第6章創(chuàng)新技法.ppt

1、第六章 創(chuàng)新技法 創(chuàng)新技法是創(chuàng)新方法、創(chuàng)新經(jīng)驗及創(chuàng)新技巧的總稱。,創(chuàng)新技法主要研究在發(fā)明創(chuàng)造過程中分析解決問題，形成新設(shè)想、產(chǎn)生新方案的規(guī)律、途徑、手段和方法，目的在于拓展創(chuàng)造性思維的深度和廣度，提高創(chuàng)造活動的成效，縮短創(chuàng)造探索過程。 常用的個體創(chuàng)新方法有組合法、類比法、移植法、聯(lián)想法、設(shè)問法等。 常用的集體創(chuàng)新方法有頭腦風(fēng)暴法、綜攝類比法等。,第一節(jié) 組合法 組合法是一種在整體目標(biāo)確定下，通過不同原 理、不同技術(shù)、不同方法、不同事物、不同產(chǎn)品和 不同現(xiàn)象的組合，獲得發(fā)明設(shè)想的創(chuàng)新技法。 一般認(rèn)為，發(fā)明創(chuàng)造大致有兩條基本途徑：一 條是原創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，另一條是把已有或已知 的事物進(jìn)行組合。

2、常用的組合發(fā)明法有成對組合、輻射組合、形 態(tài)分析法。,成對組合是將兩種不同的技術(shù)因素組合在一起的創(chuàng)新方法 。 依據(jù)組合的因素不同主要分為： 材料組合、用品組合、機(jī)器組合、技術(shù)原理組合等等 。,一、成對組合,（1）材料組合 一般是對現(xiàn)有的原料不滿意或希望它能滿足某種要求，與另一種不同性能的材料組合起來，從而獲得新材料，如結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用等方面上的不同。 例：將金屬A和B按各種不同的比例混合，當(dāng)達(dá)到某一比例時，其熔融點比A與B各自的熔融點都低，既低熔點共熔結(jié)晶現(xiàn)象。焊錫就是利用這一原理，實現(xiàn)了鉛和錫的低熔點共熔現(xiàn)象。鉛和錫的熔點分別為327和232，然而鉛和錫混合后的熔點為183（即焊錫）。熔點低

3、了，需要的電烙鐵的溫度低了，使用安全了，能量消耗少了等效果。,（2）產(chǎn)品組合 常將兩個或兩個以上的產(chǎn)品組合成一個新的產(chǎn)品，使之具有兩個或兩個以上產(chǎn)品的功能，使用方便，世界萬物，產(chǎn)品數(shù)不盡，可供我們廣泛的進(jìn)行組合。 例：生活中如帶電子表的圓珠筆，帶收音機(jī)的臺燈，有起罐頭功能的水果刀等；生產(chǎn)中發(fā)動機(jī)或發(fā)電機(jī)同各種機(jī)械、工具相組合，形成了許多新的動力機(jī)械，如潛水泵等。今天，計算機(jī)又與各種機(jī)械相組合，形成了許多新型的智能自動化機(jī)械。,（3）機(jī)器的組合 在完成一項工作時，需要兩種或兩種以上 的機(jī)器來完成，或完成前后相接的兩道工序需 要兩臺設(shè)備，若將他們結(jié)合在一起，以減少設(shè) 備的數(shù)量、提高效率的組合。 例

4、：組合機(jī)床，完成幾道工序的加工。如 鏜銑床，現(xiàn)代加工中心。,（4）技術(shù)原理組合 將兩種或兩種以上的技術(shù)原理相組合，形成新的技術(shù)。 例1：超聲波研磨法、超聲波切割法、超聲波清洗零件法等，超聲波是一項技術(shù)，研磨、切割和清洗又是一項技術(shù)，組合在一起就形成的新的技術(shù)。 例2：有的組合是以某一特定對象為主體，通過置換或插入其他技術(shù)導(dǎo)致創(chuàng)新的方法，如在音響設(shè)備上加上麥克風(fēng)的功能出現(xiàn)了卡拉OK機(jī)，彩電設(shè)備中加上錄放裝置產(chǎn)生了錄像機(jī)，洗衣機(jī)中插入了甩干裝置，出現(xiàn)了全自動漂洗與甩干的功能等。,二、輻射組合 輻射組合是以一種新技術(shù)或令人感興趣的技術(shù)為中心，同多方面的傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合起來，形成技術(shù)輻射，從而導(dǎo)致多種技術(shù)

5、創(chuàng)新的方法。 輻射組合的中心點是新技術(shù) ，如果一項新技術(shù)具有明顯的優(yōu)點，為人們所喜愛，就可以考慮用輻射組合來開發(fā)新產(chǎn)品，如單片機(jī)、生物技術(shù)。 啟示：要把一個專業(yè)方向的技術(shù)學(xué)好、學(xué)精、學(xué)透，以便向其他方面輻射。 運用技術(shù)輻射法時，要密切注視某些帶有“焦點”性質(zhì)的高新技術(shù)，因為以它為中心向應(yīng)用領(lǐng)域輻射組合，更容易捕捉到全新概念，更有機(jī)會開創(chuàng)新的“朝陽產(chǎn)業(yè)”。,例1：以家用電器為例，由于電進(jìn)入家庭，由電的輻射組合，現(xiàn)已發(fā)展了眾多的家用電器，如電視機(jī)、電冰箱、全自動洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、電爐、電飯堡、洗碗機(jī)、電熱毯、抽油煙機(jī)、電烤箱、電取暖器、電子游戲機(jī)、電吹風(fēng)等等。 例2：以單片機(jī)技術(shù)為焦點向家用電器領(lǐng)域

6、推廣，將會有什么新發(fā)明呢？智能 式全自動洗衣機(jī)、智能式遙控電風(fēng)扇、智能式安全熱水器等等，向控制領(lǐng)域推廣，與傳感器結(jié)合，新型的控制系統(tǒng)。,例3：以紅外技術(shù)為思維中心向外輻射組合，看看能獲得哪些新產(chǎn)品創(chuàng)意。 什么是紅外線呢？紅外線又叫紅外光，它和紫外線、可見光一樣，都是電磁波。紅外線的波長在0.71000微米之間。根據(jù)波長的不同，紅外線又分為近紅外線、中紅外線和遠(yuǎn)紅外線。自然界里任何固體和液體在其溫度大于絕對零度（即一273）時，都會輻射紅外線。 在家庭日用產(chǎn)品領(lǐng)域中，如遠(yuǎn)紅外輻射取暖器，紅外線電吹風(fēng)。紅外電子狗，是一種家用報警器，它內(nèi)裝紅外傳感器，當(dāng)紅外線傳感器捕捉到人的體溫時，便立即發(fā)出持續(xù)幾

7、秒的報警聲。,三、形態(tài)分析組合 （形態(tài)分析法） 將創(chuàng)新課題分解為若干相互獨立的基本因素，找出實現(xiàn)每個因素功能所要求的可能的技術(shù)手段或形態(tài)，然后加以排列組合得到多種解決問題的方案，最后篩選出最優(yōu)方案。,形態(tài)分析組合的一般步驟： 明確問題：說明所要解決的問題或所要實現(xiàn)的功能。 要素分析：分析創(chuàng)新對象的基本組成要素（組成部分） 形態(tài)分析：尋找每個要素的可能解決方案（即形態(tài)） 形態(tài)組合。根據(jù)對創(chuàng)新對象的總體功能要求，分別把各要素的各形態(tài)一一加以排列組合，形成組合表，以獲得所有可能的組合設(shè)想。 評價、選擇最合理的具體方案：依據(jù)新穎性、技術(shù)先進(jìn)性、實用性和經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)，選出少數(shù)較好的設(shè)想后，通過進(jìn)一步具體

8、化，最后選出最佳方案。,例：設(shè)計一種在火車站內(nèi)運貨的貨車。 明確問題：設(shè)計火車站的運貨車。 要素分析：根據(jù)對貨車的功能要求和現(xiàn)有的技術(shù)件，可以把問題分解為：驅(qū)動方式、行走方式和制動方式三個基本因素。 形態(tài)分析：對每個因素列出幾種可能的形態(tài)。 驅(qū)動方式：有柴油機(jī)、蓄電池電機(jī)和汽油機(jī)。 行走方式：有輪式和履帶式（輪式中輪子的數(shù)量有三輪、四輪、多輪）。 制動方式：有電磁制動、腳踏機(jī)械制動、手控機(jī)械制動。,編制其形態(tài)矩陣表,形態(tài)組合：將各種形態(tài)組合成多種組合方案 由上表可見，火車站運貨的機(jī)動車的組合方案總數(shù)為 N33327個 方案優(yōu)選：按經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、省力、無污染等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析、評價，比較、決

9、策，確定的方案為：蓄電池電機(jī)驅(qū)動的、電磁制動控制的四輪機(jī)動車。,形態(tài)分析組合的特點 ： 不是創(chuàng)新者的直覺和想象，而是依靠創(chuàng)新者認(rèn)真、細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ骷熬ㄅc發(fā)明課題有關(guān)的專門知識；有較高的實用價值 。 不僅運用于發(fā)明創(chuàng)新，而且也適用于管理決策，科學(xué)研究等方面 。,第二節(jié) 聯(lián)想法 聯(lián)想就是由一事物想到另一事物的心理現(xiàn) 象。這種心理現(xiàn)象不僅在人的心理活動中占據(jù) 重要地位，而且在回憶、推理、創(chuàng)造的過程中 也起著十分重要的作用。許多新的創(chuàng)造都來自 于人們的聯(lián)想。 聯(lián)想的方法分為：接近聯(lián)想、對比聯(lián)想、 相似聯(lián)想、和強(qiáng)制聯(lián)想 等。,一、接近聯(lián)想 接近聯(lián)想 是指人們對在空間或時間上接 近的事物，容易由一事物

10、想到另一事物，創(chuàng)新 者在時間、空間上聯(lián)想到比較接近的事物，從 而設(shè)計新的項目 。 例：日本的田熊常吉，發(fā)明了一種新式的 田熊式鍋爐，最初的創(chuàng)新設(shè)想就是從人體 “血 液循環(huán)”知識聯(lián)想而來的 。,二、對比聯(lián)想 創(chuàng)新者由某一事物的感知和回憶引起跟它具有相反特點的事物的回憶，從而設(shè)計出新項目的方法。 A：從性質(zhì)屬性對立角度進(jìn)行對比聯(lián)想：如圓珠筆的改進(jìn)，1945年問世后，一般寫到20萬字時就出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，日本的中田藤三郎從屬性對立的角度進(jìn)行思考，設(shè)計的圓珠筆在書寫20萬字后，剛好用完。 B：從優(yōu)缺點角度進(jìn)行對比聯(lián)想：發(fā)明者在從事發(fā)明設(shè)計時，既看到優(yōu)點，看到長處，又要想到缺點，想到短處，反之亦然。,C：從

11、結(jié)構(gòu)顛倒角度進(jìn)行對比聯(lián)想：從空間考慮，前后、左右、上下、大小的結(jié)構(gòu)，顛倒著進(jìn)行聯(lián)想。例：日本索尼公司的工程師，運用對比聯(lián)想，由大彩電開始進(jìn)行對比聯(lián)想，制成薄型袖珍電視機(jī)，顯象管只有16.5毫米。 D：從物態(tài)變化角度進(jìn)行對比聯(lián)想：即看到從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時，聯(lián)想與之相反的變化。 例：18世紀(jì)，法國的拉瓦西用把金剛石鍛燒成CO2的實驗，證明了金剛石的成分是碳。1799年，摩爾沃成功地把金剛石轉(zhuǎn)化為石墨。金剛石既然能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槭脤Ρ嚷?lián)想來考慮，那么反過來石墨能不能轉(zhuǎn)變成金剛石呢？ 用石墨制成了人造金剛石。主要做磨料，切削刀具、鉆井用的鉆頭。,三、相似聯(lián)想 相似聯(lián)想是對相似事物的聯(lián)想，又可稱

12、類似聯(lián)想，這種聯(lián)想也可運用到創(chuàng)造發(fā)明過程中來，進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。 例：1957年10月4日，前蘇聯(lián)運用相似聯(lián)想法（月亮即地球衛(wèi)星圍繞地球運轉(zhuǎn)，與地球保持相對穩(wěn)定的運動位置關(guān)系），（同步衛(wèi)星，與地球轉(zhuǎn)速相同，即能穩(wěn)定的觀察地球的某區(qū)域，定位衛(wèi)星），成功地制造和發(fā)射了世界上第一顆人造地球通訊衛(wèi)星；這顆衛(wèi)星就是世界上第一艘太空船。,四、自由聯(lián)想 這是在人們的心理活動中，一種不受任何限制的聯(lián)想。這種聯(lián)想成功的概率比較低，大都能產(chǎn)生許多出奇的設(shè)想，但難以得成功，可有時也往往會收到意想不到的創(chuàng)造效果。 例：荷蘭生物學(xué)家列文虎克在1675年的一天，天上下著細(xì)雨，列文虎克在顯微鏡下觀察了很長一段時間，眼睛累得酸痛

13、，便走到屋檐下休息。他看著那漸浙瀝瀝下個不停的雨，思考著剛才觀察的結(jié)果，突然想起一個問題（觀察前一件事與下雨這件事）：在這清潔透明的雨水里，會不會有什么東西呢？于是，他拿起滴管取來一些水，放在顯微鏡下觀察。沒想到，竟有許許多多的“小動物”在顯微鏡下游動。反復(fù)幾天的接雨水觀察，都發(fā)現(xiàn)了“小動物”，于是，他又廣泛地觀察，發(fā)現(xiàn)“小動物”在地上有，空氣里也有，到處都有，只是不同的地方“小動物”的形狀不同?；顒臃绞讲煌蚜T了。列文虎克發(fā)現(xiàn)的這些“小動物”，就是微生物。這一發(fā)現(xiàn)，打開了自然界一扇神秘的窗戶，揭示了生命的新篇章。,五、強(qiáng)制聯(lián)想 它是與自由聯(lián)想相對而言的。是對事物有限制的聯(lián)想。具體要解決某一

14、個問題，有目的地去發(fā)展某種產(chǎn)品，常采用強(qiáng)制聯(lián)想，讓人們集中全部精力，在一定的控制范圍內(nèi)去進(jìn)行聯(lián)想。 例：咖瑪?shù)吨委熌X瘤。射線是一種強(qiáng)電磁波，它的波長比X射線還要短，一般波長0001納米。射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)。咖瑪?shù)堆b置是一種從顱骨外多點（201點），同時向顱內(nèi)病灶發(fā)射射線，破壞病灶的治療裝置。這樣放射線源是分散的，將所有的射線集中到病灶一點。這樣，病灶以外部分的照射量微不足道，不會產(chǎn)生副作用。,第三節(jié) 類比法 類比法是根據(jù)兩個（或兩類）對象之間在某些方面的相似或相同而推出它們在其他方面也可能相似或相同的一種邏輯方法。 常用的類比方法有直接、間接、幻想、因果和仿生類比法。,一、直接類比法 從已

15、有的技術(shù)中，直接尋找出與創(chuàng)新對象類以的現(xiàn)象或事物，從中獲得啟示，從而發(fā)明設(shè)計出新的創(chuàng)新項目。 例：數(shù)據(jù)庫Dbase（原創(chuàng)，是Borland公司開發(fā)的，但由于Dbase For indows的失敗，失去了市場良機(jī)） Microsoft公司對數(shù)據(jù)庫不斷創(chuàng)新，從DOS版的FoxBase到Windows版的Foxpro、Visual Foxpro、Access、網(wǎng)絡(luò)版的SQLServer。,二、間接類比法 在現(xiàn)實生活中，有些創(chuàng)新缺乏可以比較的類比對象，這就可以運用間接類比法。 如空氣中存在的負(fù)氧離子，可以使人延年益壽、恢復(fù)體力，還可輔助治療疾病。人們發(fā)現(xiàn)，負(fù)氧離子在高山、森林、海灘、湖畔的含量較高和在

16、雨天雷電時產(chǎn)生較多，間接判斷可能與水有關(guān)，類比這種現(xiàn)象，進(jìn)行了水的電沖擊實驗，結(jié)果創(chuàng)造了水沖擊法產(chǎn)生負(fù)氧離子。目前，市場上銷售的空氣負(fù)氧離子發(fā)生器大多采用的是高壓電 暈來產(chǎn)生負(fù)氧離子的，這種方法結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠。,三、 幻想類比法 發(fā)明者在發(fā)明創(chuàng)造中，利用幻想啟迪思路，對幻想 進(jìn)行類比，從中找出合理的部分，從而逐步達(dá)到發(fā)明目 的的方法叫做幻想類比法。 古代的神話、故事、童話，多是不能解決問題時產(chǎn) 生的幻想。在科技迅猛發(fā)展的時代，人們通過類比這些 幻想來解決問題已成為現(xiàn)實。 著名科幻小說作家凡爾納，有非凡的想象力，是個 幻想類比法的大師。在1個多世紀(jì)前就從他筆下道出的： 霓虹燈、空調(diào)機(jī)、摩天大

17、樓、坦克、電子操縱潛艇、導(dǎo) 彈，在20世紀(jì)都化為現(xiàn)實。,四、 因果類比法 兩個事物的各個屬性之間，可能存在著同一種 因果關(guān)系，因此，我們可以根據(jù)一個事物的因果關(guān) 系，推出另一事物的因果關(guān)系，這種類比法就是因 果類比法。 例：在合成樹脂中加入發(fā)泡劑，得到質(zhì)輕、隔 熱和隔音性能良好的泡沫塑料，于是有人就用這種 因果關(guān)系，在水泥中加入一種發(fā)泡劑，如果發(fā)明了 既質(zhì)輕又隔熱、隔音的氣泡混凝土。,五、仿生類比法 發(fā)明者模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能等，搞出新的發(fā)明項目，這就叫做仿生類比法。 例1：狗鼻子一向以靈敏著稱，它能嗅出200萬種物質(zhì)和不同濃度的氣味，嗅覺比人靈敏100萬倍?，F(xiàn)在，人以不同物質(zhì)氣味對紫外線的選擇性吸收為信息，研制出“電子鼻”，其檢測靈敏度可達(dá)狗鼻子的1000倍。 例2：仿貓頭鷹的夜視裝置，德國在軍事裝備上已使用，其原理為：紅外線的反射特性與普通可見光并無不同，而反射回來的紅外光波可以被轉(zhuǎn)換為可見光 。 紅外線的探照儀 圖像轉(zhuǎn)換器,第四節(jié) 移植法 移植法就是把某一技術(shù)領(lǐng)域中的科學(xué)技術(shù)原理和方 法，移植應(yīng)用到另一技術(shù)領(lǐng)域中去的創(chuàng)新思考方法。 應(yīng)用移植法往往能得到突破性的技術(shù)創(chuàng)新，有時候 某個領(lǐng)域中的問題應(yīng)用本領(lǐng)域的理論、技術(shù)和方法很難 得到解決，而用其他領(lǐng)域的科學(xué)理論很容易得到解決。 例：在