機械創(chuàng)新設(shè)計-7-一般創(chuàng)新設(shè)計技法.ppt

1、第七章 一般創(chuàng)新設(shè)計技法,創(chuàng)新技法是解決創(chuàng)新設(shè)計問題的創(chuàng)意藝術(shù)，是人們對創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造理論加以具體化應(yīng)用的技巧,7.1 頭腦風(fēng)暴法 7.2 變異創(chuàng)新法 7.3 組合創(chuàng)新法 7.4 機遇利用法 7.5 技術(shù)移植法 7.6 逆向構(gòu)思法,71 群體集智法,711 智力激勵法頭腦風(fēng)暴法 1智力激勵法的四項原則 美國創(chuàng)造學(xué)家奧斯本提出的智力激勵法，是一種典型的群體集智法。 它是通過召開智力激勵會來實施的。,l）自由思考原則 這一原則是要求與會者盡可能地解放思想，無拘無束地思考問題，不必顧慮自己的想法是否“離經(jīng)叛道”或“荒唐可笑”。 2）延遲評判原則 這一原則是限制在討論問題時過早地進行評判。傳統(tǒng)會議上

2、，人們習(xí)慣于對自以為不正確、不可行的設(shè)想迫不及待地提出批評意見或作出結(jié)論，這實際上是壓制不同的想法，甚至還會扼殺具有創(chuàng)造性的萌芽方案。美國一些心理學(xué)家在試驗的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，推遲判斷，在集體思考問題時可多產(chǎn)生70的新設(shè)想，在個人思考問題時可多產(chǎn)生90的新設(shè)想。因此，奧斯本智力激勵法特別強調(diào)，與會者在會上不要使用 諸如 ： “這根本行不通！” “這個想法太荒唐了！” “這個方案真是絕了” 之類的 “扼殺句” 或 “捧殺句” 。 對設(shè)想的評判，應(yīng)等到大家暢談結(jié)束后，再組織有關(guān)人士進行分析。,在智力激勵會上應(yīng)貫徹四條原則：,3）以量求質(zhì)原則 奧斯本認(rèn)為，在設(shè)想問題時，越是增加設(shè)想的數(shù)量，就越有可能獲得有

3、價值的創(chuàng)意。通常，最初的設(shè)想不大可能最佳。有人曾用試驗表明，一批設(shè)想的后半部分的價值要比前半部分高78。因此，奧斯本智力激勵法強調(diào)與會者要在規(guī)定的時間內(nèi)加快思維的流暢性、靈活性和求異性，盡可能多而廣地提出有一定水平的新設(shè)想，以大量的設(shè)想來保證質(zhì)量較高的設(shè)想的存在。 4）綜合改善原則 這是鼓勵與會者積極參與知識互補、智力互激和信息增殖活動。俗話說：“三個臭皮匠，頂個諸葛亮”。幾個人在一起商量或綜合大家的想法，總可以強化自己的思維能力和提高思考的水平。 奧斯本智力激勵會要求與會者要仔細(xì)傾聽他人的發(fā)言，注意在他人啟發(fā)下及時修正自己不完善的設(shè)想，或?qū)⒆约旱南敕ㄅc他人的想法加以綜合，再提出更完善的創(chuàng)意或

4、方案。在智力激勵會上，任何一個人提出的新設(shè)想都構(gòu)成對其他人的信息刺激，具有知識互補和互相誘發(fā)激勵的作用。,2智力激勵法運用程序 1）智力激勵會的準(zhǔn)備 A.選主持人掌控；B.確定主題；C.參會人選人數(shù)，結(jié)構(gòu)；D.提前通知有備而來 2）熱身活動引子 3）明確問題簡要說明，留有空間 4）自由暢談四項原則（自由思考、延遲評判、以量求質(zhì)、綜合改善） 5）加工整理,雪,美好,舉例,雪災(zāi)難,雪清理,電線上的雪？,例 清除電線積雪問題的求解？ 美國北方，冬季嚴(yán)寒，在大雪紛飛的日子里，電線上積滿了冰雪，大跨度的電線常被積雪壓斷，造成事故。 試圖解決這一問題，但都未能如愿以償。 電訊公司經(jīng)理奧斯本決定用智力激勵法

5、尋求解決難題的辦法。他在做了一定準(zhǔn)備工作之后，召開了智力激勵會，讓與會者自由暢談。 有人提出設(shè)計一種專用的電線清雪機； 有人想到用電熱來化解冰雪； 有人建議用振蕩技術(shù)來清除積雪； 有人提出能否帶上幾把大掃帚，乘坐直升飛機去掃電線上的積雪?；尚Γ康珪弦矡o人提出批評。 相反，有一位工程師在百思不得其解時，聽到“用飛機掃雪”的想法后，大腦突然受到激勵，一種簡單可行且高效率的清雪方案冒了出來。他想，每當(dāng)大雪過后，出動直升飛機沿積雪嚴(yán)重的電線飛行，依靠高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳即可將電線上的積雪迅速扇落。他馬上提出用直升飛機扇雪的新設(shè)想，頓時又引起其他與會者的聯(lián)想，有關(guān)“除雪飛機”、“特種螺旋槳”之類創(chuàng)意，

6、又被激勵出來。 會后，公司組織專家對設(shè)想進行分類論證。專家們從技術(shù)經(jīng)濟方面進行比較分析，最后選擇了用改進后的直升飛機扇雪的方案。實踐證明，這的確是個好辦法。在此基礎(chǔ)上，一種專門清除電線積雪的小型直升機也應(yīng)運而生。,712 書面集智法 在推廣應(yīng)用智力激勵法的過程中，人們發(fā)現(xiàn)經(jīng)典的智力激勵法雖然能造成自由探討、得到互相激智的氣氛，但也有一些局限性。 干擾如有的創(chuàng)造性強的人喜歡沉思，但會議無此條件；會上表現(xiàn)力和控制力強的人會影響他人提出設(shè)想； 會議嚴(yán)禁批評，雖然保證了自由思考，但難于及時對眾多的設(shè)想進行評價和集中。 為了克服這些局限，許多人針對與會者的不同情況，先后對奧斯本技法進行了改進，形成了基本

7、激勵原理不變，但操作形式和規(guī)則有異的改進型技法。其中最常用的是書面集智法，即以筆代口的默寫式智力激勵法。實施時人們又常采用“635法”的模式，即每次會議請6人參加，每人在卡片上默寫3個設(shè)想，每輪歷時5分鐘。,實施以“635法”為特點的書面集智，可采用以下程序： l）會議的準(zhǔn)備。選擇對書面集智基本原理和做法熟悉的會議主持者，確定會議的議題，并邀請6名與會者參加。 2）進行輪番性默寫激智。在會議主持人宣布議題（創(chuàng)造目標(biāo)）并對與會者提出的疑問解釋后，便可開始默寫激智。組織者給每人發(fā)幾張卡片，每張卡片上標(biāo)上1、2、3號，在每兩個設(shè)想之間留出一定空隙，好讓其他人再填寫新設(shè)想。 在第一個5分鐘內(nèi)，要求每個

8、人針對議題在卡片上填寫3個設(shè)想，然后將設(shè)想卡傳遞給右鄰的與會者。在第二個5分鐘內(nèi)，要求每個人參考他人的設(shè)想后，再在卡片上填寫3個新的設(shè)想，這些設(shè)想可以是對自己原設(shè)想的修正和補充，也可以對他人設(shè)想的完善，還允許將幾種設(shè)想進行取長補短式的綜合，填寫好后再右傳給他人。這樣，半小時內(nèi)傳遞5次，可產(chǎn)生108條設(shè)想。 3）篩選有價值的新設(shè)想。從收集上來的設(shè)想卡片中，將各種設(shè)想，尤其是最后一輪填寫的設(shè)想進行分類整理，然后根據(jù)一定的評判準(zhǔn)則篩選出有價值的設(shè)想。,7.1.3 函詢集智法 1函詢集智的特點 函詢集智法又稱德爾菲法，其基本原理是借助信息反饋，反復(fù)征求專家書面意見來獲得新的創(chuàng)意。其基本作法是：就某一課

9、題選擇若干名專家作為函詢調(diào)查對象，以調(diào)查表形式將問題及要求寄給專家，限期索取書面回答。收到全部復(fù)函后，將所得設(shè)想或建議加以概括，整理成一份綜合表。然后，將此表連同設(shè)想函詢表再次寄給各位專家，使其在別人設(shè)想的激勵啟發(fā)下提出新的設(shè)想或?qū)σ延性O(shè)想予以補充或修改。視情況需要，經(jīng)過數(shù)輪函詢，就可得到許多有價值的新設(shè)想。,7.1.3函詢集智法,函詢集智法的運用程序,函詢集智法有兩個特點，也是其優(yōu)點。它不是把專家召集起來開會討論，而是用書信方式征詢和回答，使整個提設(shè)想過程具有相對的匿名性。專家相互之間不見面，有利于克服一些心理障礙，便于充分發(fā)表新穎意見或獨特看法。輪間反饋則保證了專家之間的信息交流和思維激勵

10、。 此法一般需要較長的時間，專家的設(shè)想多是建立在穩(wěn)重思考的基礎(chǔ)之上的，因此提出的設(shè)想可信度或可行性較好。但由于沒有奧斯本智力激勵法所提供的那種自由奔放和激勵創(chuàng)造的氣氛，在提出新穎性高的設(shè)想方面可能要遜色一些。,7.2 變異創(chuàng)新法,在原來的事物上做質(zhì)的改變，但是又不完全摒棄原來的事物。 小的改變滿足需要技術(shù)限制小，成本低廉，更加實用。 電熨斗加蒸汽噴霧，電風(fēng)扇改遙控、鋼筆尖小溝和孔等。 大的改變飛躍 金坎普吉列剃須刀 磨刀問題換刀片 電動剃須刀（旋轉(zhuǎn)）,73 組合創(chuàng)新法,在發(fā)明創(chuàng)新活動中，按照所采用的技術(shù)來源可分為兩類：一類是在發(fā)明中采用全新的技術(shù)原理，稱為突破型發(fā)明；另一類是采用已有的技術(shù)并進

11、行重新組合，從而形成新的發(fā)明。從人類的技術(shù)歷史中可以看出，進入19世紀(jì)50年代以來突破型的發(fā)明在總發(fā)明數(shù)量中所占的比重在下降，而組合型發(fā)明的比重在增加。在組合中求發(fā)展，在組合中實現(xiàn)創(chuàng)新，這已經(jīng)成為現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新活動的一種趨勢。,組合創(chuàng)新方法是指按照一定的技術(shù)原理，通過將兩個或多個功能元素合并，從而形成一種具有新功能的新產(chǎn)品、新工藝、新材料的創(chuàng)新方法。 人類數(shù)千年的發(fā)展歷程中積累了大量的各種技術(shù)，這些技術(shù)在其所應(yīng)用的領(lǐng)域中逐漸發(fā)展成熟，有些已經(jīng)達到相當(dāng)完善的程度，這是人類的一筆巨大的財富。為實現(xiàn)某些新的功能，將這些成熟的技術(shù)進行重新組合，形成新的功能元素，這樣的創(chuàng)新活動如能滿足某種社會需求，則將是

12、一種成功率極高的創(chuàng)新方法。 由于形成組合的技術(shù)要素比較成熟，使得應(yīng)用組合法從事創(chuàng)新活動的一開始就站在了一個比較高的起點上，不需要花費較多的時間、人力和物力去開發(fā)專門的新技術(shù)，不要求發(fā)明者對所應(yīng)用的每一種技術(shù)要素都具有高深的專門知識，所以應(yīng)用組合法從事創(chuàng)新活動的難度相對較低。這種方法的應(yīng)用有利于群眾性的創(chuàng)造發(fā)明活動的廣泛開展。 雖然組合創(chuàng)新法所使用的技術(shù)元素是已有的，當(dāng)時它所實現(xiàn)的功能是新的，如果組合適當(dāng)，同樣可以做出重大的發(fā)明。,風(fēng)險小,計算機最初是為了滿足美國陸軍軍方計算炮彈彈道的需要而研制的。1945年底，世界上第一臺電子計算機“埃尼阿克”研制成功，它重達三十多噸，共使用了一萬八千多個電子

13、管，計算速度為每秒五千次，將它用于彈道計算，運算速度是人的幾千倍。但是人們還設(shè)想不出計算機的其他用途，當(dāng)時一位計算機專家曾預(yù)言如果有四臺計算機將能夠滿足全世界對計算機的需要。在其后的計算機發(fā)展過程中，人們不斷地將計算機技術(shù)與其他不同科學(xué)及技術(shù)門類相結(jié)合，不但有利地促進了這些學(xué)科的發(fā)展和進步，而且也促進了計算機技術(shù)本身的不斷進步?，F(xiàn)在計算機技術(shù)已經(jīng)與人類工作、生活的各個方面發(fā)生著越來越多的聯(lián)系，人類也越來越離不開計算機了。 組合創(chuàng)新方法有多種形式，從組合的內(nèi)容區(qū)分有功能組合、原理組合、結(jié)構(gòu)組合、材料組合等，從組合的方法區(qū)分有同類組合、異類組合等，從組合的手段區(qū)分有技術(shù)組合、信息組合等，現(xiàn)將部分常

14、用組合方法簡介如下。,731 功能組合 有些商品的功能已被用戶普遍接受，通過組合可以為其增加一些新的附加功能，適應(yīng)更多用戶的需求。 人們使用鉛筆時難免寫錯字，一旦寫了錯字就需要使用橡皮進行修改。為了適應(yīng)人們的這種需要，有人設(shè)計出了帶有橡皮的鉛筆，它的主要功能仍是書寫，由于添加了橡皮使它除書寫之外還具有了一種附加功能。 自行車的主要功能是代步，通過在自行車上添加貨架、車筐、里程表、車燈、后視鏡等附件使它同時具有了載貨、測速、照明、輔助觀察等功能。 現(xiàn)在的汽車設(shè)計中人們不斷地為其添加雨刷器、遮陽板、轉(zhuǎn)向燈、打火機、車載電話、收音機、空調(diào)機等附加裝置，使汽車的功能更加完善。 家用空調(diào)器的主要功能是制

15、冷，現(xiàn)在空調(diào)器生產(chǎn)廠在原有空調(diào)器制冷功能的基礎(chǔ)上增加了暖風(fēng)、換氣、空氣凈化等功能，實現(xiàn)一機多用。,732 材料組合 有些應(yīng)用場合要求材料具有多種特征，而實際上很難找到一種同時具備這些特征的材料，通過某些特殊工藝將多種不同材料加以適當(dāng)組合，可以制造出滿足特殊需要的材料。 V帶傳動要求帶材料具有抗拉、耐磨、易彎、價廉的特征，使用單一材料很難同時滿足這些要求，通過將化學(xué)纖維、橡膠和帆布的適當(dāng)組合，人們設(shè)計出現(xiàn)在被普遍采用的V帶材料。 建筑施工中需要一種抗拉、抗壓、抗彎、易施工且價格便宜的材料，鋼筋、水泥和砂石的組合很好地滿足了這種要求。 通過錫與鉛的組合得到了比錫和鉛的熔點更低的低熔點合金。 通過不

16、同材料的適當(dāng)組合，人們設(shè)計出滿足各種特殊要求的特種材料。例如具有特殊磁轉(zhuǎn)變溫度的鐵磁材料，具有極高磁感應(yīng)強度的永磁材料，具有高溫超導(dǎo)特性的超導(dǎo)材料，耐腐蝕的不銹鋼材料，具有多種優(yōu)秀品質(zhì)的軸承合金材料。,733 同類組合 將同一種功能或結(jié)構(gòu)在一種產(chǎn)品上重復(fù)組合，滿足人們更高的要求，這也是一種常用的創(chuàng)新方法。 雙色或多色圓珠筆上可以安裝多個不同顏色的筆芯，使得有特殊需要的人減少了必須攜帶多支筆的的麻煩。,機械傳動中使用的萬向聯(lián)軸器可以在兩個不平行的軸之間傳遞運動和動力，但是萬向聯(lián)軸器的瞬時傳動比不恒定，會產(chǎn)生附加動載荷，將兩個同樣的單萬向聯(lián)軸器按一定方式聯(lián)接，組成雙萬向聯(lián)軸器（圖所示），既可實現(xiàn)在

17、兩個不平行軸之間的傳動，又可實現(xiàn)瞬時傳動比恒定。,V帶傳動中可以通過增加帶的根數(shù)提高承載能力，如圖a所示。但是隨著帶的根數(shù)增加，由于多根帶的帶長不一致，帶與帶之間的載荷分布不均加劇，使多根帶不能充分發(fā)揮作用。圖b所示的多楔帶將多根帶集成在一起，保證了帶長的一致，提高了承載能力。,變速箱倒擋,變速器操縱機構(gòu)演示,三擋,四擋,機 械 運 動 的 制 動 與 控 制,734 異類組合 在商品生產(chǎn)領(lǐng)域中進行創(chuàng)新活動的目的是用新的商品滿足用戶的需求，從而獲得最大的商業(yè)利益。 人們在從事某些活動時經(jīng)常同時有多種需要，如果將能夠滿足這些需求的功能組合在一起，形成一種新的商品，使得人們在從事活動時不會因為缺少

18、其中某一種功能而影響活動的進行，這將會使人們工作、學(xué)習(xí)、生活更加方便，同時商品生產(chǎn)者也將獲得相應(yīng)的利益。 例如人們在使用螺絲刀時因被擰的螺釘頭部形狀、尺寸的不同，常需要同時準(zhǔn)備多種不同形狀、尺寸的螺絲刀。根據(jù)這種需求，有人發(fā)明了多頭螺絲刀，即為一把螺絲刀配備多個可方便更換的頭部，使用者可根據(jù)所需要的形狀和尺寸很方便地隨時更換合適的螺絲刀頭。,有些不同的商品具有某些相同的成分，將這些不同的商品加以組合，使其共用這些相同成分，可以使總體結(jié)構(gòu)更簡單，價格更便宜，使用也更方便。 收音機和錄音機的有些電路及大的元器件是相同的，將這兩者組合，生產(chǎn)出的收錄機的體積遠(yuǎn)低于二者的體積之和，價格也便宜許多，方便了

19、人們的生活。 數(shù)字式電子表和電子計算器的晶體振蕩器、顯示器和鍵盤都可以共用，所以現(xiàn)在生產(chǎn)的很多計算器都具有電子表的功能，很多數(shù)字式電子表也具有計算器的功能。,735 技術(shù)組合 技術(shù)組合法是將現(xiàn)有的不同技術(shù)、工藝、設(shè)備等加以組合，形成解決新問題的新技術(shù)手段的發(fā)明方法。隨著人類實踐活動的發(fā)展，在生產(chǎn)、生活領(lǐng)域里的需求也越來越復(fù)雜，很多需求都遠(yuǎn)不是通過一種現(xiàn)有的技術(shù)手段所能夠滿足的，通常需要使用多種不同的技術(shù)手段的組合來實現(xiàn)一種新的復(fù)雜技術(shù)功能。技術(shù)組合法可分為聚焦組合法和輻射組合法。 1聚焦組合 聚焦組合法是指以待解決的特定問題為中心，廣泛地尋求與解決問題有關(guān)的各種已知的技術(shù)手段，最終形成一種或多

20、種解決這一問題的綜合方案，應(yīng)用這種方法的過程中特別重要的問題是尋求技術(shù)手段的廣泛性，要盡量將所有可能與所求解問題有關(guān)的技術(shù)手段包括在考察的范圍內(nèi)。只有通過廣泛的考察，不漏掉每一種可能的選擇，才可能組合出最佳的技術(shù)功能。,例：太陽能發(fā)電站 前些年西班牙要修建新的太陽能發(fā)電站，需要解決的最重要的技術(shù)問題是如何提高太陽能的利用效率。針對這一要求，他們廣泛尋求與之有關(guān)的所有技術(shù)手段，經(jīng)過對溫室技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、排煙技術(shù)、建筑技術(shù)等的認(rèn)真分析，最后形成一種富于創(chuàng)造性的新的綜合技術(shù)太陽能氣流發(fā)電技術(shù)。 這種太陽能氣流發(fā)電廠如圖所示，它的結(jié)構(gòu)非常簡單。發(fā)電廠的下部是一個寬大的太陽能溫室，溫室中間聳立著一個

21、高大的風(fēng)筒，風(fēng)筒下安裝風(fēng)力發(fā)電機，這里應(yīng)用的各個單項技術(shù)本身都是很成熟的技術(shù)，經(jīng)過組合就形成了世界上最先進的太陽能技術(shù)。,風(fēng)力發(fā)電,太陽能發(fā)電,2輻射組合 輻射組合法是指從某種新技術(shù)、新工藝、新的自然效應(yīng)出發(fā)，廣泛地尋求各種可能的應(yīng)用領(lǐng)域，將新的技術(shù)手段與這些領(lǐng)域內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)相組合，可以形成很多新的應(yīng)用技術(shù)，如圖,超聲波開發(fā)應(yīng)用一覽表,736 信息組合法 應(yīng)用組合法從事創(chuàng)新活動的關(guān)鍵問題是合理地選擇被組合的元素，為了解決這個問題，提高組合創(chuàng)新的效率，有人提出一種非常有效的組合方法信息組合法。,家具與家用電器的組合,7.4 機遇利用法,意外之事特別關(guān)注，時刻留意。 常常會引發(fā)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)或技術(shù)

22、發(fā)明 貝克蘭意外發(fā)現(xiàn)的“電木”捕鼠奶酪+酚醛樹脂 堅硬，耐酸堿、耐火，防水，絕緣性好。 鍍膜玻璃技術(shù)、X射線、維生素、青霉素、干洗技術(shù)、防復(fù)印技術(shù)、浮法玻璃生產(chǎn)法等等。,1.意外性：事物的本質(zhì)在一定條件下才得以表現(xiàn)出來。 意外機遇 研究目標(biāo)的改變思維方向的調(diào)整 合成奎寧轉(zhuǎn)而合成染料苯胺紫（柏琴） 2.異常性：偏離了傳統(tǒng)理論，敢于挑戰(zhàn)。 異常機遇， 時刻準(zhǔn)備著電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)（安倍）,7.4 機遇利用法,及時準(zhǔn)確的抓住機遇是獲取成果并成功的關(guān)鍵。如何做？ 1）應(yīng)努力培養(yǎng)強烈的發(fā)明創(chuàng)造意識。 必要條件 2）應(yīng)積極創(chuàng)造條件，努力把握機遇。 探索區(qū)域的擴展 3）應(yīng)養(yǎng)成勤于思索、樂于分析、善于觀察的習(xí)

23、慣。 4）應(yīng)保持對新事物、新問題的敏感性和好奇心。 5）應(yīng)密切注意那些意外發(fā)生的事情。 6）應(yīng)善于透過現(xiàn)象看本質(zhì)，洞察事物的本來面目。 7）應(yīng)經(jīng)常在頭腦中儲備發(fā)明創(chuàng)造的課題，強化捕捉意識。,7.4 機遇利用法,用心做項目,技術(shù)移植法是指把一個技術(shù)領(lǐng)域的原理、方法或成果引入到不同技術(shù)領(lǐng)域或相同技術(shù)領(lǐng)域的其他研究對象上，用以創(chuàng)造新的技術(shù)產(chǎn)物或改進原有技術(shù)產(chǎn)物的發(fā)明創(chuàng)造技法。 7.5.1 技術(shù)移植法的應(yīng)用條件 運用技術(shù)移植法首先要解決移植什么，為什么要移植。這就是移植法的應(yīng)用條件問題。理論和實踐經(jīng)驗表明，要有效應(yīng)用移植法，必須注意以下3個必要條件： (1)用傳統(tǒng)方法難以找到理想的設(shè)計方案或解題設(shè)想，

24、或者利用本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)知識根本就無法找到出路。 (2)其他技術(shù)領(lǐng)域存在解決相似或相近問題的方式方法。 (3)對移植結(jié)果能否保證系統(tǒng)整體的新穎性、先進性和實用性有個基本的估計或肯 定性判斷。 以上3條是實施技術(shù)移植法的基本條件。在創(chuàng)造活動中，只有同時具備這3個條件，才有采取移植法的必要性和可能性。,7.5 技術(shù)移植法,7.5.2 移植法的選擇 移植什么？往哪移植？這是運用移植法創(chuàng)造的關(guān)鍵。 調(diào)光臺燈的單向調(diào)節(jié)亮暗 雙向調(diào)節(jié)：亮暗亮（拋物面的聚光亮，原來的調(diào)暗不變） 技術(shù)移植法的應(yīng)用以不同技術(shù)領(lǐng)域之間在技術(shù)原理上的相關(guān)性以及在技術(shù)功能上的相通性為根據(jù)。例如，將桃枝嫁接在杏樹根基上，生長出的新桃樹

25、就會像杏樹那樣長壽；將梨樹的枝條嫁接在沙棘的根上，同樣會使沙棘變成梨樹。植物的嫁接就是利用植物生長中的共性和相關(guān)性進行技術(shù)移植的成功事例之一。,7.5 技術(shù)移植法,7.5.2技術(shù)移植法的主要類型 技術(shù)移植法可以分為技術(shù)原理式移植、技術(shù)手段式移植、技術(shù)結(jié)構(gòu)式移植和技術(shù)功能式 1.技術(shù)原理式移植 技術(shù)原理式移植是指將某種行之有效的技術(shù)原理，由它最初運用的技術(shù)領(lǐng)域移植到其他技術(shù)對象上，以創(chuàng)造新的技術(shù)產(chǎn)物。眾所周知，技術(shù)原理本身都帶有一定的普遍性和通用性，若能對其進行深入研究和合理移植，就可能產(chǎn)生發(fā)明創(chuàng)造成果。 例如，含稀土元素的鋼鐵構(gòu)件比一般鋼鐵構(gòu)件具有更高的抗沖擊性和好的耐磨性，其原理：稀土元素與

26、鋼鐵材料的分子或原子發(fā)生相互作用，改變了晶體的結(jié)構(gòu)，因而使鋼鐵材料的性質(zhì)發(fā)生了重大變化。根據(jù)稀土元素的這種“助它效應(yīng)”，人們又將稀土元素移植到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，凡是經(jīng)過稀土元素改造的農(nóng)作物，其生長速度大為增加。,7.5 技術(shù)移植法,7.5.2技術(shù)移植法的主要類型 2.技術(shù)手段式移植 技術(shù)手段式移植是指將某種行之有效的技術(shù)手段，由它最初運用的技術(shù)領(lǐng)域移植到其他技術(shù)對象上，以創(chuàng)造新的技術(shù)產(chǎn)物。人們?yōu)榱诉_到某一目的，必須具備相應(yīng)的手段。手段是一種條件，也是一種基礎(chǔ)。在科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)明中，設(shè)備、儀器和裝置通常是硬手段，而程序、步驟和方法則是軟手段。它們可以從一個領(lǐng)域移植到其他缺乏這些手段的領(lǐng)域，成為別的領(lǐng)

27、域解決問題的新手段。 例如，發(fā)泡技術(shù)手段移植到橡膠生產(chǎn)技術(shù)中。人們都知道，通過發(fā)酵技術(shù)制作出的饅頭和面包非常松軟可口。這是因為發(fā)酵后面團內(nèi)部產(chǎn)生了氣泡，而使食物變得蓬松。這種技術(shù)被稱為發(fā)泡技術(shù)。該技術(shù)被美國人成功移植到橡膠的生產(chǎn)中，他們將能夠產(chǎn)生氣泡的發(fā)泡劑摻入生橡膠，橡膠熟化后就會假面包一樣膨脹起來，這就發(fā)明了橡膠海綿及其生產(chǎn)工藝。,7.5 技術(shù)移植法,7.5.2技術(shù)移植法的主要類型 3.技術(shù)結(jié)構(gòu)式移植 技術(shù)結(jié)構(gòu)式移植是指將某種行之有效的技術(shù)結(jié)構(gòu)，由它最初運用的技術(shù)領(lǐng)域移植到其他技術(shù)對象上，以創(chuàng)造新的技術(shù)產(chǎn)物。結(jié)構(gòu)是事物存在和實現(xiàn)功能的重要載體。結(jié)構(gòu)是人們設(shè)計和制造出來的，體現(xiàn)了人們的設(shè)計理

28、念和功能需求。因而每種結(jié)構(gòu)都有自己的特點和長處，從而成為其他領(lǐng)域開展發(fā)明創(chuàng)造活動的參照物和借鑒物。 例如，生物中的一些結(jié)構(gòu)被人們移植到工程領(lǐng)域中，產(chǎn)生出許多發(fā)明創(chuàng)造。一位法國園藝師家中經(jīng)常有人來參觀花園，使得他家的花壇常被踩壞，他希望能將花壇修建得更堅固。他發(fā)現(xiàn)花盆里的花死后，從花盆里倒出的土很結(jié)實，不容易碎。觀察發(fā)現(xiàn)是由于植物根須的作用。他模仿這種結(jié)構(gòu)，用鐵絲做骨架，用水泥砌花壇，效果非常好。這位對建筑技術(shù)一竅不通的法國園藝師發(fā)明了鋼筋混凝土。 又如，常見的機床導(dǎo)軌是滑動摩擦導(dǎo)軌，其摩擦阻力較大。如果在導(dǎo)軌摩擦面間加裝滾動體，可使導(dǎo)軌之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)化成滾動摩擦(圖(a)。與普通的滑動導(dǎo)軌相

29、比，滾動導(dǎo)軌具有運動靈敏度高、定位準(zhǔn)確性好、摩擦力低、潤滑系統(tǒng)簡單、維修保養(yǎng)方便等優(yōu)點，其發(fā)明思路就是借鑒了普通的推力軸承的結(jié)構(gòu)形式(圖(b)，成為了技術(shù)結(jié)構(gòu)移植的新產(chǎn)物。,7.5 技術(shù)移植法,7.5.2技術(shù)移植法的主要類型 4.技術(shù)功能式移植 技術(shù)功能式移植是指將某種行之有效的技術(shù)功能，由它最初運用的技術(shù)領(lǐng)域移植到具他技術(shù)對象上，以創(chuàng)造新的技術(shù)產(chǎn)物。功能是事物的效能或工作目的。人們設(shè)計了各種裝置和事物，其目的就是讓它們發(fā)揮出預(yù)定功能，以滿足使用者的需求。 比如，電影放映原理發(fā)明后，很多人從事電影放映設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。到1894年，電影放映機的結(jié)構(gòu)中只有一個難題沒有解決，即如何使膠片走一步，

30、停一步，實現(xiàn)間歇運動。一對法國兄弟對這個問題進行了長時間的研究，沒有結(jié)果。一次，兄弟倆工作到深夜，休息時無意中擺弄了身邊的縫紉機，注意到縫紉機工作中布料在送布牙的驅(qū)動下走一步，停一步。他們立即對縫紉機送布牙的運動進行分析，受到啟發(fā)，解決了電影放映機設(shè)計中的最后一個難題。 再如，激光技術(shù)是20世紀(jì)50年代的一項重大發(fā)明成果，一經(jīng)誕生就因其特殊功能被應(yīng)用到醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，用以治療眼科疾病、實施外科手術(shù)和治療癌癥。在機械加工方面，微小于L的加工一直都是一個難題，通過激光技術(shù)的移植，目前德國的西門子公司已經(jīng)研制出可以打出40微米直徑微小孔的激光加工設(shè)備。,7.5 技術(shù)移植法,7.5.2技術(shù)移植法的主要類

31、型 技術(shù)移植法對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進發(fā)明創(chuàng)造具有重大意義。貝弗里奇曾說：“使用移植法有可能促進科學(xué)發(fā)展，這也許就是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發(fā)展，至少是重大的發(fā)展有所了解的主要原因。”現(xiàn)在，各學(xué)科之間的科學(xué)原理和技術(shù)方法之間的交融和滲透越來越強烈，對于創(chuàng)造者來說，要正確理解這種趨勢的意義，抓住機會。同時，也應(yīng)該認(rèn)識到，進行廣泛的科學(xué)技術(shù)移植既不可避免，也是非常必要的。在創(chuàng)造發(fā)明活動中，不能局限于一個很小的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，要拓展知識面，徹底損棄那種畫地為牢、坐井觀天的不求進取的做法。做到解放思想、開闊思路、廣采博納、兼收并蓄，為有效運用技術(shù)移植法進行創(chuàng)造性設(shè)想和創(chuàng)新性方案奠定基礎(chǔ)。

32、,7.5 技術(shù)移植法,7. 6 逆向構(gòu)思法（ 反向探求法、順序位置顛倒法 、 巧用缺點法） 在問題求解的過程中，由于某種原因使人們習(xí)慣向某一個方向努力，但實際上問題的解卻可能位于相反的方向上，意識到這種可能性，在求解問題時及時變換求解方向，有時可以使很困難的問題得到解決。 1反向探求法 圓珠筆發(fā)明以后曾風(fēng)行一時，但不久就暴露出筆油泄漏的毛病，雖幾經(jīng)改進，但這個問題始終沒有得到解決。漏油的原因很簡單，就是由于使用中筆芯中的筆珠磨損造成間隙過大引起泄漏，人們試驗用各種不同材料組合以提高耐磨性，甚至使用寶石等貴重材料制作筆珠，但是容納筆珠的筆珠槽的磨損仍會引起泄漏。 日本人中田藤三郎運用反向探求法成

33、功地解決了這個問題。他發(fā)現(xiàn)圓珠筆不是一開始使用就有漏油的現(xiàn)象，而是通常在書寫兩萬多字以后才由于磨損引起泄漏的，中田藤三郎沒有像其他人那樣設(shè)法提高筆珠的使用壽命，而是向相反的方向?qū)で髥栴}的解，他創(chuàng)造性地提出，如果控制圓珠筆芯中油墨的量，使得所裝油墨只能書寫大約一萬五千字左右，當(dāng)漏油的問題還沒有出現(xiàn)時筆芯就已被丟棄了。經(jīng)過試驗，效果良好，這個困擾人們多年的問題就這樣巧妙地解決了。,換筆芯,耐磨材料,活塞式內(nèi)燃機工作時活塞在氣缸中作直線往復(fù)運動，往復(fù)運動中的慣性力成為提高內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的重要障礙。針對這一缺點，德國人汪克爾發(fā)明了旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機。1957年在納卡索爾姆發(fā)動機工廠首次運轉(zhuǎn)成功。這種內(nèi)燃機具有許多固有的優(yōu)點：因為取消了曲柄滑塊機構(gòu)，易于實現(xiàn)高速化，零件數(shù)量比活塞式內(nèi)燃機減少了40，重量下降，體積減小。但是它也有一個致命的缺點：這種內(nèi)燃機的活塞和氣缸都不是圓形的，由于加工誤差和工作中的非均勻磨損使得活塞和氣缸之間的密封問題很難解決，活塞和氣缸之間泄漏使得內(nèi)燃機的工作效率很低。日本東洋工業(yè)公司購買了這項專利，為了解決活塞和氣缸之間的磨損問題，他們開始時也是采用人們所習(xí)慣的方法，盡可能選用較硬的材料制作有關(guān)零部件，但是，氣缸壁材料硬度的提高卻加劇了活塞的磨損。這時，工程技術(shù)人員運用反向探求法，提出尋求用較