的设计要求，随着客户对产品需求的不断变化，设计人员也在需求的进化方向上不断调整产品功能设计，使产品功能处于不断进化状态。对已用产品功能进行改进时，该产品的功能载体已经确定，所以在进行功能改进的过程中，其功能载体也会发生变化，从而改变产品的结构，实现产品创新。在产品经过研究开发、测试、进入市场到退出市场整个产品生命周期过程中，功能动态反映需求和技术进化特点，并在产品生命周期的不同阶段具有不同的进化方向。梁瑞等依据Petrov提出的需求进化定律和弗莱伊（Fry）提出的9条技术进化定律，对李（Li）等提出的功能改进定律重新进行定义，以更好地适应功能改进创新设计。在婴儿期阶段，还未投入市场，产品正处于研发阶段，产品功能的改进方向主要为新颖性，但是其基本功能可能还不太完善，基本性能还达不到理想要求。
［定律1］功能合作。在一个产品系统中各层次功能之间在实现条件、空间、时间和功能载体之间需要相互协调，这是系统产生规定运动或动作的基本保证。改变系统中功能之间流的运行路径，从而改变系统中的功能实现顺序，使系统正常工作。
［定律2］功能差异。产品系统的进化是通过各功能的进化来实现的，各功能的进化是不均衡的。各功能的进化路径是不同的，有的功能进化路径短，进化过程出现“跳跃”发展，而有的功能进化路径还未完全开通，出现“停滞”状态，这就会使功能进化的非均衡化越来越明显，各功能之间无法相互配合以完成系统的运行，这样就会出现内部冲突，通过消除冲突，可以使系统得到进化。成长期阶段产品功能相较于婴儿期有了明显改善，产品效果较好，消费者逐渐接受了该产品，产品功能重点在于性能参数的快速增长。
［定律3］优化功能流。通过黑箱模型发现，功能的实现建立在系统与特定环境发生三种流（物质、能量和信号）的交换关系的基础上，各个功能流有机地组合来满足总功能或目的需求。而外部资源是这些流的产生条件，通过最大限度利用资源，提高资源利用率；改变资源的使用种类和利用方式，使输入流发生变化，从而使功能发生变化并实现进化。缩短流的路径长度，使输入流和输出流之间的功能链缩短，减少其转换次数。
［定律4］功能自适应。系统进化有三种状态，即被动适应、人工分级控制及主动适应。由于空间和时间的变化，系统中的功能实现程度、与其他功能的作用关系都是在变化的。通过改变系统中功能流的属性和状态来使系统适应变化，从而使系统在不同的空间和时间下具有不同的功能表现形式。通过引入简单可控的场或物质，或者人为下达信号命令来改变系统的运行状态，即功能的实现流程和方式。通过反馈控制来检测时间和空间的变化，使系统中的功能主动适应，从而达到自我控制、自我适应。在成熟期阶段，产品功能逐渐扩大化，企业不断增加产品的新功能来满足不同的客户需求，使产品有不同的用途，并逐渐优化其主要功能。企业应该研究新的核心技术来替代已有的核心技术。
［定律5］功能分散。使单一的功能向多个方面发展，使功能更加具象化，以满足系统对特殊化、高效率的性能要求，或者利用高级的技术或发明新的方法来提高功能的有效作用。
［定律6］功能动态。单一的特定功能在一定环境下运行，使其系统元件之间进行刚性连接并保持稳定。当系统环境发生变化时，功能结构应该更柔性化，系统应增强其动态稳定性。
［定律7］功能人性。功能在最初设计时，其设计重点在于功能的实现程度，而在产品功能改进时，重点在于人性化。通过人的潜在需求，使功能有利于客户使用。在退出期阶段，产品可能已经被其他功能更强的产品替代，这时的产品可以通过简化功能，降低价格或集成附加功能来改变产品的客户市场，从而满足客户需求。
［定律8］功能集成。对每一项功能进行特征分析，将相同或相似的功能进行集合，表现为用一个功能载体来实现这些功能，或者将功能载体进行集合。如果功能载体对应的功能是有用功能，会使有效功能效果得到加强；若存在有害功能，也会使有害功能被削弱和抵消。
［定律9］功能简化。去除系统中的有害功能，而对于系统中的附加功能，主要是满足客户多样性的要求。通过客户需求分析，去除那些客户不需要且不满意的功能。而对于有用功能，通过改变功能的实现方式，利用高级的技术或发明新的方法使功能实现步骤更加简单。功能进化改进定律可以指导在不同产品周期内产品功能的进化方向，如图4-9所示。
图4-9 产品生命周期各阶段功能进化特点
通过功能改进定律，为功能原理解的建立提供了针对性的知识支撑，通过功能预测实现功能结构创新和优化，最终支持功能创新原理方案的构建。