現(xiàn)代設計理論和方法-4c

現(xiàn)代設計理論和方法第四章創(chuàng)新思維與技法設計人員的創(chuàng)造性素質，決定了創(chuàng)造性成果，創(chuàng)造性素質在于創(chuàng)造意識（欲望）。創(chuàng)造意識只是一種主觀愿望，要有創(chuàng)造性的知識基礎、思維方法和對創(chuàng)造性機理的認識和理解，有創(chuàng)造實踐的積極性、持久性。一、創(chuàng)造性機理

20世紀前半期，“創(chuàng)造才能”具有神秘感。“天才瘋狂學說”把普通人比作只按正常軌道運行的行星；把天才比作流星，不知何時在何處出現(xiàn)，神秘莫測。

60年代前后，認識到“創(chuàng)造力是每個正常人都具有的能力，不是個別天才人物所獨有的神秘之物”。

高等動物的腦子都有一些“剩余”空間，允許存儲、轉移、改造和重新組合信息。形成了一些創(chuàng)造思維能力，如邏輯推理、聯(lián)想、側向思維、形象思維和直覺……創(chuàng)造的成功還受知識、經(jīng)驗、才能、心理素質以及機遇等因素的影響。創(chuàng)造的成功者屬于有事業(yè)心、自信心、毅力、機敏和勇于進取的人。加上好奇心強、富于想象、洞察力強，合作精神好，幽默樂觀、不怕失敗等，形成一個人的創(chuàng)造性“心理素質”。人的創(chuàng)造性本能創(chuàng)造性形成的機理,模型二、創(chuàng)造力開發(fā)

主體開發(fā)體現(xiàn)設計→創(chuàng)新→人→新成果→社需要會價值→創(chuàng)造力

創(chuàng)造的主體是人，創(chuàng)造是在已獲得的成果的基礎上，進一步開發(fā)新穎獨特的新成果，體現(xiàn)為一定的社會價值，包括科學、技術、經(jīng)濟等各方面。這些特性與工程設計的特性是完全一致的。創(chuàng)造力：多種能力、個性和心理特征的綜合表現(xiàn)。觀察能力記憶能力想象能力思維能力表達能力自我控制能力文化素質理想信念意志性格興趣愛好想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心，將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換。這些能力經(jīng)學習鍛煉，可改善和提高。如何提高？1、破除神秘感，增強自信心，每人都有創(chuàng)造力。2、積極進行創(chuàng)造實踐3、樹立創(chuàng)新意識，保持創(chuàng)造熱情4、保持創(chuàng)造熱情和創(chuàng)新的愿望和沖動，不是把設計工作當成例行公事5、加強創(chuàng)新思維的鍛煉，掌握必要的創(chuàng)新技法三、創(chuàng)新思維1、突變論創(chuàng)造性機理，既不是直覺更不是靈感，而是本質的理論基礎的突變有心人、思考、沉淀，魯迅寫書“睡三天覺”

1）突變論是對辯證法量變、質變規(guī)律的豐富與具體化

2）一切事物發(fā)展“原有事物趨近極限→突變→繼續(xù)增長“的模式地球→人造衛(wèi)星殖民

3）突變有漸變性與瞬變性兩類4）任何內(nèi)、外行都有突變創(chuàng)造的機遇Dunlop5）掌握現(xiàn)代科學方法論使人們更自覺地進行突變創(chuàng)造2、創(chuàng)造性思維反映事物本質屬性和內(nèi)在、外在有機聯(lián)系，具有新穎的廣義模式的一種可以物化的思想心理活動。3、創(chuàng)造性思維特點獨立性：獨具卓識、懷疑、自變性連續(xù)性：由此及彼，縱向、逆向、橫向連動多向性：多角度，發(fā)散、轉向、創(chuàng)優(yōu)、機智跨越性：思維進程、思維條件大跨越綜合性：智慧雜交能力、思維統(tǒng)攝能力、辨證分析能力水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成，這憑感覺和知覺是不能獲得的，人們需憑借已有知識，通過思維把它揭示出來，這就是思維的間接性。美科研人員掌握“水變油”技術

《自然》雜志報道了美國賓西法尼亞州立大學教授克雷格·格蘭姆斯(CraigGrimes)的“水變油”實驗：賓西法尼亞大學操場內(nèi)，上演了一幕讓人瞠目結舌的奇跡。研究者將二氧化碳和水蒸氣裝入一種納米試管中，在光的作用下，開始發(fā)生化學反應，轉化成俗稱“天然氣”的甲烷。

Publishedonline5February2009|Nature|doi:10.1038/news.2009.83

格蘭姆斯試驗所用的設備

用于將“水變?nèi)剂稀睂嶒灥亩趸佲c鈉米管“水變油”，哈爾濱的一個司機，1992年他聲稱發(fā)明一種能將水變油的“水基燃料”，加入此種配方，清水可以變成油料。區(qū)區(qū)數(shù)年，這個名叫王洪成的騙子先后騙取了3億元，1998年，他的騙局終于被揭穿，入獄十年。此后數(shù)年，“水變油”的不同版本仍不斷在國內(nèi)出現(xiàn)。2002年，武漢的一個騙子，宣稱自己發(fā)明了“酒變油”，不料一個月不到，把戲又被人揭穿。

2008年5月，浙商陳金義上演“水變油”的新版本。陳金義的新型燃料命名為“金倫油”是重油通過加水乳化反應而成。重油是石油提煉剩下的渣油，一般只用作鍋爐燃料，由于含硫量太高，許多國家已經(jīng)禁止燃燒。重油乳化之后，燃料的熱值會從9000卡降到7000卡以下，國家耗資數(shù)十億在廣東湛江投資的奧里油項目也屬于重油乳化項目，熱值只有7400卡，“金倫油”熱值卻達到了11000卡。每噸產(chǎn)品中加了40％－50％的水，成本降低了一半。用座機電話當照明電源,絕不影響撥打或接聽電話!

不交電費,免受停電之憂!!四、幾種思維類型1、形象思維和抽象思維形象思維：反映同類事物一般外部特征的形象，基本由右腦進行。屬于理性認識，不是感性認識。一部汽車、一幢大樓等運用形象思維可激發(fā)人們的想象力、聯(lián)想、類比能力例：行星軋輥的發(fā)明抽象思維較嚴密，在新的條件下，也可通過邏輯推理產(chǎn)生創(chuàng)新構思。兩種思維通過聯(lián)接左、右腦互相作用，相互滲透，二者結合能產(chǎn)生更多的創(chuàng)新成果。抽象思維（邏輯思維）憑借概念、判斷、推理而進行的反映客觀現(xiàn)實的思維活動，基本由左腦進行。人：男人、女人、胖人、瘦人、偉人、凡人（大腦、會行走、產(chǎn)生-死亡、吃東西等）2、發(fā)散思維和收劍思維

發(fā)散思維遇到問題，是根據(jù)問題的信息，沿著非常規(guī)的不同的正向、逆向、全方向思維和角度多方面尋求可能的解答。信息各種可能答案渡河問題：造橋、坐船、飛行器、空中索道、河底隧道美國歐可博士說：當你看到墻壁上有一小黑點時，能夠由此聯(lián)想到掉到餐桌上的一粒芝麻盤旋在空中的一架直升飛機白紙上的一個疵點漂浮在牛奶中一片茶葉航行在海洋中的一艘巨輪皮膚上長的一個斑疵發(fā)散思維的特點：流暢，反應敏捷，短時間內(nèi)想出多種方案；靈活，觸類旁通，隨機應變，不受心理定勢影響；獨特，所提的解決方案有特色。發(fā)散思維要求熟悉多學科領域，知識面廣博。灑在襯衫上的一滴墨汁擊穿車廂的一個彈孔宇宙中的一顆星星落在窗戶上的一個昆蟲木版上的一個釘眼田野上的一孔井泵收劍思維：把來自多方面的知識信息指向同一問題，通過分析綜合，邏輯推理，引出答案。收劍思維的特點是：分析比較各種信息的優(yōu)缺點，推理綜合，引出最優(yōu)答案。收劍思維要求具有細致的分析能力和嚴密的邏輯推理能力。

兩種思維結合，通過多次發(fā)散、收劍的循環(huán)，能找到較好的創(chuàng)新方案。拉鏈為代替鞋帶而發(fā)明，后用在錢包和衣物上，進而用在需重復多次動手術的病人創(chuàng)口上。3、邏輯思維和非邏輯思維邏輯思維：嚴格遵循邏輯規(guī)則，按部就班、有條不紊地進行思維的一種形式，縱向、橫向、逆向推理縱向：蜂窩煤，煤上扎孔火苗大---廣泛使用橫向：面包多孔、軟松——塑料海棉、多孔塑料、夾氣混凝土逆向：美國多西空氣→壓縮氣體（發(fā)熱）壓縮氣體→空氣（吸熱）→制冷→發(fā)明了壓縮式空調器

非邏輯思維：靈活自由，往往能突破常規(guī)，引發(fā)事物的潛性質和特殊功能，產(chǎn)生新穎獨創(chuàng)的構思。

非邏輯思維的基本形式是：由一事物引發(fā)，想到常規(guī)中似乎完全無關的另一事物的聯(lián)想力；加工改造原有形象，產(chǎn)生新形象的想象力；受激直接領悟事物本質的洞察力；在偶然機遇使人著迷于問題時的全部積極心理活動突然連鎖激發(fā)，不能控制，潛意識進入顯意識，爆發(fā)出創(chuàng)新火花的靈感。邏輯思維善于分解事物，進行綜合、歸納、演繹、推理。4、直達思維和旁通思維

直達思維：在思考解決問題時，始終不脫離問題情境和要求。直達思維解決較簡單的問題特別有效。旁通思維：通過細致分析，把問題轉換為另一領域的等價問題。旁通思維抓住問題的本質，通過類比、置換、模擬等方法創(chuàng)造新構思方案。

司馬光砸缸、圓珠筆芯兩種思維往往先使用直達思維無效，才改用旁通思維，但又回歸到直達思維，面對問題提出創(chuàng)新方案。五、創(chuàng)新技法創(chuàng)新技法是以創(chuàng)新思維為基礎，通過實踐總結出一些創(chuàng)造發(fā)明的技巧和方法?；驹瓌t是克服思維定勢，營造環(huán)境條件，給以啟發(fā)激勵，按照一定步驟方法去作，促成出現(xiàn)創(chuàng)新成果。下面介紹不同類型的典型創(chuàng)新技法。群體激智法群體集智法智力激勵法書面集智法函詢集智法635法德爾菲法智力風暴法一、智力激勵法 BrainStorming美國創(chuàng)造學家奧斯本提出，召集5–15名對創(chuàng)新問題熟悉的行家開會(智力激勵會)來實施。1、智力激勵會上應貫徹四條原則

1)自由思考原則要求與會者盡可能地解放思想，無拘無束地思考問題。

2)延遲評判原則限制在討論問題時過早地進行評判、對自以為不正確、不可行的設想迫不及待地提出批評意見或作出結論。美國心理學家試驗發(fā)現(xiàn)，推遲判斷，在集體思考問題時可多產(chǎn)生70％的新設想，在個人思考問題時可多產(chǎn)生90％的新設想。智力激勵會特別強調，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”。對設想的評判，應等到大家暢談結束后，再組織有關人士進行分析。

3)以量求質原則在設想問題時，越是增加設想的數(shù)量，就越有可能獲得有價值的創(chuàng)意。試驗表明，一批設想的后半部分的價值要比前半部分高78％。智力激勵法強調與會者要在規(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想，以大量的設想來保證質量較高的設想的存在。

4)綜合改善原則與會者積極參與知識互補、智力互激和信息增殖活動。任何一個人提出的新設想都構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?！叭齻€臭皮匠，頂個諸葛亮”。智力激勵會要求與會者要仔細傾聽他人的發(fā)言，注意在他人啟發(fā)下及時修正自己不完善的設想，或將自己的想法與他人的想法加以綜合，再提出更完善的創(chuàng)意或方案。

2．智力激勵法運用程序

1)智力激勵會的準備

(1)選擇會議主持人會議主持人應熟悉智力激勵法的基本原理和召開智力激勵會的程序及方法，有一定的組織能力。

(2)確定會議主題主持者與問題提出者一起分析研究，進一步明確本次會議所議論的單一主題。對復雜問題應進行分解，使會議主題目標明確和易于獲得方向一致的眾多設想。如以“電冰箱的新產(chǎn)品開發(fā)”為會議主題，可能設想過于分散，不如將此問題劃分為若干子問題，如“電冰箱的功能擴展”、“電冰箱的結構異樣化”、“電冰箱的外觀藝術造型”等，分別召開智力激勵會，以期達到用好此法的目的。

(3)確定參加會議人選會議人數(shù)以5~15人為宜。大多數(shù)與會者都是對議題熟悉的行家，盡量選擇一些對問題有實踐經(jīng)驗的人，這對提高會議的效果有利。

(4)提前下達會議通知

2)熱身活動智力激勵法安排與會者的“熱身”，目的是使與會者盡快進人“角色”。熱身活動所需的時間不長，可根據(jù)內(nèi)容靈活確定。熱身活動內(nèi)容有多種形式，如看一段有關創(chuàng)造的錄像，講一個創(chuàng)造技法靈活運用的小故事，或出幾道“腦筋急轉彎”之類的題目請大家回答。

3)明確問題目的是使與會者對會議所要解決的問題有明確的；全面的了解，以便有的放矢地去創(chuàng)造性思考。主持人介紹問題時應注意掌握簡明扼要原則和啟發(fā)性原則。簡明扼要要求主持人只向與會者提供有關問題的最低數(shù)量信息，切忌將背景材料介紹得過多，尤其不要將自己的初步設想也和盤托出。啟發(fā)性是指介紹問題時要選擇有利于開拓大家思路的方式。例如：針對革新一種加壓工具的問題，如果選擇“請大家考慮一種機械加壓工具的改進方案”這種表述方式，就把大家局限在“機械加壓”的技術領域。如果改為“請大家考慮一種提供壓力的改革方案”，則給與會者更廣闊的思路。

4)自由暢談智力激勵會最重要的環(huán)節(jié)，是決定智力激勵法成功與否的關鍵階段。要點是想方設法造成一種高度激勵的氣氛，使與會者能突破種種思維障礙和心理約束，讓思維自由馳騁，借助與會者之間的知識互補、信息刺激和情緒鼓勵，提出大量有價值的設想；對于智力激勵會的這一實質階段，與會者必須遵守會議規(guī)定的四項基本原則。

5)加工整理暢談結束后，會議主持者應組織專人對設想記錄進行分類整理，并進行去粗取精的提煉工作，如果已經(jīng)獲得解決問題的滿意答案，智力激勵會就完成了預期的目的。倘若在加工整理中還有懸而未決的事情，則還可以召開下一輪的智力激勵會。例：清除電線積雪問題的求解美國北方，冬季嚴寒，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。過去，許多人試圖解決這一問題，但都未能如愿以償。電訊公司經(jīng)理決定應用智力激勵法尋求解決難題的辦法，召開了智力激勵會，讓與會者自由暢談。有人提出設計一種專用的電線清雪機；有人想到用電熱來化解冰雪；也有人建議用振蕩技術來清除積雪。后來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。對于這個想法，大家心里盡管覺得滑稽可笑，但在會上也無人提出批評。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，每當大雪過后，出動直升飛機沿積雪嚴重的電線飛行，依靠高速旋轉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想，頓時又引起其他與會者的聯(lián)想，有關“除雪飛機”、“特種螺旋槳”之類創(chuàng)意，又被激勵出來。會后，公司組織專家對設想進行分類論證。專家們從技術經(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。在此基礎上，一種專門清除電線積雪的小型直升機也應運而生。智力激勵法局限性:

喜歡沉思的人無法表達表現(xiàn)力和控制力強的人會影響他人提出設想難于及時對眾多的設想進行評價和集中。二、書面集智法635法

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：

1)會議的準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)進行輪番默寫激智在會議主持人宣布議題(創(chuàng)造目標)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，每張卡片上標上1、2、3號，在每兩個設想之間留出一定空隙，好讓其他人再填寫新設想。在第一個5分鐘內(nèi)，要求每個人針對議題在卡片上填寫3個設想，然后將設想卡傳遞給右鄰的與會者。第二個5分鐘內(nèi)，要求每個人參考他人的設想后，再在卡片上填寫3個新的設想，這些設想可以是對自己原設想的修正和補充，也可以對他人設想的完善，還允許將幾種設想進行取長補短式的綜合，填寫好后再右傳給他人。

半小時內(nèi)傳遞6次，可產(chǎn)生108條設想。

3)篩選有價值的新設想從收集上來的設想卡片中，將各種設想，尤其是最后一輪填寫的設想進行分類整理，然后根據(jù)一定的評判準則篩選出有價值的設想三、函詢集智法（Delphi）

1、函詢集智的特點基本原理是借助信息反饋，反復征求專家書面意見來獲得新的創(chuàng)意。作法：選專家課題…專家1專家2專家n新調查表整理輸出調查表…書面回答1書面回答2書面回答n例：家用電器新產(chǎn)品開發(fā)課題的策劃某家用電器開發(fā)設計研究所為捕捉今后幾年的家電新產(chǎn)品課題，采用了函詢集智法。具體實施過程大體如下：

1)根據(jù)開發(fā)研究要求，選聘國內(nèi)外30位專家擔任函詢對象。

2)制訂“家用電器新產(chǎn)品開發(fā)課題函詢表”。表中列出家用電器基本類別，劃分出“重點考慮”、“一般考慮”和“暫不考慮”等級別，并對其含義作出相應的說明。

3)進行輪間反饋。第一輪函詢表寄發(fā)后，收到150個家電產(chǎn)品新設想，歸納整理成若干個新設想再次進行函詢。第二輪函詢表收回后，專家們將設想集中到重點考慮的課題45個。第三輪函詢后，專家把急需開發(fā)的重點家用電器產(chǎn)品集中到以下6類20種。

(1)洗衣機類：模糊洗衣機(帶測污傳感器的自動洗衣機)

能自動縮短洗滌時間的洗衣機輕便型洗衣機超聲波洗衣機；

(2)電冰箱類：能貯藏多品種的電冰箱貯藏藥品和化妝品的電冰箱間接用電的四門電冰箱；

(3)吸塵器類：無軟線型吸塵器自動行走型吸塵器天棚用吸塵器洗澡間用吸塵器；

(4)電熨斗類：無熱電熨斗無軟線電熨斗速冷卻電熨斗；

(5)炊具類：多功能電飯鍋固體電路微波灶自動調節(jié)功率的微波灶；

(6)保健美容類微型按摩器磁被褥簡易凈水器。根據(jù)專家反饋的設想，制定出家用電器產(chǎn)品重點研究開發(fā)計劃。函詢集智法特點：

1）不召集專家，書信征詢和回答，匿名。

2）便于發(fā)表新穎或獨特看法。

3）時間長

4）設想基于穩(wěn)重思考，可信、可行。

5）缺乏激勵創(chuàng)造的氣氛，高新穎性設想差。

2、函詢集智法的運用程序

1)專家選聘專家類型要精博結合。所選專家必須對函詢活動和主題有興趣，樂意承擔任務并能堅持始終。專家人數(shù)要根據(jù)欲解決問題的性質、規(guī)模和要求而定，從幾人到幾十人不等。

2)函詢調查表的編制所列問題盡可能分門別類，要求明確；要簡化，便于專家理解和填寫；要確定專家應答方式；不要先入為主地誘導專家按自己的設想作答。

3)函詢調查的組織函詢過程中要讓專家自由思考、獨立判斷。為保證函詢匿名的特點，只能將整理好的綜合設想反饋給專家，同時允許專家在后一輪回答中修改前一輪回答的意見或設想。

4)設想的加工整理對專家提出的設想在每一輪進行之后都要進行加工整理，最后一輪結果的加工整理更需要認真進行。常需統(tǒng)計分類，歸納概括，發(fā)展完善，最后評選出可供采用的新設想。群體集智法智力激勵法書面集智法函詢集智法635法德爾菲法智力風暴法系統(tǒng)分析法系統(tǒng)分析法設問探求法希望點列舉法形態(tài)分析法特性列舉法缺點列舉法一、設問探求法

1、設問探求的工具和特點提問能促使人們思考，提出一系列問題更能激發(fā)人們在腦海中推敲。大量的思考和系統(tǒng)的檢核，有可能產(chǎn)生新的設想或創(chuàng)意。創(chuàng)造活動離不開提出問題，。

設問探求法或檢核表法，可以克服不愿提問或不善提問的心理障礙。提出富有新意的問題，其本身就是一種創(chuàng)造。美國創(chuàng)造學家奧斯本

《發(fā)揮創(chuàng)造力》創(chuàng)意技巧

《新創(chuàng)意檢核用表》，以此作為提示人們進行創(chuàng)造性設想的工具。設問探求法從9個方面進行分項檢核，以促使設計者探求創(chuàng)意。

1)有無其他用途?

現(xiàn)有事物還有沒有新的用途?

或稍加改進能否擴大它的用途?

2)能否借用?

能否借用別的經(jīng)驗?

有無與過去相似的東西?

能否模仿點什么?

3)能否改變?意義顏色活動音響氣味式樣形狀等能否作其他改變?

4)能否擴大?

能否增加什么?

時間頻度強度高度長度

厚度附加價值材料能否增加?

能否擴張?

5)能否縮小?

能否減少什么?

再小點?

濃縮?

微型化?

再低些?

再短些?

再輕些?

省略?

能否分割化小?

能否采取內(nèi)裝?

6)能否代用

能否取而代之?

其他材料?

其他制造工藝?

其他動力?

其他場所?

其他方法?

7)能否重新調整?

可否更換條件?

用其他的型號?

用其他設計方案?

用其他順序?

能否調整速度?

能否調整程序?

8)能否顛倒過來?

可否變換正負?

顛倒方位?

反向有何作用?

9)能否組合?

混成品、成套東西是否統(tǒng)一協(xié)調?

單位、部分能否組合?

目的能否綜合?

主張能否綜合?

創(chuàng)造設想能否綜合?設問探求法被稱為“創(chuàng)造技法之母”，它適合各種類型和場合的創(chuàng)造性思考，主要基于以下幾點原因：

1)設問探求是一種強制性思考，有利于突破不愿提問的心理障礙。設問探求法順藤摸瓜式自問自答，比起隨機地東想西想來要規(guī)范些，目的性更強些。

2)設問探求是一種多角度發(fā)散性思考，廣思之后再深思和精思，是創(chuàng)造性思考的規(guī)律。從九個角度幫助你思考

3)設問探求提供了創(chuàng)造活動最基本的思路創(chuàng)造思路固然很多，但采用設問探求法這一工具，就可以使創(chuàng)造者盡快地集中精力朝提示的目標和方向思考。2、設問探求法運用要點

1)創(chuàng)造對象的分析分析產(chǎn)品的功能、性能、市場環(huán)境、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、消費者的愿望、同類產(chǎn)品的競爭情況等，以避免閉門造車式的設問思考。

2)探求思考的要求進行思考時要注意三個要點：其一，對每一條提問項目視為單獨的一種創(chuàng)造技法，如“有無其他用途”可視為“用途擴展法”，“能否顛倒”為“逆反思考法”；其二，結合其他創(chuàng)造技法運用，如“能否改變”一項，可結合缺點列舉法改變事物的缺點，結合特性列舉法將事物按特征分解后再思考如何改變；其三，要對設想進行可行性分析，盡可能地探求出有價值的新構思。例：自行車的新創(chuàng)意以自行車為創(chuàng)新設計對象，運用設問探求法提出有關自行車的新產(chǎn)品概念，結果如表所示。序號設問項目新概念名稱創(chuàng)意簡要說明1有無其它用途多功能保健改進自行車、組合式多功能家用健身器2能否借用自助借用機動車傳動原理，成為自助車3能否改變太空改變傳統(tǒng)形態(tài)，橢圓形鏈輪，設計出太空車4能否擴大新型鞍座擴大鞍座、舒適、儲物5能否縮小兒童兒童微型車6能否代用新材料新材料、輕便、高強度7能否重新調整長度可調調整前后輪距、縮小占地空間8能否顛倒可后退開發(fā)可后退自行車、方便使用9能否組合自行車水泵三輪小型水泵與自行車結合，方便農(nóng)村使用設計三輪自行車、供兩人同乘會議自行車青島市孫受鎮(zhèn)南莊村55歲的木匠吳培家用3個月時間造出了一輛木頭自行車。該車構件全部用木材制作而成，無一金屬部件，連接處也是用小木塞進行固定。二、缺點列舉法

1、運用缺點列舉法的基礎金無足赤，人無完人列舉分析現(xiàn)有事物的缺點，并提出改進設想，便可能創(chuàng)造，相應的創(chuàng)新技法就叫做缺點列舉法或改進缺點法。期望至善至美?？陀^現(xiàn)實與愿望之間的矛盾，是推動創(chuàng)造的動力，是缺點列舉法創(chuàng)新的客觀基礎。缺點列舉法發(fā)現(xiàn)事物的缺點，挑出毛病。

任何事物都有缺點，并不是所有的人都會尋找缺點。心理惰性，用不著再去“吹毛求疵”，“雞蛋里挑骨頭”。不愿去發(fā)現(xiàn)缺點，更不用說通過改進去搞創(chuàng)造了。應用缺點列舉法時，要有追求卓越的心理基礎；在明確需要克服的缺點后，就得有的放矢地進行創(chuàng)造性思考，并通過改進設計去獲得新的技術方案。2、掌握系統(tǒng)列舉缺點的方法

1)用戶意見法“上帝”提意見，這樣獲得的缺點對于改進企業(yè)產(chǎn)品或提出新產(chǎn)品概念最有參考價值。例：普通單缸洗衣機投放市場試銷并搜集用戶意見后，便可列舉這種洗衣機的缺點：

(1)功能單一，缺乏甩干功能；

(2)使用不便，需要人工進水排水

(3)洗凈度不高，衣領、袖口等處不易洗凈；

(4)混洗不同顏色的衣物容易造成互染；

(5)排水速度太慢，肥皂泡沫更難速排；

(6)衣物易絞結，不易快速漂洗。

2)對比分析法有比較才有鑒別，在對比中，很容易看到事物的差距，從而列舉出事物的缺點。應用對比分析，首先要確定具有可比性的參照物。如：列舉電冰箱的缺點，則應將同類型的多種電冰箱拿來比較。在比較時，還應確定比較的項目。對一般產(chǎn)品來說，主要是功能、性能、質量、價格等技術經(jīng)濟方面的比較。

3)設會列舉法召開缺點列舉會，是充分揭露事物缺點的有效方法。所謂缺點列舉會，專挑毛病分析會。

缺點列舉會的一般步驟是：

(1)由會議主持者根據(jù)創(chuàng)造活動需要，確定列舉缺點的對象和目標；

(2)確定會議人員(一般5～10人)，召開會議，發(fā)動與會者根據(jù)會議主題盡可能地列舉缺點，并將缺點逐條寫在預先準備好的小卡片上；

(3)對寫在卡片上的缺點進行分類整理，確定主要的缺點

(4)召開會議研討克服缺點的辦法。召開缺點列舉會時，應注意會議時間不宜太長，一般在一兩個小時之內(nèi)。會議研討的主題宜小不宜大。

3、缺點的分析和鑒別

缺點列舉法的目的不在列舉，而在改進，善于從列舉的缺點中分析和鑒別出有改進價值的主要缺點以作為創(chuàng)造的目標。分析和鑒別主要缺點，一般可從影響程度和表現(xiàn)方式兩方面人手。不同的缺點對事物的影響程度不同，如電動工具的絕緣性能差，較之其重量偏重、外觀欠佳來說要影響大得多，因為前者涉及人身安全問題。分析鑒別缺點，首先要從影響較大的方面出發(fā)，使提出的新設想、新建議或新方案更有實用價值。在缺點表現(xiàn)方面，既要列舉那些顯而易見的缺點，更要善于發(fā)現(xiàn)那些潛伏著的、不易被人覺察到的缺點。發(fā)現(xiàn)潛在缺點比發(fā)現(xiàn)顯在缺點更有創(chuàng)造價值。

例如，有人發(fā)現(xiàn)洗衣機存在著病毒傳染的缺點，提出了開發(fā)具有消毒功能的洗衣粉的新建議；針對普通洗衣機不能分類洗滌衣物的缺點，開發(fā)設計出具有分洗特點的三缸洗衣機。例：試列舉電冰箱的潛伏式缺點并提出若干創(chuàng)意解

1)列舉潛伏式缺點

(1)使用氟利昂，產(chǎn)生環(huán)境污染；

(2)使冷凍方便食品帶有李司德氏菌，可引起人體血液中毒、孕婦流產(chǎn)等疾病；

(3)患有高血壓的人不能給電冰箱除霜，因為冰水易使人手毛細管及小動脈迅速收縮，使血壓驟升，造成“寒冷加壓”現(xiàn)象，危及人身安全。

2)提出改進缺點的新設想

(1)針對第一個缺點，開發(fā)不用氟利昂的新型冰箱。國外正研制一種“磁冰箱”，這種電冰箱沒有壓縮機，采用磁熱效應制冷，不用有污染的氟利昂介質。工作原理：以鎵等磁性材料制成小珠并填滿一個空心圓環(huán)，當圓環(huán)旋轉到冰箱外側的半個環(huán)時受電磁場作用而放出熱，轉至冰箱內(nèi)側的半個環(huán)時則從冰箱內(nèi)吸取熱量，如此循環(huán)下去，即可保持冷凍狀態(tài)。美國埃姆斯實驗室最近研制出世界上第一臺能在室溫下工作的磁冰箱,這種利用磁熱效應制造的冰箱有朝一日將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的制冷系統(tǒng)。商業(yè)化還需要8年時間。

(2)針對冷凍食品帶菌問題，除從食品加工本身采取措施外，還可研制一種能消滅李司德氏菌及其他細菌的“冰箱滅菌器”，作為冰箱附件使用。

(3)對于“寒冷加壓”問題，一方面是告誡血壓高的人不要輕率地用手去除霜，另一方面改進冰箱的性能，從自動定時除霜、無霜和方便除霜等角度去思考。三、希望點列舉法

1、希望點列舉法的特點希望，就是人們心理期待達到的某種目的或出現(xiàn)的某種情況，是人類需要心理的反映。設計者從社會需要或個人愿望出發(fā)，通過列舉希望來形成創(chuàng)造目標或課題，在創(chuàng)新技法上叫做希望點列舉法。例：工業(yè)革命的飛速發(fā)展以及都市化進程的加快，在給人類帶來高度發(fā)達的物質文明的同時，也使地球的資源迅速減少，環(huán)境污染日益嚴重。越來越多的人呼喚著無污染又有益人體健康的新商品。提出了“綠色商品”的新概念，并開發(fā)出眾多的“綠色商品”去滿足人們的“綠色消費”?！熬G色商品”，是指那些從生產(chǎn)到使用、回收處置的整個過程符合特定的環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或損害極小，并利于資源再生回收的產(chǎn)品。根據(jù)“綠色消費”這一希望點，人們開發(fā)出多種多樣的綠色食品和生態(tài)產(chǎn)品?！熬G色食品”是安全、營養(yǎng)、無公害食品的總稱。罐裝礦泉水、野生植物罐頭、完全不使用任何除蟲劑及化學肥料的蔬菜水果及其制品、純凈的氧氣等，都是綠色食品家族中的佼佼者。“生態(tài)產(chǎn)品”是有利于保護生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)品。例：“生態(tài)冰箱”不再使用破壞大氣臭氧層的氟利昂；“生態(tài)汽車”不再使用污染環(huán)境的含鉛汽油。

2、社會需要分析社會需要是一種社會心理狀態(tài)，是人們各種心理欲望的集合，是人們?yōu)榱俗陨淼纳婧途S持社會的發(fā)展而對政治、經(jīng)濟、教育、文化、科技等方面產(chǎn)生的追求。社會需要：按需要對象不同，分物質需要和精神需要。按需要用途差別，分消費需要和生產(chǎn)需要。按需要產(chǎn)生時差不同，分現(xiàn)實需要和潛在需要。需要具有動態(tài)性，隨社會的發(fā)展而發(fā)展。人類社會早期，需要比較簡單，主要是生理需要和安全需要。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，需要越來越變得復雜，除物質需要不斷增長外，還產(chǎn)生了多種多樣的精神需要。需要是無止境的，未來人的需要將愈來愈多。需要不是孤立的，例：人們首先需要衣、食、住、行，就發(fā)展了紡織品、食品、住房及交通工具等，然后才考慮生產(chǎn)制造上述產(chǎn)品的紡織機械、食品機械、建筑機械、通用機械等工業(yè)設備。“消費需要推動生產(chǎn)需要，生產(chǎn)需要刺激消費需要”的相互作用模式。例：對住宅和公共建筑的大量需求，受到城鎮(zhèn)用地緊張的制約，高層建筑越來越多。高層建筑的出現(xiàn)，必然引伸出許多相關產(chǎn)品的創(chuàng)新設計，高層建筑施工機械的開發(fā)設計(塔吊、混凝土輸送機等)、高層建筑生活服務設施的開發(fā)設計(快速電梯、高樓低壓送水器、自動消防器、高樓清掃機等)。

“產(chǎn)生需要一創(chuàng)造一滿足需要”，是社會需要與創(chuàng)造之間最基本的聯(lián)系，也是社會需要導致創(chuàng)造的動力學基本模式。在運用希望點列舉法時，設計者可以通過各種渠道了解社會需要信息，尤其是與創(chuàng)新設計方面相關的信息。

3、希望的鑒別人們可列出多種希望，為收斂成少數(shù)能形成創(chuàng)造課題的希望點，有必要對人們的希望進行鑒別。

1)表面希望和內(nèi)心希望的鑒別人人都有表面希望和內(nèi)心希望。僅以表面希望來構思課題或方案，容易造成失誤，必須謹慎地進行鑒別，以列舉出真正的希望。例：醫(yī)療技術工程師，構思了一種具有套疊伸縮和連續(xù)旋轉功能的假臂。他宣揚，戴上他設計的假臂，可以伸到幾米高的地方，還能以優(yōu)越于天然手臂的方式使用螺絲刀。殘肢人看過他那先進的多功能假臂方案后，竟苦笑一聲揚長而去，為什么？工程師只了解殘肢人的表面希望，需要“技術先進的假臂”，而殘肢人內(nèi)心的真正希望是過正常人的生活，他們需要與正常人無異的假肢。

2)現(xiàn)實希望和潛在希望的鑒別家庭希望安全，汽車需要安全，對防盜產(chǎn)品便有需求。防盜鎖、防盜門窗等，是現(xiàn)實希望的產(chǎn)物。家用保險柜、電腦報警系統(tǒng)等創(chuàng)意或新產(chǎn)品，屬潛在希望的對象。

3)一般希望和特殊希望的鑒別“超豪華總統(tǒng)座車”設計，對特殊希望的滿足?！靶⌒图矣棉I車”設計，對一般希望的滿足。應著重考慮一般希望，因為由此形成的創(chuàng)造成果更容易得到社會的認可和接受，相應的市場容量也大一些。

4、希望點列舉會召開希望點列舉會，發(fā)動群體多方面捕捉。召開希望點列舉會搞創(chuàng)造的一船步驟與缺點列舉會基本相同，只是將思維由“缺點”換成“希望點”而已。四、特性列舉法美國創(chuàng)造學家克拉福德教授提出：“所謂創(chuàng)造就是要抓住研究對象的特性，以及與其他事物的替換”。

1．事物的三種特性要創(chuàng)新一臺電風扇，籠統(tǒng)地尋求創(chuàng)新整臺電風扇的設想，不知從何下手。將電風扇分解成若干要素分別創(chuàng)新求解。電動機扇葉立柱網(wǎng)罩風量外形速度電風扇分解要素如何找到事物的特性?按三方面進行特性分解：

名詞特性——整體、部分、材料、制造方法

形容詞特性——性質

動詞特性——功能

對每類特性中的具體性質，或者加以改變，或者加以延拓，即通過創(chuàng)造性思維的作用，去探索研究對象的一些新設想。

2、特性列舉法運用程序確定對象分析現(xiàn)狀掌握基本結構工作原理使用場合

創(chuàng)造對象確定、分析特性列舉、歸類整理名詞特性形容詞特性動詞特性特性整理、歸類運用特性創(chuàng)造性思考例：運用特性列舉法提出電風扇創(chuàng)新設計設想解：

1)分析現(xiàn)有的電風扇觀察待改進的電風扇，搞清其基本組成、工作原理、性能及外觀特點等問題。

2)對電風扇進行特性列舉

名詞特性整體：落地式電風扇；部件：電機、扇葉、網(wǎng)罩、立柱、底座、控制器；材料：鋼、鋁合金、鑄鐵；制造方法：鑄造、機加工、手工裝配。

形容詞特性性能：風量、轉速、轉角范圍；外觀：圓形網(wǎng)罩、圓形截面立柱、圓形底座；顏色：淺蘭、米黃、象牙白。

動詞特性功能：扇風、調速、搖頭、升降。

3)提出改進新設想

針對名詞特性進行思考：設想A：扇葉能否再增加一個?

即換用兩頭有軸的電動機，前后軸上裝相同的兩個扇葉，組成“雙葉電風扇”，再使電動機座能旋轉180°，從而使送風面達360°。設想B：扇葉的材料是否改變?

比如用檀香木制成扇葉，再在特配的中藥浸劑中加壓浸泡，制成含保健元素的“保健風扇”。設想C：調節(jié)風速大小和轉速高低的控制按鈕能否改進?

改成遙控式可不可以?能不能加上微電腦，使電風扇智能化?若能這樣，“遙控風扇”、“智能風扇”便脫穎而出。針對形容詞特性思考：設想A：能否將有級調速改為無級調速?

設想B：網(wǎng)罩的外形是否多樣化?

克服清一色的圓形有無可能?

橢圓形、方形、菱形、動物造型?“大廈式電風扇”的結構是不是挺有時代特征?

設想C：電風扇的外表涂色能否多樣化?

將單色變彩色，讓其有個性化特點，可能更吸引消費者。如果能采用變色材料，開發(fā)一種“迷幻式電風扇”，也給人以新的感受。針對動詞特性思考：設想A：使電風扇具有驅趕蚊子的功能。設想B：冷熱兩用扇，夏扇涼風，冬出熱風。設想C：消毒電風扇，能定時噴灑空氣凈化劑，消除空氣中的有害病毒，尤其適合大眾流通場合及醫(yī)院病房。設想D：理療風扇，它不僅能帶來涼意，而且能保健按摩，具有理療功能。作業(yè)：列出下列產(chǎn)品設計的特性，提出4、5設計的可能改進方案1、臺燈2、計算機桌3、越野自行車4、沙發(fā)床5、摩托車五、形態(tài)分析法

1、形態(tài)分析的特點

因素指構成某種事物的特性因子，相應的實現(xiàn)各功能的技術手段，則稱之為形態(tài)。因素和形態(tài)是形態(tài)分析中的兩個基本概念。

例：“控制時間”作為產(chǎn)品的一個基本因素，“手動控制”、“機械定時器控制”和“電腦控制”等技術手段，則為相應因素的表現(xiàn)形態(tài)。形態(tài)分析：

因素分解+形態(tài)綜合→最佳方案

因素分析邏輯上彼此獨立本質上是重要的數(shù)量上是全面的各因素形態(tài)分析列出可能的全部形態(tài)方案綜合形態(tài)學矩陣或綜合表方案評選最佳的可行方案新穎性先進性實用性2、形態(tài)分析法的運用程序因素為A、B、C，對應的形態(tài)分別為3、5、4個，則理論上可綜合出3×5×4＝60個方案。如A1一B2-C3為一組方案。在全體方案中，既包含有意義的方案，也包含無意義的虛假方案。形

態(tài)因素AA1A2A3BB1B2B3B4B5CC1C2C3

C4例：運用形態(tài)分析法探索新型單缸洗衣機的創(chuàng)意

1)因素分析從洗衣機的總體功能“洗滌衣物”，得到“盛裝衣物”、“分離臟物”和“控制洗滌”等分功能，作為形態(tài)分析的3個因素。

2)形態(tài)分析

對應分功能因素的形態(tài)，是實現(xiàn)這些功能的各種技術手段或方法。為列舉功能形態(tài)，應進行信息檢索，密切注意各種有效的技術手段與方法。在考慮利用新的方法時，可能還要進行必要的試驗，以驗證方法的可利用性和可靠性。

3個分功能中，“分離臟物”是最關鍵的功能因素，列舉其技術形態(tài)或功能載體時，要針對“分離”二字廣思、深思和精思，從多個技術領域(機、電、熱、聲等)去發(fā)散思考。

3)列形態(tài)學矩陣并進行方案綜合經(jīng)過一系列分析和思考，在條件成熟時即可建立起表所示的洗衣機形態(tài)學矩陣。理論上可組合出4×4×3＝48種方案。因素（分功能）形

態(tài)（功能解）1234A盛裝衣物鋁桶塑料桶玻璃鋼桶陶瓷桶B分離贓物機械摩擦電磁振蕩熱脹超聲波C控制洗滌人工手控機械定時電腦自控

4)方案評選方案1：A1—B1—C1是一種最原始的洗衣機。方案2：A1—B1—C2是最普及型單缸洗衣機。這種洗衣機通過電動機和V帶傳動使洗衣桶底部的波輪旋轉，產(chǎn)生渦流并與衣物相互摩擦，再借助洗衣粉的化學作用達到洗凈衣物的目的。方案3：A2—B3—C1是一種結構簡單的熱脹增壓式洗衣機。它在桶中裝熱水并加進洗衣粉，用手搖動使桶旋轉增壓，也可實現(xiàn)洗凈衣物的目的。方案4：A1—B2—C2所對應的方案，是一種利用電磁振蕩原理進行分離臟物的洗衣機。這種洗衣機可以不用洗滌波輪，把水排干后還可利用電磁振蕩使衣物脫水。方案5：Al—B4—C2是超聲波洗衣機的設想，即考慮利用超聲波產(chǎn)生很強的水壓使衣物纖維振動，同時借助氣泡上升的力使衣物運動而產(chǎn)生摩擦，達到洗滌去臟的目的。其他方案。。。。。。超聲波洗衣機的基本原理在洗衣桶1內(nèi)放人衣物、洗衣粉、水啟動電磁式氣泵4，壓力風經(jīng)氣泵送氣管5，風量調節(jié)器7和送氣管6至桶底部的空氣分散器2，產(chǎn)生微細氣泡，并在桶內(nèi)上升。微細氣泡相互碰撞，當逸出水面時破裂。氣泡破裂時產(chǎn)生50～30000Hz的超聲波，尤其是20000Hz以上的超聲波，可以產(chǎn)生很強的水壓，使衣物纖維振動，產(chǎn)生洗滌作用。在超聲波乳化作用的短時間內(nèi)，衣物的油脂或污垢被分離。氣泡上升的力將產(chǎn)生一個從中央向外側的回水流使衣物相互摩擦，并加強衣物與洗滌劑接觸，強化洗滌功效。風量調節(jié)器7有兩個作用：一是根據(jù)洗滌衣物種類和數(shù)量調節(jié)風量，二是通過送氣管控制洗衣桶內(nèi)產(chǎn)生的氣泡。轉換旋鈕8用來控制安裝在排水管3內(nèi)的閥門，進行洗滌和排水兩個工作狀態(tài)的轉換。定時器9用以控制洗衣機工作時間。根據(jù)超聲波洗衣機的工作原理可知，由于桶內(nèi)沒有轉動部件，所以衣物磨損輕，工作時無噪聲，節(jié)水節(jié)電，洗凈度高。作業(yè)：一、作出下列設計的形態(tài)學表

1、門鎖

2、迷你車二、運用形態(tài)分析表分析解決交通擁堵問題的方案系統(tǒng)分析法設問探求法希望點列舉法形態(tài)分析法特性列舉法缺點列舉法聯(lián)想類比法聯(lián)想類比法聯(lián)想法仿生法綜攝法類比法相似接近對比強制擬人直接象征因果原理結構外形信息擬人一、聯(lián)想法

聯(lián)想是從一概念想到他概念，從一事物想到他事物的一種心理活動或思維方式。由此及彼、由表及里，形象生動、無窮無盡。每個正常人都具有聯(lián)想本能。世間萬物或現(xiàn)象間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，有聯(lián)系就會有聯(lián)想。聯(lián)想不是想入非非，而是在已有的知識、經(jīng)驗之上產(chǎn)生的，它是對輸入頭腦中的各種信息進行加工、置換、聯(lián)接、輸出的思維活動，當然，其中還包含著積極的創(chuàng)造性想像。1、相似聯(lián)想相似聯(lián)想是從某一思維對象想到與它具有某些相似特征的另一思維對象的聯(lián)想思維?？赡苁切螒B(tài)上的，也可能是空間、時間、功能等意義上的相似。把表面差別很大，但意義上相似的事物聯(lián)想起來，更有助于將創(chuàng)造思路從某一領域引導到另一領域。傳統(tǒng)的金屬軋制方法如圖所示，兩軋輥反向同速轉動，板材一次成型。采用這種方法，由于一次壓下量過大，鋼板在軋制過程中極易產(chǎn)生裂紋。解決上述問題，日本技術員冥思苦想，當看到用搟面杖搟面，連續(xù)漸進、逐漸搟薄的過程，由此聯(lián)想，發(fā)明了行星軋輥，使金屬的延展分為多次進行，消除了鋼材裂紋，取得專利。美國工程師斯潘塞在做微波空間分布情況的試驗時，發(fā)現(xiàn)衣兜內(nèi)的巧克力被熔化。常溫下什么原因使巧克力熔化呢?

斯潘塞分析是微波使巧克力內(nèi)部分子發(fā)生振蕩，從而產(chǎn)生熱能。由此聯(lián)想到，微波能熔化巧克力，一定也會使其他食品由于內(nèi)部分子振蕩而受熱，通過聯(lián)想發(fā)明了微波爐。為提高汽油在氣缸中的燃燒效率，必須使汽油與空氣均勻混合。美國工程師道立安看到用噴霧器往身上噴灑香水形成均勻霧狀的形態(tài)而聯(lián)想到了使空氣和液體均勻混合的方法，從而發(fā)明了汽車化油器。繩扭曲能變短，巧妙地應用于實際機構中。一種利用纖維連桿將雙向轉動或擺動變換成直線往復運動的執(zhí)行元件。當主動件1雙向轉動時，通過齒輪2、3和4，分別使纖維連桿5和6縮短和伸長，從而帶動從動件7作直線往復運動。件8起補償作用。這種執(zhí)行元件具有傳遞柔軟運動的特征，將會應用于多種用途。

“同弧所對圓周角等于圓心角之半”這一數(shù)學定理，創(chuàng)造出倍角機構。當輸入桿1轉過β角時，輸出桿2便有2β角的運動輸出。但需滿足一定的幾何條件，即A、B兩點應位于以O為圓心、OC為半徑所確定的圓周上。該機構構造簡單，制造容易，價格低廉，可廣泛用于儀器儀表工業(yè)。這個定理人所共知，但能否將其靈活運用于機構運動學之中，發(fā)明出這種倍角機構，就需要人的創(chuàng)造性聯(lián)想。利用陀螺效應的磨削裝置陀螺效應，在外力矩作用下高速轉動的陀螺轉子，必然有相應的進動角速度，并產(chǎn)生相應的陀螺力矩，作用在對陀螺轉子施加外力的其他物體上。軸4+工件3+飛輪7→高速轉動，相當于陀螺自轉軸。電動機1+磨輪2→旋轉，磨輪2置于軸00與軸4間的適當位置，且與工件3接觸。工件3+電動機9→繞自身的軸線（陀螺自轉軸）轉動，陀螺力矩致使工件3與磨輪之間產(chǎn)生陀螺壓力，使工件一邊繞著磨輪2運動，一邊跟蹤并壓向磨輪，從而實現(xiàn)自動磨削。該裝在使用中幾乎不需要手工操作。夾角θ與飛輪自轉速度及質量分布等因素有關。兩臺電動機同向運轉可提高磨削速度。通過升高或降低軸4上飛輪7的位置以及改變電動機9的速度和飛輪的慣性矩均可調整工件壓到磨輪上的壓力。浸在稠油中的制動輪5用來防止軸4繞磨輪旋轉進給過快。6為容器，8為同速聯(lián)軸器。

章動齒輪的工作原理源于一個在桌面上繞圓周擺動的硬幣。章動傳動將重錘2與浮子1浮力的平衡原理以及將回轉運動變換成直線運動的運動變換原理加以聯(lián)想，巧妙組合，發(fā)明出簡單可靠的記錄儀。

浮子1的升降轉變?yōu)樾↓X輪3的轉動，從而帶動固接有記錄筆的齒條4移動，發(fā)條機構5驅動下作勻速轉動的卷筒紙上，就可得到液位升降記錄。圖示為液面升降自動記錄儀。

2、接近聯(lián)想接近聯(lián)想是從某一思維對象想到與它有接近關系的思維對象上去的聯(lián)想思維。接近關系：時間、空間、功能、用途、結構、形態(tài)上的接近俄國化學家門捷列夫在1869年宣布的化學元素周期表僅有63個元素。他將其按質量排列后，看到了空間位置的空缺，其空間位置的接近性使他產(chǎn)生聯(lián)想，進而推斷出空間位置有尚未被發(fā)現(xiàn)的新元素，并給出了基本化學元素屬性。美國發(fā)明家威斯汀豪斯一直希望解決火車的制動裝置。當他看到在挖掘隧道時，驅動風鉆的壓縮空氣是用橡膠軟管從數(shù)百米之外的空氣壓縮站送來的現(xiàn)象時，運用接近聯(lián)想，腦海里立刻涌現(xiàn)了氣動剎車的創(chuàng)意，從而發(fā)明了現(xiàn)代火車的氣動剎車裝置。這種裝置將壓縮空氣沿管道迅速送到各節(jié)車廂的氣缸里，通過氣缸的活塞將剎車閘瓦抱緊在車輪上，從而大大提高了火車運行的安全性，至今仍被廣泛采用。

3、對比聯(lián)想客觀事物之間廣泛存在著對比關系，諸如冷與熱、白與黑、多與少、高與低、長與短、上與下、寬與窄、凸與凹、軟與硬、干與濕、遠與近、前與后、動與靜等等。對比聯(lián)想就是由事物間完全對立或存在某些差異而引起的聯(lián)想。由于是從對立的、顛倒的角度去思考問題，因而具有背逆性和批判性，常會產(chǎn)生轉變思路、出奇制勝的良好效果。

l901年時的除塵器只能吹塵，飛揚的塵土令人窒息。英國人赫伯布斯運用對比聯(lián)想，吹塵不好，吸塵如何?

他用捂著手絹的嘴試著吸塵土，結果成功了，他繼而發(fā)明出帶有灰塵過濾裝置的負壓吸塵器。有人設計了一種銷子不作圓周運動的特殊的槽輪機構，裝置中銷子沿著特定路線移動。鏈輪1、2、3、4由鏈條7驅動，鏈條7上裝有銷子6，槽輪5上有兩條相隔180°的槽。該機構中，槽數(shù)、銷子數(shù)及鏈條長度均可改變，可適用于各種不同的目的，具有很大的靈活性。一般槽輪機構，其銷子的運動軌跡為一個圓，在使用上有一定的局限性，即槽輪的運動時間和靜止時間之比受到嚴格限制。如果銷子不作圓周運動，其運動的局限性能否改變?曲柄搖桿機構中，即使曲柄勻速轉動，搖桿擺動的角速度也并不均勻。工程中，有時希望搖桿能獲得近似均勻的角速度。曲柄搖桿機構是將主動件曲柄的勻速轉動變成從動件的變速運動，反過來，讓變速運動的搖桿作主動件，就可使曲柄作勻速運動，若不作整周轉動，即可得勻速擺動。圖示為輸出件近似勻速擺動的連桿機構。該連桿機構由兩個曲柄搖桿機構對稱串聯(lián)而成，前一機構中變速擺動的搖桿3正是后一機構中的主動件。該機構中輸出件1’能夠獲得120°～150°擺角的近似勻速的擺動運動，其角速度曲線如圖。旋轉式真空泵的示意圖。當偏心轉子按圖示方向轉動時，一端吸入空氣，則成為旋轉式真空泵；另一端排出空氣，則成為旋轉式壓縮機。這就是利用進與出的對比聯(lián)想。再進一步，改變其能量進出關系，即不驅動轉子，而將氣流作為動力源，則在轉子上獲得機械回轉動能。“運動”與“靜止”進行對比聯(lián)想并相互轉換圖示的制袋充填封口機中，卷筒薄膜1經(jīng)導輥至薄膜對折器2后，被縱向對折，然后由等速回轉的縱封輥4加壓熱合呈連續(xù)圓筒狀，并被牽引連續(xù)向下。物料經(jīng)料斗3進入已由橫封機構5封底的筒狀袋內(nèi)。橫封機構5既可完成前一袋的封口，也可完成后一袋的封底。裁切機構6切開連續(xù)的物料袋，物料袋靠自重落入回收部。此機構中，薄膜對折器固定不動，而卷筒薄膜連續(xù)運動，這種相對運動原理的應用，使制袋機構大為簡化，工作可靠性大大提高，廣泛用于包裝機械中。圖制袋充填封口機示意圖

4、強制聯(lián)想強制聯(lián)想法是綜合運用聯(lián)想方法而形成的一種非邏輯型創(chuàng)造技法，是由完全無關或親緣相當遠的多個事物及間接之間，牽強附會地找出其聯(lián)系的方法。強制聯(lián)想有利于發(fā)散思維，羅列眾多事物，再通過收斂思維分析事物的屬性、結構，將創(chuàng)造對象與眾多事物的特色點強行結合，能夠產(chǎn)生眾多奇妙的聯(lián)想。例如，椅子和面包之間的強制聯(lián)想，能引發(fā)出：面包—軟—軟呼呼的沙發(fā)；面包—熱—局部加熱的保健椅，如按摩椅、遠紅外保健椅等。電子表的基本功能是計時，但和小學生強制聯(lián)想后，則開發(fā)出小學生電子表，其功能也得到了開發(fā)和擴展：當秒表用，當計步器用，節(jié)日查詢、預告，課程表存儲，特別日期特別提示等。建筑師薩里受委托在紐約肯尼迪機場設計一座建筑。柚子那漂亮的外殼使他聯(lián)想到了與之風馬牛不相及的建筑，因而設計出了完全流線型式樣、把彎曲和環(huán)轉包涵其內(nèi)的世界一流建筑。二、類比法比較分析兩個對象之間某些相同或相似之點，從而認識事物或解決問題的方法，稱為類比法。“它山之右，可以攻玉”就是這種方法的生動寫照。類比法以比較為基礎。將陌生與熟悉、未知與已知相對比，這樣，由此物及于彼物，由此類及于彼類，可以啟發(fā)思路，提供線索，觸類旁通。采用類比法關鍵是本質的類似，并且不但要分析本質的類似，還要認識到它們之間的差別，避免生搬硬套，牽強附會。類比法需借助原有知識，但又不能受之束縛，應善于異中求同，同中求異。創(chuàng)造性的類比思維并不基于嚴密的推理，而是源于自由想像和超常的構思。類比對象間的差異愈大，其創(chuàng)造設想才愈富新穎性。1．擬人類比擬人類比是將人設想為創(chuàng)造對象的某個因素，設身處地想像，從而得到有益的啟示。擬人類比將自身思維與創(chuàng)造對象融為一體。在人與人關系中，設身處地地考慮問題；以物為創(chuàng)造對象時，投入感情因素，將創(chuàng)造對象擬人化，體驗問題，產(chǎn)生共鳴，從而悟出某些無法感知的因素。比利時布魯塞爾的某公園，采用擬人類比法對垃圾桶進行改進設計。德國化學家凱庫勒在探索苯分子結構時，全身心投入研究，朦朧中感情移入，感到自己就像個苯分子：原子排著長長的一隊，舞動著，回轉著，變幻著，忽而纖纖一線，忽而首尾相接，宛如蛇一樣。凱庫勒據(jù)此悟到了苯分子是碳原子的環(huán)結構，為有機化學理論奠定了基礎。2．直接類比

將創(chuàng)造對象直接與相類似的事物或現(xiàn)象作比較稱為直接類比。直接類比簡單、快速，可避開盲目思考。類比對象的本質特征愈接近，則成功率愈大。瑞士著名科學家皮卡爾原是研究大氣平流層的專家。在研究海洋深潛器的過程中，他分析海水和空氣都是相似的流體，因而進行直接類比，借用具有浮力的平流層氣球結構特點，在深潛器上加一只浮筒，讓其中充滿輕于海水的汽油，使深潛器借助浮筒的浮力和壓倉的鐵砂可以在任何深度的海洋中自由行動。物理學家歐姆將電與熱從流動特征考慮進行直接類比，把電勢比作溫度，把電流總量比作一定的熱量，終于首先提出了著名的歐姆定律。3．象征類比象征類比是直覺感知，并使問題關鍵顯現(xiàn)、簡化。文學作品、建筑設計多用此法。玫瑰花喻愛情，綠色喻春天，火炬喻光明，日出喻新生等。象征類比是借助事物形象和象征符號來比喻某種抽象的概念或思維感情。4．因果類比因果類比需要聯(lián)想，要善于尋找過去已確定的因果關系，善于發(fā)現(xiàn)事物的本質。兩事物間有某些共同屬性，根據(jù)一事物的因果關系推出另一事物的因果關系的思維方法，稱為因果類比法。加入發(fā)泡劑的合成樹脂，其中充滿微小孔洞，具有省料、輕巧、隔熱、隔音等良好性能。日本的鈴木運用因果類比例尺，聯(lián)想到在水泥中加入發(fā)泡劑，結果發(fā)明了一種具有同樣優(yōu)良性能的新型建筑材料——汽泡混凝土。廣東?？邓幤饭就ㄟ^研究發(fā)現(xiàn)，牛黃生成的機理是因為混進膽囊內(nèi)的異物刺激膽囊分泌物增多，日積月累形成膽結石。他們聯(lián)想到河蚌育珠的過程，由此作因果類比，在牛的膽囊內(nèi)植入異物，果然形成膽結石——牛黃。三．仿生法仿生法具有啟發(fā)、誘導、拓寬創(chuàng)造思路之功效

從自然界獲得靈感，再將其應用于人造產(chǎn)品中的方法，稱為仿生法。仿生法不是自然現(xiàn)象的簡單再現(xiàn)，而是將模仿與現(xiàn)代科技手段相結合，設計出具有新功能的仿生系統(tǒng)。這種仿生存在于創(chuàng)造思維的全過程中，它是對自然的一種超越。1．原理仿生蝙蝠用超聲波辨別物體位置的原理使人類大開眼界。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，蝙蝠的喉內(nèi)能發(fā)出十幾萬赫茲的超聲波脈沖。這種聲波發(fā)出后，遇到物體就會返射回來，產(chǎn)生報警回波。蝙蝠根據(jù)回波的時間確定距障礙物的距離，根據(jù)回波到達左右耳的微小時間差確定障礙物的方位。人們利用這種超聲波的探測本領，測量海底地貌、探測魚群、尋找潛艇、探測物體內(nèi)部缺陷、為盲人指路、找油等。

模仿生物的生理原理而創(chuàng)造新事物的方法稱為原理仿生法。模仿鳥類飛翔原理的各式飛行器；按蜘蛛爬行原理設計的軍用越野車等。烏賊靠噴水而前進，且十分迅速、靈活。人們模仿這一原理，制成了靠噴水前進的“噴水船”。這種噴水船由柴油機帶動軸流泵，軸流泵帶動的葉輪先將水吸入，再從船尾的噴水口把水猛烈噴出，靠反作用力推動船體向前行駛。

香蕉皮比梨皮、蘋果皮等其他水果皮要滑。人們研究發(fā)現(xiàn)，香蕉皮由幾百個薄層構成，且層間結構松弛、水分豐富，這就是香蕉皮比其他果皮要滑一些的原因。據(jù)此原理，人們發(fā)明了層狀結構的優(yōu)良的潤滑材料——二硫化鉬。2．結構仿生蒼蠅和蜻蜓是復眼結構，即在每一個小六角形的單眼中，都有一小塊可單獨成像的角膜。在復眼前邊，即使只放一個目標，但通過一塊塊小角膜，看到的卻是許多個相同的影像。人們仿照這種結構，把許多光學小透鏡排列組合起來，制成復眼透鏡照相機，一次就可拍出許多張相同的影像。

模仿生物結構取得創(chuàng)新成果的方法稱結構仿生法。比如，從鋸齒狀草葉到鋸子。蜂房的特殊的結構具有同樣容積下最省料的特點。經(jīng)研究，人們還發(fā)現(xiàn)蜂房單薄的結構還具有很高的強度，據(jù)此，人們發(fā)明了各種重量輕、強度高、隔音和隔熱等性能良好的蜂窩結構材料。法國園藝家莫尼哀看到盤根錯節(jié)的植物根系結構使植物根下泥土堅實牢固、雨水都沖不走的自然現(xiàn)象，用鐵絲做成類似植物根系的網(wǎng)狀結構，用水泥、碎石澆制成了鋼筋混凝土。海豚有流線型體型，其特殊的皮膚結構還具有優(yōu)良的減小水的阻力的作用。海豚皮膚分內(nèi)外兩層，外層薄且光滑柔軟，內(nèi)層為脂肪層，厚且富有彈性。當海豚游動時，在旋渦形成的壓力和振動下，皮下脂肪層呈波浪式運動，具有很好的消振作用，一定程度減少了高速運動時產(chǎn)生的旋渦。厚3.5mm，由三層橡膠組成。外層厚0.5mm，質地光滑柔軟，好像海脈皮外層。中層厚2.5mm，做有許多橡膠乳頭，乳頭之間充滿粘滯硅樹脂液體，富有彈性，好像吸振的脂肪層。里層厚0.5mm，為支承層。根據(jù)海豚皮膚結構的特點，制造了一種“人造海豚皮”3．外形仿生“船鰭”不僅減少了船舶傾覆的危險，而且還具有降低驅動功率、提高航速的作用。研究模仿生物外部形狀的創(chuàng)造方法稱外形仿生法。從貓、虎的爪子想到在奔跑中急停的釘子鞋；從鮑魚想到的吸盤等等。仿袋鼠行走方式，發(fā)明了跳躍運行的汽車4．信息仿生狗鼻子的嗅覺異常靈敏，人們據(jù)此發(fā)明了電鼻子。通過研究、模擬生物的感覺(包括視覺、嗅覺、聽覺、觸覺等)、語言、智能等信息及其存儲、提取、傳輸?shù)确矫娴臋C理，構思和研制出新的信息系統(tǒng)的仿生方法稱信息仿生法。電鼻子并不是狗鼻子的簡單再現(xiàn)，其靈敏性、耐久性和抗干擾性遠遠超過狗鼻子，應用前景十分廣闊。人們根據(jù)蛙眼的視覺原理，制成了“電子蛙眼”。響尾蛇的鼻和眼的凹部對溫度極其敏感，能對千分之一度的溫度變化作出反應。美國研制出對熱輻射非常敏感的視覺系統(tǒng)。根據(jù)水母“耳”腔內(nèi)有一帶小柄的球，在8～13Hz的風暴產(chǎn)生頻率傳來時，它便振動并刺激“耳”神經(jīng)。人們發(fā)明了風暴預警器。5．擬人仿生人腦頭蓋骨由八塊骨片組成，形薄、體輕，卻非常堅固。羅馬體育館的設計師將人腦頭蓋骨的結構、性能與體育館的屋頂進行類比，成功地建造了著名的薄殼建筑——羅馬體育館。通過模仿人體結構功能等進行創(chuàng)造的方法稱為擬人仿生法。隨著科學技術的不斷進步，具有各種功能的機器人逐漸進入了我們的生活之中。四．綜攝法1．原理和特點所謂綜攝法(Synectics

)這個詞出自希臘語，原意是指“把表面上看來不同而實際上有聯(lián)系的要素結合起來”。以已知的東西為媒介，將毫無關聯(lián)、完全不同的知識要素結合起來，從而獲得各種高質量的創(chuàng)造性設想，把這些創(chuàng)造性設想分門別類，整理歸納為一種條理分明、形成體系的全新的設想，進而從中攝取。1)

異質同化2．基本原則就是變陌生為熟悉的過程，是一種設法把自己初次接觸到的事物或新的發(fā)現(xiàn)聯(lián)系到自己早已熟悉的事物中去的思維方式。發(fā)明松軟橡膠制品的設想，將面粉發(fā)酵原理用于生產(chǎn)橡膠制品的工藝中，發(fā)明海綿橡膠。2)

同質異化就是變熟悉為陌生的過程，它是通過新的見解找出自己非常熟悉的事物中的異質觀點。英國醫(yī)生鄧祿普受到足球充氣的啟發(fā)，將橡膠輪胎內(nèi)充氣，對傳統(tǒng)方法進行徹底改革，這就是現(xiàn)代充氣輪胎的開端。尿道結石取出器的開發(fā)取出結石應有抓住、固緊、拉出等主要環(huán)節(jié)。發(fā)明者聯(lián)想到類比物——雨傘和氣球：收攏的雨傘細而長，便于伸人尿道，打開的雨傘即可抓住結石；吹氣球的方法即可打開雨傘，如圖c。為避免拉出結石時損傷尿道壁及直接接觸“氣球”，又進一步在前面加設第二個氣球作為開路物，兩氣球間充注凝膠，使結石包裹在凝膠中拉出。聯(lián)想類比法聯(lián)想法仿生法綜攝法類比法相似接近對比強制擬人直接象征因果原理結構外形信息擬人系統(tǒng)分析法設問探求法希望點列舉法形態(tài)分析法特性列舉法缺點列舉法群體集智法智力激勵法書面集智法函詢集智法635法德爾菲法智力風暴法第六節(jié)

設計實例一、現(xiàn)代設計的目標設計目標是設計對象——技術系統(tǒng)應具有的總體性能。按照前述的現(xiàn)代設計進程進行產(chǎn)品設計，應能達到以下設計目標：1、工效實用性

一般用系統(tǒng)總體的技術指標的形式提出，如產(chǎn)量、質量、精度等。2、系統(tǒng)可靠性

指系統(tǒng)在預定時間內(nèi)，在給定的工作條件下，能夠可靠地工作的概率。3、運行穩(wěn)定性

當系統(tǒng)的輸入量變化，或受干擾作用時，輸出量被迫離開原先的恒定值。在過渡到另一個新的靜止穩(wěn)定狀態(tài)的時間過程中，輸出量發(fā)生超過規(guī)定限度的變化，或產(chǎn)生非收斂性的變化，是系統(tǒng)穩(wěn)定或不穩(wěn)定的標志。4、人機安全性

采取一切措施，保證人身絕對安全，機器故障造成的損失最小。5、環(huán)境無害性

把機器對環(huán)境的噪聲、油液等污染減小到無害的程度。6、操作宜人性

操作者工作時心情舒暢，不易疲勞。機器操作維修方便。7、結構工藝性

系統(tǒng)的結構設計應滿足便于制造、加工、裝配、運輸、安裝、維修等工藝要求。8、技術經(jīng)濟性

一般從兩方面進行評價：一是評價一次投資變?yōu)橄到y(tǒng)或設備時，不同設計方案的經(jīng)濟性比較；一是評價保持系統(tǒng)或設備正常運行時，資源利用的合理性和運行費用的經(jīng)濟性比較。9、造型藝術性

在保證功能的前提下，造型合乎藝術規(guī)律，使人產(chǎn)生美感和時代感。10、設計規(guī)范性

設計成果遵從國家政治經(jīng)濟政策法規(guī)，符合國家的技術規(guī)范和法令，貫徹三化。二、設計實例——專門化數(shù)控磨床方案設計某單位要求設計專門化數(shù)控磨床。磨削加工直徑ф150~250mm，加工長度150~300mm，磨削裕量小于0.15mm的圓柱凸輪形工件。生產(chǎn)率為16h/件，表面粗糙度達到Ra0.4μm，加工精度0.1mm，要求工作可靠、外形美觀、性能價格比適中。經(jīng)初步協(xié)商，擬定設計任務書如表2-10所示。1、明確設計任務

成立并行設計組，經(jīng)各業(yè)務部門信息集約，訪問用戶，調研預測，使用5W2H法，進一步研究設計任務，在全面考慮可行性的基礎上，提出可行性報告和設計目標如表2-11所示。經(jīng)雙方協(xié)商通過。2、方案設計（1）識別功能

主要功能是磨削經(jīng)過銑削并熱處理后的高硬度類凸輪曲線。功能原理圖見圖2-12

圖2-12專門化磨床功能原理圖

（2）尋求解答

作出功能載體形態(tài)矩陣?？紤]最優(yōu)配置，組合為若干個原理方案見表2-12。（3）評價決策

作出評價目標樹如圖2-13。作出評價表2-13。評價結果：方案I、II經(jīng)濟指標差，方案III技術指標待改進。圖2-13專門化磨床評價目標樹

六、創(chuàng)新設計的最新技術——TRIZ理論

1、TRIZ定義

1）TRIZ的產(chǎn)生

TRIZ（TheoryofInventive