第3章-創(chuàng)造原理

第三章創(chuàng)造原理創(chuàng)造是一種有目的的探索活動，它需要一定的理論指導。創(chuàng)造原理是人們進行無數(shù)次創(chuàng)造實踐的理性歸納，也是指導人們開展新的創(chuàng)造實踐的基本法則。本章闡述的創(chuàng)造原理，可為機械創(chuàng)新設計提供創(chuàng)新思考的基本途徑。創(chuàng)造原理

3．1綜合創(chuàng)造原理

3．2分離創(chuàng)造原理

3．3移植創(chuàng)造原理

3．4物場分析原理

3．5還原創(chuàng)造原理

3．6價值優(yōu)化原理

3．1綜合創(chuàng)造原理

綜合創(chuàng)造的基本特征綜合，從方法論的角度看是指將研究對象的各個部分、各個方面和各種因素聯(lián)系起來加以考慮，從整體上把握事物的本質(zhì)和規(guī)律的一種思維法則。

綜合創(chuàng)造，則是指運用綜合法則的創(chuàng)新功能去尋求新的創(chuàng)造。它的基本模式如圖所示。

在機械創(chuàng)新設計實踐中，我們可以發(fā)現(xiàn)許多輸入綜合輸出綜合創(chuàng)造的成果。例1同步帶的出現(xiàn)，可以說是摩擦帶傳動技術(shù)與鏈傳動技術(shù)的綜合。這種新型帶傳動具有傳動準確、傳遞功率較大的特點。綜合創(chuàng)造的基本模式同步帶數(shù)控機床例220世紀80年代以來，機電一體化產(chǎn)品（如數(shù)控機床、全自動洗衣機、自動取款機等）紛紛登臺亮相，給現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活投下道道奇光異彩。這些產(chǎn)品所依托的機電一體化技術(shù)，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和社會生活方式都產(chǎn)生著重要的影響?！皺C電一體化”從創(chuàng)新設計角度看，是機械技術(shù)與電子技術(shù)的有機綜合。這種綜合創(chuàng)造的機電一體化技術(shù)比起單純的機械技術(shù)或電子技術(shù)更具優(yōu)越的性能，尤其能使傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)的飛躍。例3普通的X光機和計算機，都無法對人的腦內(nèi)病變作出診斷。豪斯菲爾德將二者綜合，設計出CT掃描儀，使診斷難題出現(xiàn)新的求解希望。人們應用新儀器獲得了許多前所未有的研究成果，促使醫(yī)學有了長足的發(fā)展。CT掃描儀的創(chuàng)新設計，是20世紀醫(yī)學領(lǐng)域的一項重大創(chuàng)新成果。例4過去一些精密機床利用機械的校正機構(gòu)，只能校正機床的系統(tǒng)誤差，而機電一體化的數(shù)控機床，憑借傳感器電腦的功能，已有可能適時預報包括隨機誤差（偶然性誤差）在內(nèi)的機床誤差，然后自動校正，從而使機床達到前所未有的高精度。此外，數(shù)控機床也能對阻尼進行預報，一已發(fā)現(xiàn)接近臨界狀況就自動調(diào)整切削用量，防上顫振發(fā)生，從而保證機床具有更高的生產(chǎn)率和高的表面加工質(zhì)量。實例：上圖所示為一種小型車鉆銑三功能機床。它主要由電動機1、帶傳動2、車削主軸箱3、鉆銑主軸箱4、進給板5、尾座6和床身7等組成。由圖可知，它的設計特點是以車床為基礎，切割了鉆銑床主軸箱綜合而成。

大量的創(chuàng)新設計實例表明，綜合就是創(chuàng)造。從創(chuàng)造機制來看，綜合創(chuàng)造具有以下基本特征：

1）綜合能發(fā)掘已有事物的潛力，并使已有事物在綜合過程中產(chǎn)生出新的價值；

2）綜合不是將研究對象的各個構(gòu)成要素進行簡單的疊加或組合，而是通過創(chuàng)造性的綜合使綜合體的性能發(fā)生質(zhì)的飛躍；

3）綜合創(chuàng)造比起創(chuàng)造一種全新的事物來在技術(shù)上更具可行性和可靠性，是一種實用性的創(chuàng)造思路。

3．2分離創(chuàng)造原理

分離創(chuàng)造的基本特征

分離創(chuàng)造原理是把某一創(chuàng)對象進行科學的分解或離散，使主要問題從復雜現(xiàn)象中暴露出來，從而理清創(chuàng)造者的思路，便于人們抓住主要矛盾或?qū)で竽撤N設計特色。

分離原理在創(chuàng)新設計過程中，提倡將事物打破并分解，而綜合原理則提倡組合和聚集，因此，分離原理是與綜合原理思路相反的另一個創(chuàng)造原理。分離原理的創(chuàng)造模式如圖所示。運用分離創(chuàng)造原理，人們也獲得許多創(chuàng)新設計成果。

例如，某家具公司開發(fā)設計的構(gòu)件，就是分離創(chuàng)造的產(chǎn)物。構(gòu)件家具擯棄整體家具結(jié)構(gòu)固化的模式，采用了化整體為組件，再由組件構(gòu)成整體的設計思路。研制成功的新型家具由20多種基本構(gòu)件組成，通過不同的組合，能拼裝出數(shù)百種不同的款式，以充分滿足消費者求新求特的審美需求。

在機械領(lǐng)域，組合夾具、組合機床、模塊化機床等也都可以說是分離創(chuàng)造原理的應用。

大量的創(chuàng)新設計實例，可以發(fā)現(xiàn)分離創(chuàng)造的基本特征是：

l）分離能沖破事物原有形態(tài)的限制，在創(chuàng)造性分離中能產(chǎn)生新的價值；2）分離雖然與綜合思路相反，但并不是相互排斥的兩種思路，在實際創(chuàng)造過程中，兩者往往要相輔相成。3．3移植創(chuàng)造原理

移植創(chuàng)造的基本特征

“它山之石，可以攻玉”。若能吸取、借用某一領(lǐng)域的科學技術(shù)成果，引用或滲透到其他領(lǐng)域，用以變革或改進已有事物或開發(fā)新產(chǎn)品，就是移植創(chuàng)造。如：將力學移植到生物學中，產(chǎn)生生物力學；將軍事技術(shù)用于民用工業(yè)，產(chǎn)生許多民用新技術(shù)。

移植創(chuàng)造的原理模式圖

移植創(chuàng)造是一種應用廣泛的創(chuàng)新思路，在機械創(chuàng)新設計方面，應用移植創(chuàng)造原理獲得成功的例子也比比皆是。例如，在設計汽車發(fā)動機的化油器時，人們移植了香水噴霧器的工作原理；有軌電車的設計，移植了滑冰鞋溜冰的運行原理；火車黑匣子的設計移植了飛機黑匣子的設計原理；組合機床模塊化機床的設計移植了積木玩具的結(jié)構(gòu)方式。實例：移植材料創(chuàng)造陶瓷發(fā)動機的設計在發(fā)動機設計領(lǐng)域，世界各國都致力于新型節(jié)能高效發(fā)動機的研究。其中，陶瓷發(fā)動機的設計引起人們廣泛注意。在新型發(fā)動機設計中，設計者以高溫陶瓷制成燃氣渦輪的葉片、燃燒室等部件，或以陶瓷部件取代傳統(tǒng)發(fā)動機中的氣缸內(nèi)襯、活塞帽、預燃室、增壓器等。新設計的陶瓷發(fā)動機具有耐高溫的性能，可以省去傳統(tǒng)的水冷系統(tǒng)，減輕了發(fā)動機的自重，因而大幅