第四章-創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論：創(chuàng)新思維-(下)

第二節(jié)創(chuàng)新原理內(nèi)容綜合創(chuàng)新原理分離創(chuàng)新原理移植創(chuàng)新原理逆向創(chuàng)新原理價(jià)值優(yōu)化原理已知已知事物A已知事物B

……已知新事物綜合一、綜合創(chuàng)新原理例一：同步帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)承載能力大有沖擊

無沖擊承載能力小同步帶傳動(dòng)無沖擊,承載能力大

綜合例二：機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)械技術(shù)電子技術(shù)液壓技術(shù)氣動(dòng)技術(shù)光、熱、聲計(jì)算機(jī)技術(shù)控制技術(shù)綜合機(jī)器人數(shù)控機(jī)床自動(dòng)點(diǎn)鈔機(jī)已知已知事物A已知新事物B或C分離例一：數(shù)值積分求面積例二：有限元方法二、分離創(chuàng)新原理例三：自由女神像原身遺物紀(jì)念品百年之后，分化、腐蝕嚴(yán)重政府出資翻修200噸垃圾招標(biāo)處理環(huán)保無人投標(biāo)商人斯塔克“自由女神像原身遺物紀(jì)念品”廢料分類開發(fā)設(shè)計(jì)廢料廢銅——自由女神像水泥塊——工藝品木塊——工藝品廢鉛——紀(jì)念尺廢鋁——紀(jì)念尺研究社會(huì)心理/4170.html例四：組合家具摒棄了結(jié)構(gòu)固化的模式?；w為組件，再由組件構(gòu)成整體。20多種構(gòu)件，可拼裝成數(shù)百種不同款式。例五：組合機(jī)床組合夾具模塊化機(jī)床

將某個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域中的原理、技術(shù)、方法等，應(yīng)用或滲透到其它學(xué)科、領(lǐng)域中，為解決某一問題提供啟迪、幫助的創(chuàng)新方法。移植原理移植技術(shù)移植方法移植結(jié)構(gòu)移植材料移植三、移植創(chuàng)新原理例一：植物根系的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)——鋼筋混凝土

法國(guó)園藝師莫尼埃園藝師發(fā)明鋼筋混凝土

莫尼埃的溫室里需要許多大花盆。當(dāng)時(shí)買不到這么大的瓦盆，用木盆價(jià)格又太貴，他用水泥做了一些大花盆。

莫尼埃在他來回搬運(yùn)花盆的時(shí)候，許多花盆裂開了?！霸趺床拍苁够ㄅ璨涣涯?”莫尼埃時(shí)刻思考著。

1865年的一天，他不小心打碎了一個(gè)花盆，花盆碎了，但盆中的泥土卻抱成一團(tuán)，完好如初，好像比水泥還結(jié)實(shí)。這使他很驚奇。他弄碎泥土，仔細(xì)觀察，原來是植物的根系在泥土中曲屈盤繞，相互勾連，交叉成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使松散的泥土抱成了堅(jiān)實(shí)的一團(tuán)。莫尼埃馬上聯(lián)想到，如果在水泥中預(yù)先放入一些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鐵絲，就可以增強(qiáng)花盆的牢固程度。他馬上動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)，制成了牢固的花盆。后來，他又用這個(gè)方法建造了一個(gè)貯水池。

一天，一位建筑工程師到花園來看花，看到了莫尼埃的水泥花盆、水池，大為驚訝，鼓勵(lì)他把這種技術(shù)用到工程上。莫尼埃的思路大開，既然可做花盆，當(dāng)然也可做其他建筑材料。莫尼埃在l867年申請(qǐng)專利，得到社會(huì)的承認(rèn)。1875年，他主持建造了16米長(zhǎng)的世界上第一座鋼筋混凝土大橋，取得了成功，為鋼筋混凝土的普及推廣鋪平了道路。如果沒有鋼筋混凝土的問世，就沒有今天各式各樣的高樓大廈。創(chuàng)造性思維：創(chuàng)造原理：移植

聯(lián)想思維從根系到花盆從花盆到建筑材料移植原理移植技術(shù)移植方法移植結(jié)構(gòu)移植材料移植例二：激光技術(shù)——激光加工

例三：高溫陶瓷——用來制造耐腐蝕、耐高溫零件

渦輪機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸套等

（技術(shù)移植）（材料移植）烤面包原理烤面包時(shí),由于面包內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體,使面包體積膨脹,變得松軟可口。食品加工：發(fā)泡面發(fā)泡餅畜牧業(yè)：發(fā)酵泡沫飼料隔熱品：發(fā)泡橡膠包裝、運(yùn)輸、保溫、隔聲：發(fā)泡塑料超輕型紗布代用品：發(fā)泡樹脂采光材料：發(fā)泡玻璃例四：（原理移植）例五：縫衣服的線——專用的手術(shù)線衣服鞋帽上的拉鏈——“手術(shù)拉鏈”完全取代用線縫合的傳統(tǒng)技術(shù)，比針線縫合快10倍，且不需要拆線，大大減輕了病人的痛苦。（結(jié)構(gòu)移植）

運(yùn)用要點(diǎn)在運(yùn)用移植創(chuàng)新技法時(shí)，一般有以下兩種思路：

1．成果推廣型移植成果推型移植就是把現(xiàn)有科技成果向其他領(lǐng)域鋪展延伸的移植，其關(guān)鍵是在搞清現(xiàn)有成果的原理、功能及使用范圍的基礎(chǔ)上，利用發(fā)散思維方法尋找新載體。

2．解決問題型移植從研究的問題出發(fā)，通過發(fā)散思維，找到現(xiàn)有成果，通過移植使問題得到解決。

逆向創(chuàng)新是從反面，從構(gòu)成要素中對(duì)立的一面思考，將通常思考問題的思路反轉(zhuǎn)過來。例一：司馬光砸缸

通常思路：孩子水

逆向思路：孩子水四、逆向創(chuàng)新原理例二：電磁效應(yīng)

已有思路：1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。電

磁

逆向思路：1831年，英國(guó)科學(xué)家法拉第自問：“磁能不能產(chǎn)生電呢？”發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

磁

電

電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)滾動(dòng)軸承液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承磁懸浮軸承例二：新型電風(fēng)扇的發(fā)明創(chuàng)造的原點(diǎn)：使空氣流動(dòng)基本功能創(chuàng)造的起點(diǎn)：用葉片攪動(dòng)空氣手段和方法臺(tái)扇吊扇落地扇薄板振動(dòng)新型電風(fēng)扇▲當(dāng)形成了創(chuàng)造的起點(diǎn)以后，它容易變?yōu)橐环N思維定勢(shì)?！?dāng)從這一起點(diǎn)開始找不出解決問題的道路時(shí)，要回到創(chuàng)造的原點(diǎn)去，另辟蹊徑，開辟新的創(chuàng)造起點(diǎn)?！a(chǎn)品的功能（性能）——產(chǎn)品的成本（價(jià)格）——產(chǎn)品的價(jià)值（性能價(jià)格比）五、價(jià)值優(yōu)化原理CFV=功能不變功能不變，降低成本，從而提高價(jià)值成本不變，提高功能，從而提高價(jià)值功能略有降低，成本降低更多，從而提高價(jià)值成本略有提高，功能提高更多，從而提高價(jià)值成本下降，功能提高，從而大幅度提高價(jià)值價(jià)值優(yōu)化的途徑第三節(jié)創(chuàng)新技法內(nèi)容設(shè)問創(chuàng)新法列舉創(chuàng)新法形態(tài)分析創(chuàng)新法仿生創(chuàng)新法智力激勵(lì)創(chuàng)新法針對(duì)已知事物系統(tǒng)地羅列問題，然后逐一加以研究，多方面擴(kuò)展思路，從該事物萌生出許多新的設(shè)想的一種創(chuàng)新方法。已知事物能否移植能否引申能否改變能否放大或縮小能否增加或減少能否替代能否重組能否顛倒能否組合一、設(shè)問創(chuàng)新法能否移植？能否引申？拉鏈

最初只用在鞋上椅子躺椅、搖椅、轉(zhuǎn)椅移植到服裝和提包上能否改變？尖頂從動(dòng)桿平底從動(dòng)桿滾子從動(dòng)桿這里面可能是個(gè)什么機(jī)構(gòu)？曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿主動(dòng)擺動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)能否放大或縮??？能否增加或減少？臺(tái)燈落地?zé)襞勘乇话愕倪B桿機(jī)構(gòu)有運(yùn)動(dòng)副間隙精度低制作麻煩柔順機(jī)構(gòu)沒有運(yùn)動(dòng)副間隙精度高制作容易能否增加或減少？用于微動(dòng)場(chǎng)合能否顛倒?從反面去考慮現(xiàn)有事物。能否因果顛倒、作用顛倒、位置顛倒、工藝方法顛倒？吹塵器吸塵器除塵器能否重組?能否組合?復(fù)合眼鏡平光鏡花鏡近視鏡花鏡近視鏡平光鏡還有什么例子？針對(duì)已知事物列舉其缺點(diǎn)，然后逐一加以研究如何克服，從而創(chuàng)新。列舉創(chuàng)新法缺點(diǎn)列舉法希望點(diǎn)列舉法特性列舉法二、列舉創(chuàng)新法缺點(diǎn)列舉法實(shí)施步驟：對(duì)事物的缺點(diǎn)進(jìn)行羅列對(duì)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，確定創(chuàng)新目標(biāo)，提出改進(jìn)方案對(duì)多個(gè)改進(jìn)方案進(jìn)行比較、評(píng)價(jià)，選擇出實(shí)施方案

市場(chǎng)調(diào)研，聽取用戶意見與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)產(chǎn)品對(duì)比傳統(tǒng)電冰箱的缺點(diǎn)：

▲使用氟利昂，釋放到大氣中會(huì)破壞臭氧層▲冷凍食品帶有李司德氏菌，會(huì)引起人體血液中毒、孕婦流產(chǎn)▲有高血壓者不能給冰箱除霜（毛細(xì)血管迅速收縮）新的制冷原理研究，開發(fā)新型冰箱，不使用氟利昂冰箱滅菌器自動(dòng)定時(shí)除霜希望點(diǎn)列舉法分析社會(huì)需求和用戶意愿，通過列舉需求來創(chuàng)新。實(shí)施步驟：對(duì)事物的希望點(diǎn)進(jìn)行羅列對(duì)希望點(diǎn)進(jìn)行鑒別，要符合以下四項(xiàng)原則：

科學(xué)性原則先進(jìn)性原則可能性原則市場(chǎng)性原則

市場(chǎng)調(diào)研，聽取用戶意見發(fā)揮設(shè)計(jì)者的美好想像電動(dòng)機(jī)扇葉網(wǎng)罩立柱底座控制器部件鋼鋁合金鑄鐵塑料材料鑄造注塑機(jī)加工手工裝配制造方法風(fēng)量轉(zhuǎn)速擺角范圍性能圓形網(wǎng)罩圓截面立柱圓形底座圓形按鈕外觀深藍(lán)淺藍(lán)顏色扇風(fēng)調(diào)速擺頭升降動(dòng)作電動(dòng)機(jī)扇葉立柱……控制器部件雙頭電動(dòng)機(jī)，兩頭吹加微電腦，智能風(fēng)扇鋼……扇葉：檀香木？材料動(dòng)作無級(jí)調(diào)速？扇風(fēng)調(diào)速……冷暖切換一鍵通抽屜式抗菌水箱易拆洗布簾廣角送風(fēng)12小時(shí)超長(zhǎng)定時(shí)負(fù)離子清新空氣光觸媒凈化殺菌功能

空調(diào)性能圓形網(wǎng)罩圓截面立柱圓形底座圓形按鈕外觀深藍(lán)淺藍(lán)顏色三、形態(tài)分析創(chuàng)新法洗衣機(jī)形態(tài)學(xué)矩陣因素（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(jī)械摩擦電磁振蕩熱脹超聲波C控制洗滌人工手控機(jī)械定時(shí)電腦自控A1-B1-C1最原始的洗衣機(jī)A1-B1-C2普及型單缸洗衣機(jī)A2-B3-C1簡(jiǎn)單的熱脹增壓式洗衣機(jī)電磁振蕩洗衣機(jī)A1-B2-C2超聲波洗衣機(jī)的設(shè)想A1-B4-C2四、仿生創(chuàng)新法生物器官的功能和結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，具有天然的合理性。通過對(duì)生物特性、功能、結(jié)構(gòu)的分析和類比、模擬，得出創(chuàng)造性方案的創(chuàng)新方法。仿生創(chuàng)新法原理仿生法結(jié)構(gòu)仿生法功能仿生法1809-1882例：響尾蛇——紅外跟蹤響尾蛇導(dǎo)彈原理仿生法響尾蛇

肉食性，喜食鼠類、野兔等。主要分布于美洲。

體長(zhǎng)1.5～2

米。遇到敵人時(shí)迅速擺動(dòng)尾部，每秒可擺動(dòng)40～60

次，并長(zhǎng)時(shí)間發(fā)出響亮的聲音，使敵人不敢近前，故稱為響尾蛇。

在眼和鼻孔之間有頰窩，是熱能的靈敏感受器，可用來測(cè)知周圍敵人和獵物的準(zhǔn)確位置。

響尾蛇導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)空對(duì)空導(dǎo)彈。紅外裝置可以引導(dǎo)導(dǎo)彈追蹤熱的目標(biāo)，彈長(zhǎng)近3米，速度是音速的2.5倍，最大射程18公里。1983年停產(chǎn)，被更先進(jìn)的導(dǎo)彈取代。體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，“發(fā)射后不用管”。結(jié)構(gòu)仿生法例：蜂房結(jié)構(gòu)理論值蜜蜂值理論值蜜蜂值壁厚

0.071～0.075mm蜂房容積0.25cm3蜂房結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：▲

同樣容積下最省料▲強(qiáng)度好蜂房式結(jié)構(gòu)材料功能仿生法例：

仿生機(jī)械手指OBCDEFSA12345＝3×5－2×7＝1F＝3n－2pL－pH仿生學(xué)（Bionics）仿生學(xué)是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學(xué)，它是在上世紀(jì)中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學(xué)。

仿生學(xué)研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理，并將這些原理移植于工程技術(shù)之中，發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機(jī)器，創(chuàng)造新技術(shù)。

從仿生學(xué)的誕生、發(fā)展，到現(xiàn)在短短幾十年的時(shí)間內(nèi)，它的研究成果已經(jīng)非?？捎^。

仿生學(xué)的問世開辟了獨(dú)特的技術(shù)發(fā)展道路。五、智力激勵(lì)創(chuàng)新法通過召開智力激勵(lì)會(huì)來創(chuàng)新。也稱為頭腦風(fēng)暴法。1938年，美國(guó)人奧斯本頭腦風(fēng)暴：精神病理學(xué)術(shù)語，指精神病人的胡思亂想。借用來形容創(chuàng)造性思維的自由奔放。激智集智激智會(huì)議要遵循的原則：▲

自由暢想原則解放思想、大膽想象、暢所欲言、不懼權(quán)威、不允許批評(píng)別人的設(shè)想、不搞少數(shù)服從多數(shù)▲延遲評(píng)判原則不過早下結(jié)論，既不肯定，也不否定?！粤壳筚|(zhì)原則多而廣地提出新建議，越是增加設(shè)想的數(shù)量，越可能獲得有價(jià)值的創(chuàng)意。集智會(huì)議要遵循的原則：▲綜合改善原則“三個(gè)臭皮匠，湊成一個(gè)諸葛亮”閑篇例子：電纜線積雪問題美國(guó)北方