创新技法.ppt

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1、第3章 创 新 技 法,3.1 智力激励技法,3.2类比与联想技法,3.5 输入输出法,3.3设问探求技法,3.4要素组合技法,如果把创新活动比喻成过河的话，那么方法和技法就是过河的途径或者工具。方法和技巧可以说比内容和事实更重要。法国著名的生理学家贝尔纳曾说过：“良好的方法能使我们更好地发挥天赋的才能，而笨拙的方法则可能阻碍才能的发挥。在20世纪50年代期间，受苏联发射世界上第一颗人造卫星的刺激，在美国引发了开发创造性的高潮。1957年美国海军特殊设计局开发了“计划评审技法”，美国陆军开发了“5W2H法”，1964年美国兰德公司开发出“德尔菲法”，以后陆续积累了上百种创造技法。从1946年起

2、，苏联学者阿利特舒列夫和他的同事一起从大量的发明专利中精选了一大批高水平的专利文献，并进行详细的研究分析，最终概括总结出了具有普遍性、有效性的方法，并得到了技术体系的发明和改造本质上就是其物质结构的形成和改造。基于这种认识，他们创立了举世闻名的“物场分析理论与方法”。,德国将美国的创造技法引入国内后，又进行了德国式的改造，如把头脑风暴法改成默写式头脑风暴法，开会时让与会者把新设想写在卡片上，相互传递，启发思路，符合德国人长于沉思的性格。20世纪60年代，加拿大蒙特利尔大学的H.塞里埃制定了利用睡眠时潜意识的“睡眠思考法”，蒙特利尔大学和魁北克大学都开设了创造性技法和创造性解决问题的训练。在中国

3、台湾地区自20世纪60年代起便开始了创造工程和创造技法的引进，一些国外创造技法术语的翻译，如脑力激荡法(头脑风暴法)、形态分析法、综摄法(提喻法)等，都是由台湾地区传开的。台湾地区学者在引进西方和日本创造技法的同时，结合中国的特点和需要，对其进行充实和发展，如陈树勋的创造力发展方法论、纪经绍的价值革新与创造力启发等。我国一些学者在吸收国内外先进理论和经验的同时，陆续地有创造性地提出了一些具有中国特色的创新技法，如许国泰总结文学创作和产品开发的思路，提出“信息交合法”；刘仲林总结科技创造的思维规律和特点，从审美逻辑的角度，提出了“臻美法”，并系统地阐述了臻美系列技法；1984年袁张度在创造与技法

4、一书中提出“集思广益法”，赵惠田总结辽宁科协创造力开发的培训经验，于1988年出版了发明创造学教程，详细阐释了这一技法。,创造技法就是人们通过长期研究与总结得出创造发明活动的规律，经过提炼而成的程序化的创造技巧和科学方法。目前全世界已经研究出的创造设计技法有上百种以上，成为创造学中不可缺少的重要内容之一。创新方法的基本出发点是打破传统思维的习惯，克服思维定势和阻碍创造性设想产生的各种消极的心理状态，应用创新设计方法以帮助人们在设计和开发产品时得到创造性的解。创新设计方法有很多种，下面介绍智力激励技法、类比联想技法、设问探求技法和要素组合技法等。,3.1 智力激励技法,现代科学技术的发展史表明：

5、一项技术革新或科技成果，大都先有一个创造性设想，一般说来，创造性设想越多，发明也越容易获得成功。中国有句俗语叫集思广益，在创造发明活动中，应用集思广益的例子是屡见不鲜的。为中国的原子物理事业作出了杰出贡献的“三钱”，即钱学森、钱三强、钱伟长。他们的合作一直被人们传为美谈，正是由于他们的集思广益，加快了我国试制原子弹的进度。我国核事业的发展速度是整个世界都为之震惊的，甚至于当时对中国原子物理研究能力的底细较清楚的美国也感到不可理解。而其中很重要的一点，除这3位强者每人都有自己高超的研究能力外，与他们的通力合作也是分不开的。,智力激励技法又称集智法、头脑风暴法。智力激励技法就是为产生较多较好的新设

6、想、新方案，通过一定的会议形式，创设能够相互启发、引起联想、发生“共振”的条件和机会，以激励人们智力的一种方法。大多是通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智，从而引起创造性思维的连锁反应。,被誉为创造工程之父的纽约BBDO广告公司副经理奥斯本制定了“头脑风暴法”，并将其用于工作实践中，取得了很大的成功。为了普及这种创造力开发技法，奥斯本撰写了一系列著作，建立了系统的理论基础。布法罗大学、麻省理工学院、美国空军、通用电气公司等先后采用奥斯本的方法，以后又向各类大学、联邦政府、产业界普及。这一成功打破了那种认为创造才能的“天赋决定论”和“遗传决定论”，为群众性的创

7、造普及活动打开了局面。奥斯本成了创造工程的奠基人。,3.1 智力激励技法,智力激励会议的具体组织方法是：参加会议的人数不超过10个，这是因为人数过多反而会影响效率。会议的时间一般在20min1h之间。每次会议的目标必须要明确，与会人员也必须围绕议题可以任意自由不受任何约束地发表自己的想法和建议。,3.1.1 奥斯本智力激励法,如下几项规定：决不允许批评别人提出的设想；提倡海阔天空式的任意自由思考；任何人不对其他人的建议作任何的判断和结论；鼓励多提建议，设想越多越好；发表看法的过程应集中注意力，针对目标，不可跑题；参加会议的人员采用圆桌会议的方式，没有权威，没有上下级，一律平等；不允许私下交谈，

8、以免干扰别人的思维活动；不允许用集体提出的意见来阻碍个人的创造性思维；各种设想不分好坏，一律记录下来。,3.1 智力激励技法,某一个生产搅拌机的工厂，虽然搅拌机的使用性能较先进，但成本较高，不利于市场竞争。经过科研人员的初步分析，发现该搅拌机的许多部件使用了不锈钢，因此价格比较昂贵的。为解决降低搅拌机成本问题，厂里决定采用奥斯本智力激励法。第一步组织了一个5人小组，召开了一次智力激励法的会议，会上宣布严格遵守智力激励法会议的原则，降低搅拌机成本的主要想法：,用塑料来代替不锈钢；用橡胶代替不锈钢；用木制材料代替不锈钢；用普通钢板代替不锈钢；采用玻璃钢代替不锈钢；用玻璃代替不锈钢；用石头代替不锈钢

9、；采用组合材料代替不锈钢；将目前的搅拌机制成行星摇摆式。,3.1 智力激励技法,第二步设想进行了科学的论证，并经过认真细致的研究，认为切实可行的是第4条，即用普通钢材代替不锈钢。理由是铅粉投入搅拌机后，在搅拌机的壳内壁附上一层铅粉，铅粉对搅拌机的金属壳壁起到了保护的作用，使得搅拌机不会受到酸的腐蚀。最后通过对讨论方案的确定，厂里新制造了一台搅拌机，经过一年的使用和市场的检验，证明这一技改是成功的。,专门清除电线积雪的小型直升机的诞生也是智力激励技法的成功运用。在美国的北部，冬季多雪且严寒，野外输电线上的积雪常常压断电线，造成重大事故，为了解决这个问题，电力公司决定采用智力激励技法。于是他们专门

10、开了一个会议，与会者提出了许多各式各样的提案，其中有一个提出了一个近似疯狂的想法：乘坐直升机去扫雪。与会的一个工程师听到后，并没有嘲笑那个提出想法的人，而是从中受到了很大启发，马上想到了利用直升机螺旋桨产生的高速下降气流扇落积雪的方案，经过进一步的分析和修改，最终选择了用改进直升机扇雪的方案，使问题得到了圆满的解决。,3.1 智力激励技法,智力激励法是世界上最早付诸实用的创造技法，它由美国创造学家奥斯本首先提出，以后各国的创造学家又做了发展，先后提出了默写式智力激励法、卡片式智力激励法等。智力激励法的应用非常广泛，不仅可以应用于创造发明，而且还可以应用于企业管理。,3.1.2 默写式智力激励法

11、,默写式智力激励法规定：每次会议由6个人参加，每人在5min内提出3个设想，所以它又称“635法”。在举行“635法”会议时，由会议主持人宣布议题，即创造发明的目标，并对到会者提出的疑问进行解释。之后，每人发几张设想卡片，在每张设想卡片上标出1、2、3等编号，在两个设想方案之间要留一定的时间作为思考时间，可让其他人填写新的设想。在第一个5min内，每人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡片传给右邻的到会者。在第二个5min内，每个人从别人的3个设想中得到新的启发，再在卡上填写3个新的设想，然后将设想卡片再传给右邻的到会者。这样，半个小时可以传递6次，一共可产生108个设想。,3.1 智力

12、激励技法,635激励法的原理,默写式智力激励法可避免出现由于数人争着发言而使设想遗漏的情况。,3.1 智力激励技法,3.1.3 卡片式智力激励法,1CBS法 CBS法是在会前明确会议主题，每次会议由38人参加，每人持50张名片大小的卡片，桌上另放200张卡片备用。会议大约举行1h。最初10min为“独奏”阶段，由到会者各自在卡片上填写设想，每张卡片写一个设想。在接下来的30min，由到会者按座位次序轮流发表自己的设想，每次只能宣读一张卡片，宣读时将卡片放在桌子中间，让到会者都能看清楚。在宣读后，其他人可以提出质询，也可以将启发出来的新设想填入备用的卡片中，余下的20min，让到会者相互交流和探

13、讨各自提出的设想，从中再诱发出新的设想。,3.1 智力激励技法,2MBS法 奥斯本的智力激励法虽然能产生大量的设想，但由于它严禁批评，这样就难于对设想进行评价和集中，于是出现了一种新的智力激励法即MBS法。MBS法的具体做法是：第一步提出主题；第二步由参加会议的人各自在纸上填写设想，时间为10min；第三步个人轮流发表自己的设想，每人限15个，由会议主持者记下每人发表的设想，别人也可根据宣读者提出的设想，填写新的设想；第四步将设想写成提案，并进行详细说明；第五步相互质询，进一步修订提案；第六步由会议主持者将个人的提案用图解的方式写在黑板上，让到会者进一步讨论，以便获得最佳方案。,3.1 智力激

14、励技法,3.2类比与联想技法,3.2.1 类比技法,类比技法的一个显著特点是以大量的联想为基础，以不同事物之间的相同或类似点为纽带，充分调动想象、直觉、灵感诸功能，巧妙地借助其他事物找出创意的突破口。,类比的方法很多，除了有直接类比法、间接类比法、幻想类比法外，还有仿生类比法、拟人类比法、因果类比法等。,1直接类比法,采用直接类比法的例子古今中外比比皆是。例如，鲁班设计的锯子也是直接类比法的实现。听诊器的发明，也是典型的直接类比法的思维的产物，拉哀纳克医生很想发明一种能够诊断胸腔里健康状况的听诊设备，一天他到公园散步，看到两个小孩在玩翘翘板，一个小孩在一头轻轻地敲翘翘板，还有一个小孩在另一头贴

15、耳听，虽然敲者用力轻，可是听者却听得非常清晰。他把要创造的听诊器与这一现象类比，终于获得创意设计听诊器的方案，世界上的听诊器就这样诞生了。,工程师布鲁内尔为解决水下施工大伤脑筋，有一次他观察到小虫进入木材的方法，即造一个管子作为他前进的通道。于是通过类比，他想出了用空心钢柱打入河底，以此为“构盾”，边掘进边延伸，在构盾的保护下施工，这就是著名的“构盾施工法”，这可以说是类比法的重大成果。现在市场上紧俏的电瓶脚踏车，其动力系统就是通过与电瓶车动力系统的直接类比制成的。,2间接类比法,间接类比法是用非同一类产品类比，产生创造。在现实生活中，有些创造缺乏可以比较的同类对象，这就可以运用间接类比法。例

16、如空气中存在的负离子，可以使人延年益寿、消除疲劳，还可辅助治疗哮喘、高血压、心血管病等，但负离子只有在高山、森林、海滩湖畔较多。后来通过间接类比法，创造了水冲击法产生负离子，后吸取冲击原理，又成功创造了电子冲击法，这就是现在市场上销售的空气负离子发生器。采用间接类比法可以扩大类比范围，使许多非同一性、非同类的行业，也可由此得到启发、开拓新的创造活力。,3.2类比与联想技法,3.幻想类比法,幻想类比法是在创意思维中用超现实的理想、梦幻或完美的事物类比创意对象的创意思维法。发明者在发明创造中，通过幻想类比进行一步步的分析，从中找出合理的部分，从而逐步达到发明的目的，设计出新的发明项目，这就叫做幻想

17、类比法。,1834年，英国发明家巴贝治绘制出通用数字计算机图样。1942年，美国的阿塔纳索夫教授和他的学生贝利，运用幻想类比法，发明设计出计算机，并制成了阿塔纳索夫-贝利计算机(世界上第一台计算机)。,3.2类比与联想技法,4仿生类比法,设计者在创意、创造活动中，常将生物的某些特性运用到创意、创造上，并模仿生物的结构和功能，创作出新的发明项目，这种创新技法叫做仿生类比法。,（1）原理仿生 模仿鸟类飞翔原理各式飞行器。模仿蝙蝠用超声波辨别物体位置的原理 测量海底地貌、寻找潜艇、探测物体内部缺陷、为盲人指路等。模仿乌贼靠喷水而前进“喷水船”靠反作用力推动船体向前行驶。,3.2类比与联想技法,（2）

18、机构仿生 模仿锯齿状草叶锯子,（3）外形仿生 模仿猫、虎爪子奔跑中急停的钉子鞋。模仿袋鼠行走方式沙漠跳跃运行汽车。,（4）信息仿生 电子鼻狗鼻子 响尾蛇导弹响尾蛇的鼻、眼对温度的敏感。,（5）拟人仿生 仿生机械手、智能机器人等。,3.2类比与联想技法,5拟人类比法,拟人类比法是设计者在进行创造活动时，人们常常将创造的对象加以“拟人化”，就是使创意对象“拟人化”，也称亲身类比、自身类比或人格类比。,工业设计上也经常应用拟人类比。例如著名的薄壳建筑罗马体育馆的设计，设计师将体育馆的屋顶与人脑头盖骨的结构性能进行了类比，头盖骨由数块骨片组成，形薄、体轻，但却极坚固，那么体育馆的屋顶是否可做成头盖骨状

19、呢？这种创意获得了巨大成功，于是薄壳建筑风行起来。在设计机械装置时，常把机械看做人体的某一部分，进行拟人类比，从而获得意外的成效。例如挖土机的设计，就是模仿人的手臂动作：它向前伸出的主杆，如人的胳臂可以上下左右自由转动；它的挖土斗，好比人的手掌，可以张开，合起；装土斗边的齿形，好似人的手指，可以插入土中。在挖土时，手指插入土中，再合拢、举起，移至卸土处，松开手让泥土落下。这是局部的拟人类比，各种机械手的设计也是如此；整体的拟人类比就是各种机器人的设计。,3.2类比与联想技法,6因果类比法,两个事物的各个事物之间可能存在着同一种因果关系，因此可根据一个事物的因果关系，推测出另一事物的因果关系。例

20、如，蚌内有砂，砂被黏液包围而形成珍珠，有人据此因果关系，把异物放进牛的胆囊内，人工培植了牛黄。有人根据往面粉里加入发酵粉可以发面做出蓬松的馒头这个因果关系，在橡胶中加入发泡剂，制成了海绵橡胶。在合成树脂中加入发泡剂，得到质轻、隔热和隔音性能良好的泡沫塑料，于是有人就用这种因果关系，在水泥中加入一种发泡剂，发明了既质轻又隔热、隔音的气泡混凝土。以上这些创意方法，就称为因果类比法。,3.2类比与联想技法,3.2.2 联想技法,联想类比法是通过联想类比，把一般看来完全不相干的物品或技术联系起来，组合在一起研制出有价值的发明。通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同，

21、从而产生创造性思维和创新的方案，如虎和猫时而奔跑如飞、时而突然止步，人们从它们的脚掌结构得到启发，发明出带钉子的跑鞋；从蜘蛛在两棵树之间结网，联想发明出横跨峡谷的吊桥；蝙蝠在黑夜中能自由飞翔从不会撞到障碍物，借助对蝙蝠的研究人们发明了超声波探测仪，可以用来测量海洋深度、探测鱼群、追踪潜艇、诊断疾病、工业探伤等。,3.2类比与联想技法,1接近联想 发明者在时间、空间上联想到比较接近的事物，从而设计新的发明项目，这就叫做接近联想法。接近联想是因两个以上的事物在空间或时间上的相关而引起的。例如，看到汽车就想到汽油、交通岗、红绿灯，也都是接近联想。2相似联想 相似联想又可称类似联想，它是因两个以上事物

22、在外表、形式、性质等方面的相似而引起的。例如，看到水就想到河。相似联想反映的是事物间的相似和共同性，这种联想也可运用到创造发明过程中来，进行创造发明。1957年10月4日，苏联运用相似联想法，成功地发射了世界上第一颗人造地球通信卫星，这颗卫星就是世界上第一艘太空船。,3.2类比与联想技法,3对比联想 对比联想由某一事物的感知和回忆引起和它具有相反特点的事物的回忆叫做对比联想法。对比联想是因两个以上的事物具有相反的特点、性质所引起。据物理学中的相对运动原理，将“运动”与“静止”进行对比联想并相互转换，常能产生出情理之中、意料之外的效果。如图所示的制袋充填封口机中，卷筒薄膜1经导辊至薄膜对折器2后

23、，被纵向对折，然后由等速回转的纵封轴4加压热合呈连续圆筒状，并被牵引连续向下。物料经料斗3进入已出横封机构5封底的筒状袋内。横封机构5既可完成前一袋的封门，也可完成后一袋的封底。裁切机构6切开连续的物料袋，物料袋靠自重落入回收部。此机构中，薄膜对折器固定不动，而卷简薄膜连续运动，这种相对运动原理的应用，使制袋机构大为简化，工作可靠性大大提高，其广泛应用于包装机械中。,3.2类比与联想技法,4关系联想,关系联想即由于事物的某种关系(如整体与部分、原因与结果、结构与功能等关系)而形成的联想。例如，看到客人带的雨伞，你会想到外面正在下雨；看到夜鸟惊飞，你会想到林中夜行人。,在贝尔发明电话以前，虽然已

24、有人在研究电话了，但声音不清楚无法使用。贝尔决心致力于电话研究，使电话成为可以使用的通信工具。一次实验中，贝尔发现把音叉的端部放在带铁芯的线圈面前，如果使音叉振动，线圈中会产生感应电流，通过电线把这电流送至另一只同样线圈，线圈前的音叉也会振动，发出跟那边音叉振动一样的声音。他由此联想到能像音叉一样发生振动的金属簧片，如果用金属簧片代替音叉，线圈也应能产生感应电流，使簧片振动发声，这样金属簧片就能“说话”了。通过反复试制和完善，贝尔发明了世界上的第一架电话。显然贝尔是应用了联想法才发明电话的。,3.2类比与联想技法,3.3 设问探求技法,3.3.1 奥斯本检核表法,奥斯本检核表是根据需要解决的问

25、题或者需要创造发明的对象，以提问表格的形式，根据提问要点，逐个审核、讨论，使创造发明者全面、系统地考虑各种解决问题的方法，其列出9个方面有关的问题，然后逐一审核讨论，是促进创新活动深入进行的一种创造技法。特点是用制式提问表，以防止思考疏漏，适合任何创造发明或创新活动，有“创造技法之母”的美誉。,奥斯本检核表提问要点的内容有9个方面，针对某一产品或事物介绍如下。,(1)能否它用？可提问：现有事物有无其他用途？稍加改进能否扩大用途？例如尼龙最初只用于军事领域，主要用来制造降落伞、舰用缆绳等，因而销量很少，为此，人们开始寻找它的新用途。最终人们发现了它的许多新用途，如做袜子、雨衣、雨伞，在工业生产中

26、用来制作齿轮、轴承、各种形状和强度要求较高的零件等。,(2)能否借用？可提问：能否借用别的经验？模仿别的东西？,踩在香蕉皮上比其他水果皮上更容易使人摔跤，原因在于香蕉皮由几百个薄层构成，且层间结构松弛，富含水分，借用这个原理，人们发明了具有层状结构性能优良的润滑材料二硫化钼。同样的道理，乌贼靠喷水前进，前进迅速而灵活，模仿这一原理，人们发明了“喷水船”，这种喷水船先将水吸入，再将水从船尾猛烈喷出，靠水的反作用力使船体迅速行驶。,3.3 设问探求技法,(3)能否改变？可提问：能否在意义、声音、味道、形状、式样、花色、品种等方面改变？,为了提高产品的生产效率，一般加工螺钉都用车削或用丝扳加工，使得

27、生产效率较低。当采用滚压方法对螺纹进行控丝加工的方式时，其效率得到了极大的提高，这种加工螺钉的方法，现在已经被标准件工厂广泛的采用，其工作原理图如图所示。,(4)能否扩大？可提问：能否扩大使用范围、增加功能、添加零部件、增加高度、强度、价值、延长使用寿命？扩大的目的是为了增加数量，形成规模效应，缩小是为了减少体积，便于使用，提高速度。大小是相对的，不是绝对的，更大、更小都是发展的必然趋势。,3.3 设问探求技法,(5)能否缩小？可提问：能否减少、缩小、减轻、浓缩、微型、分割？随着社会的进步和生活水平的不断提高，产品在降低成本、不减少功能、便于携带和便于操作的要求下，必然会出现由大变小、由重变轻

28、、由繁变简的趋势。如袖珍收录机、折叠伞、笔记本计算机、可视手机、甲壳虫式小轿车、超薄计算机显示屏、低底盘的火车或汽车，计算机或电话上的功能键、重拨键将多种功能集中于一键，不仅简化了产品的结构，而且方便了操作者使用。以缩小、简化为目标的创造发明往往具有独特的优势，在自我发问的创新技巧中，可产生出大量的创新构想。,在两块玻璃中加入某些材料可制成防震或防弹玻璃；在铝材中加入塑料做成防腐防锈、强度很高的水管管材和门窗中使用的型材；在润滑剂中添加某些材料可大大提高润滑剂的润滑效果，提高机车的使用寿命。,3.3 设问探求技法,(6)能否代用？可提问：能否用其他材料、元件、原理、方法、结构、动力、结构、工艺

29、、设备？人造大理石、人造丝是取而代之的很好范例。用表面活性剂代替汽油清洗油污，不仅效果好，而且节约能源。用液压传动代替机械传动，更适合远距离操纵控制。用水或空气代替润滑油做成的水压轴承或空气轴承，无污染，效率高。用天燃气或酒精代替汽油燃料，可使汽车的尾气污染大大降低。数字相机用数据存储图像，省去了胶卷及胶卷的冲印过程，而且图像更清晰，在各种光线条件下可以拍摄很好的相片。,(7)能否调整？可提问：能否调整布局、程序、日程、计划、规格、因果关系？飞机的螺旋桨一般在头部，有的也放在尾部，如果放在顶部就成了直升机，如果螺旋桨的轴线方向可调，就成了可垂直升降的飞机。汽车的喇叭按钮原来设计在方向盘的中心，

30、不便于操作且有一定的危险性，将按钮设计在方向盘圆盘下面的半个圆周上就可以很好地解决潜在的威胁问题。根据常识可知自行车在高速前进时，采用前轮制动容易发生事故，于是有人就设计了无论用左手或右手捏住制动器，自行车都将按“先后再前”的顺序制动，从而可以大大降低事故的发生率。,3.3 设问探求技法,(8)能否颠倒？可提问：能否方向相反、变肯定为否定、变否定为肯定、位置颠倒、作用颠倒？将电动机反过来用就发明了发电机；将电扇反装就成了排风扇；从石油中提炼原油需要把油、水分离，但为了从地下获得更多的原油，可以先向地下的油中注水；单向透光玻璃装在审讯室里，公安人员可看见犯罪嫌疑人的一举一动，而犯罪嫌疑人却无法看

31、见公安人员。反之，将这种玻璃反过来装在公共场所，人们既可以从里观赏外面的美景，又能防止强烈的太阳光直接射入。,(9)能否组合？可提问：能否事物组合、原理组合、方案组合、材料组合、形状组合、功能组合？两个电极在水中高压放电时会产生“电力液压效应”，产生的巨大冲击力可将宝石击碎；而在一个椭球面焦点上发出的声波，经反射后可在另一个焦点汇集。一位德国科学家将这两种科学现象组合起来，设计出医用肾结石治疗仪。他让患者躺在水槽中，使患者的结石位于椭球面的一个焦点上，把一个电极置于椭球面的另一个焦点上，经过1min左右不断地放电，通过人体的冲击波能把大部分结石粉碎，而后逐渐排出体外，达到治疗的目的。大学本科机

32、械类学习的机械原理课程中，组合机构就是将几种机构有目的的组合起来，完成基本机构难以完成的设计任务要求。,3.3 设问探求技法,根据奥斯本检核表法，以玻璃杯为例来说明奥斯本检核表法的应用情况，其改进所用的图标见表。,3.3 设问探求技法,3.3.2“5W2H”法,“5W2H”法由美国陆军部提出，即通过连续提7个问题，构成设想方案的制约条件，设法满足这些条件，便可获得创新方案。,5W2H”思路可以从以下这7个方面先计划或规定好，以便少走弯路。Why：为什么需要革新？这样干的必要性是什么？有没有更好的办法？告诉下级事情的重要性可以使他更负责任或受到激励。What：什么是革新的对象？什么事？要做什么？

33、Where：从什么地方着手？在哪里干？从哪里开始？哪里结束？Who：什么人来承担革新任务？由谁来执行？由谁来负责？When：什么时候开始？什么时候结束？什么时候检查？How：怎样实施这个课题？怎样省力？怎样最快？怎样做效率最高？怎样改进？怎样得到？怎样避免失败？怎样求发展？怎样增加销路？怎样达到效率？怎样才能使产品更加美观大方？怎样使产品用起来方便？,3.3 设问探求技法,How much：达到怎样的水平？功能指标达到多少？销售多少？成本多少？输出功率多少？效率多高？尺寸多少？重量多少？做多少？做到什么程度为好？有时上级也要告诉下级，做少了不利于任务的完成，做多了又浪费。例如，上级让下属写一篇

34、稿子，没有告诉他写多少，他可能无从下笔，或必须再向上级请示，或随便写一篇，这样一来效率低，一件简单的事情也要多次反复才能完成。,以某商店改变生意清淡的方法来说明该方法的使用情况,3.3 设问探求技法,3.3.3 7步法这是奥斯本提出的一套设问方法，它包括以下内容。(1)确定革新的方针。(2)收集有关资料作准备。(3)对收集的资料进行分析。(4)进行自由思考，一一记录并构思革新方案。(5)提出实现方案的各种设想。(6)综合有用的数据资料。(7)评价各种方案，筛选出切实可行的设想。,3.3 设问探求技法,3.3.4 行停法 这是美国著名的创造学家奥斯本研究总结出来的一套设问方法。他通过“行”(go

35、)发散思维(提出创造性设想)与“停”(stop)收束思维(对创造性设想进行冷静的分析)的反复交叉进行，逐步接近所需解决的问题。行停法的操作步骤如下。(1)“行”(go)想出与所需要解决的问题相关联的地方。(2)“停”(stop)对此进行详细的分析和比较。(3)“行”(go)对解决问题有哪些可能用得上的资料。(4)“停”(stop)如何方便地得到这些资料。(5)“行”(go)提出解决问题的所有关键处。(6)“停”(stop)决定最好的解决方法。(7)“行”(go)尽量找出试验的方法。(8)“停”(stop)选择最佳试验方法。,3.3 设问探求技法,3.4要素组合技法,组合是任意的，各种各样的事物

36、要素都可以进行组合。例如，不同的功能或目的可以进行组合；不同的组织或系统可以进行组合；不同的机构或结构可以进行组合；不同的物品可以进行组合；不同的材料可以进行组合；不同的技术或原理可以进行组合；不同的方法或步骤可以进行组合；不同的颜色、形状、声音或味道可以进行组合；不同的状态可以进行组合；不同领域、不同性能的东西也可以进行组合；两种事物可以进行组合，多种事物也可以进行组合；可以是简单的联合、结合或混合，也可以是综合或化合等。,1.成对组合,成对组合是组合法中最基本的类型，它是将两种不同的技术因素组合在一起的发明方法。依组合的因素不同，可分成材料组合、用品组合、机器组合、技术原理组合等多种形式。

37、,2.辐射组合,辐射组合是以一种新技术或令人感兴趣的技术为中心，同多方面的传统技术结合起来，形成技术辐射，从而导致多种技术创新的发明创造方法。,以家用电器为例，由于电进入家庭，由电的辐射组合，现已发展了众多的家用电器，如电视机、电冰箱、全自动洗衣机、空调机等。,3.形态分析组合,将发明课题分解为若干相互独立的基本因素，找出实现每个因素功能所要求的可能的技术手段或形态，然后加以排列组合得到多种解决问题的方案，最后筛选出最优方案。,3.4要素组合技法,3.5 输入输出法,机械创新设计的技法很多，如输入/输出法，这种方法又称为“黑匣”或“黑箱”法。这种方法把期望的结果作为输出，把能产生此输出的一切可

38、以利用的条件作为输入，从输入到输出经历由联想提出设想，再运用限制条件反复评价、筛选这些设想的反复、交替的过程，最后得出理想输出。,输入/输出法有如下特点。,(1)输入/输出法是以输入、输出的具体内容为思考的出发点，它要求所有的创造性构思必须满足输入条件、约束条件和输出的具体结果。因此，这种分析方法的创新思维过程基本上属于定向思维，从而保证了能通过探索逐步找到合乎逻辑的、成熟的，并且与创新目标一致的途径，从而达到创造新方案的目的。,(2)输入/输出法是构思与评价同时进行的设计方法。分析过程是由外向内、由已知到未知，一层层地向黑匣内部深入。每当深入一步，设计者必须对每一构思的“输入”与“输出”状态

39、，按设计约束条件和外部影响对构思作出判断和评价，通过判断和评价，剔除那些不满意的或不符合条件的构思，从而保证分析能向黑匣内部不断深入，当最后的输入与输出能按因果关系连接起来时，黑匣之谜就算被完全揭开了，方案构思的具体内容就基本确定了。,(3)输入/输出法的思考路径和方向具有双向性，即发散和收敛思维是按“输入”和“输出”两个方向向黑匣内部内容逐步深入的。因此，这种方法既能保证方案能同时满足“输入”与“输出”两方面的要求，又能高效地构思出方案的具体内容。,3.5 输入输出法,下面以构思一种机械零件去毛刺机床为例来说明运用黑匣分析法进行方案构思的步骤与过程。,(1)根据产品的用途确定黑匣的输入与输出

40、内容。目前，去毛刺技术主要是采用直接的机械方法或开发专用的去毛刺设备。对于生产批量较大的机械零件(如齿轮)，如果采用直接的机械方法去毛刺，则费工、费时、劳动强度大，并且只能靠目测和感觉操作，去毛刺的质量难以保证，生产效率低。对于机械零件去毛刺机床而言，带毛刺的零件是已知条件，因此其输入内容是“带毛刺的零件”；而不带毛刺的零件是该产品的目的，故输出内容是“不带毛刺的零件”。设计约束条件可以确定为去毛刺的能力，加工对零件尺寸、材料的影响，使用成本，加工成本和加工范围等，具体内容可以根据实际情况增加。,3.5 输入输出法,(2)黑匣建立好以后，便可以从输入与输出端两个方向去构思黑匣内的具体内容，得到

41、黑匣内的第一层分析内容，如图所示。通过加工方法的比较与评价，选择3种加工方法进入第二层。,3.5 输入输出法,(3)根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二层方案内容的构思，如图所示。,通过几种机床的分析可知，电火花去毛刺工艺简单、效果好、使用成本低，对工件环境没有什么影响，另外比较重要的是：电火花去电刺还可产生一层表面强化层，明显地提高了齿轮的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐热性，因此应当广泛推广。,3.5 输入输出法,小 结 创造技法是人们利用有关创造心理过程的研究成果和专业领域自身的规律性，从各种创造性思维方法中演变过来的有效提高发明创造能力的各种方法的总和，其具有操作性，能够激发创新灵感、拓展思维空间、培养创新素质、提高创新能力。,