（1）什么是S-曲线

S-曲线是世界上众多的人工系统和自然系统的发展规律之一，因此，我们把S_-曲线发展规律作为技术系统的进化法则之一。华尔街日报曾经发表过一幅通信技术的发展演变曲线图，所有的技术都呈现出了S-曲线的进化趋势，如图3-23所示。

图3-23 全球通信技术发展史

每个技术系统的进化，都要经历S-曲线上的四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期、衰退期。S-曲线完整地描述了一个技术系统的生命周期。

我们把S-曲线定义为完整地描述了一个技术系统中从孕育、成长、成熟到衰退的变化规律的曲线。更进一步地说，S-曲线描述的是一个技术系统中的诸项性能参数的发展变化规律，这些性能参数都会经历婴儿期、成长期、成熟期、衰退期这四个阶段。例如：在飞机这一技术系统中，飞机的速度、安全性、载重量、航程等都是其重要的性能参数。

在S-曲线中，通常用横轴表示时间，纵轴表示系统的性能参数。如图3-24所示。

婴儿期：此时，新的技术系统刚刚诞生。虽然，它能提供一些前所未有的功能或技术性能的改进，但是系统本身还存在着效率低、可靠性差等一系列待解决的问题。同时，由于大多数人对系统的未来发展并没有什么信心，而缺乏对其人力和物力的投入。因此，在这一阶段系统的发展十分缓慢。

图3-24 S-曲线的四个发展阶段

成长期：在这一阶段，人类社会已经认识到新系统的价值和市场潜力，乐于为系统的发展投入较大量的人力、物力和财力。因此，系统中存在的各种问题，逐一被很好地解决，效率和性能都有很大程度的提高。由于技术系统的市场前景看好，能吸引更多的投资，则更加促进了系统的高速成长与发展。

成熟期：技术系统发展到这一阶段，由于大量人力和财力的不断投入，使其变得日趋完善，性能水平达到最高，所获的利润达到最大并保持一段时间，继而出现下降的趋势。实际上，此时大量投入所产生的研究成果，多是一些较低水平的系统优化和性能改进。

衰退期：这时，应用于技术系统的各项技术已经发展到极限，很难得到进一步的突破。该技术系统不再有更大的市场需求或者即将被新开发出来的技术系统所取代。

案例：汽车速度进化的S-曲线。在汽车技术系统中，汽车的速度、安全性、载重量、行驶里程等都是其重要的性能参数。以汽车的速度为例，我们可以得到如图3-25所表示的S-曲线。

技术系统的产生，来源于社会的需求。任何新技术系统在最初阶段，是由个别的、有前瞻性的发明者来首先意识到这种需求，成为了“始作俑者”。新技术系统所带来的益处，可以满足人们的某种共同需求，因此，对新技术系统的需求将会逐渐演变成为社会的需求。在创造出第一个最低级但是有工作能力的技术系统时，原有的技术水平与社会需求之间的矛盾就得到了化解。然而，随着技术系统的发展，又会产生对它的新要求，促使技术系统进一步发展。

由于在社会系统中存在着一些诸如法规、标准等特殊的规定，并且在自然界中存在一些不可逾越的界限，因此技术系统的发展必须要受到一定的限制，即技术系统的扩展是有研发极限的，如上图中的水平虚线所示。

从图3-25看出，汽车“速度”的进化已经进入了成熟期，车速已经够快了，道路也足够好了，关键问题已经不是车能跑多快的问题，而是出于安全的考虑，车速需要限制的问题。至此，汽车速度在发展上已经接近了一个发展极限。而汽车的其他很多参数，例如“安全性”、“操控性”、获取信息能力等性能参数，则仍然处于成长期阶段，还有许多可以开发的余地。因此，现在汽车的安全系统、电子系统、电动系统、车联网等，都是汽车研发的主攻方向。

图3-25 汽车速度进化的S-曲线

（2）S-曲线族

当一个技术系统进化到一定程度的时候（例如在第四阶段开始后），必然会出现一个新的技术系统来替代它，即现有技术替代了老技术，新技术又替代了现有技术，形成技术上的交替。例如混合动力汽车将会取代燃油汽车，燃料电池汽车有可能在未来取代混合动力汽车，纯电动汽车取代混合动力汽车等，更进一步地，太阳能电动车将可能主宰未来汽车时代。每个新的技术系统也将会有一条更高阶段的S-曲线产生，如此不断地替代，形成了“S-曲线族”。(www.daowen.com)

案例：根据前人预测，在1997年时，传统的洗衣机（波轮或滚筒转动+洗衣粉）的洗涤效果已经达到极限，如图3-26所示。

在2001年日本三洋公司推出了超声波洗衣机以后，利用超声波效应的微气泡“爆破”作用，可以清除衣物纤维内的污渍，洗涤效果明显增加。在2005年，中国海尔公司推出了无洗衣粉洗衣机，让洗涤效果发生了革命性的变化。这款洗衣机采用了新的洗涤原理：把水（H2O）电解成为H+和OH-，其中H+呈弱酸性，用于杀菌；OH-呈弱碱性，用于洗涤。从原理上，基本省却了对洗衣粉的使用，因此被称为无洗衣粉洗衣机。

图3-26 洗衣机的S-曲线族

S-曲线不仅可预测一个历史时期内的某项技术发展变化，也可对某一时刻的多项技术指标进行综合评估。草坪修剪机的多个产品性能S-曲线族如图3-27所示，其燃料容量的技术指标已经进入了成熟期；而其使用方便性上的技术指标处于成长期；其可控性的技术指标则刚进入成长期。了解了草坪修剪机的这三个技术系统在其各自发展进化的S-曲线上所处的位置，可以帮助技术决策者采取不同的、更有针对性的产品研发策略。

（3）分析S-曲线的作用

通过前面对S-曲线的内容和相关案例的介绍，我们可以得出结论，分析S_-曲线有助于了解技术系统的成熟度，辅助企业做出恰当的研发决策。

由于S-曲线是可以根据现有专利数量和发明级别等信息计算出来的，因此S-曲线比较客观地反映了产品进化的过程。

对于企业研发决策来说，值得注意的、具有指导意义的是S-曲线上的拐点。假设某企业正在开发某个产品，在第一个拐点出现时，该企业应从对当前产品所做的原理实现的研究开始转入商品化开发，否则，该企业会被其他已经恰当转入商品化的同类企业甩在后面；当出现第二个拐点后，说明产品的技术已经进入成熟期，该企业因生产该类产品获取了丰厚的利润，但同时要继续研究和优化当前产品核心技术，并着手选择更新一代的核心技术，以便将来在适当的机会转入下一轮的竞争。

图3-27 草坪修剪机的S-曲线族

在成熟期，企业要有大量的研发投入。但如果技术已经相当成熟，推进技术更加成熟的投入已经不会取得明显的收益，与本项技术有关的发明专利数量已经趋于零，此时，企业应转入研究开发下一代核心技术，选择替代技术或新的核心技术。

如果企业打算引进国外的某项产品，利用S-曲线来做评估是比较客观的，如果经过分析计算发现企业所关注的引进产品的性能指标已经处于S-曲线的成熟阶段后期阶段，那么引进肯定是不恰当的，有可能造成产品刚引进就落后的尴尬局面。

如果能在重大技术专项中引入S-曲线评估的机制，也能够避免一些“外行评估内行”、因缺乏客观数据而“凭感觉拍脑袋瓜决策”的现象。

（4）S-曲线研究的最新进展

近年来，国际上对S-曲线的研究有了一定的进展。对S-曲线的阶段划分增加了新的内容，即在婴儿期和成长期之间增加了一个“过渡期”，形成了五阶段S-曲线，如图3-28所示。

过渡期的产品特点是，技术系统几乎准备好进入市场，但在外部因素影响下仍然非常脆弱；技术系统仍可能有较大的开发变化，但是工作原理不能大幅改变；所有的性能参数都必须是可以接受的，至少有一个参数表现优异；尝试在不同领域使用技术系统但仅取得有限的成功。

图3-28 增加了过渡期的S-曲线