搜索
1第六章创新技法创新技法是创新方法、创新经验及创新技巧的总称。创新技法主要研究在发明创造过程中分析解决问题，形成新设想、产生新方案的规律、途径、手段和方法，目的在于拓展创造性思维的深度和广度，提高创造活动的成效，缩短创造探索过程。常用的个体创新方法有组合法、类比法、移植法、联想法、设问法等。常用的集体创新方法有头脑风暴法、综摄类比法等。2第一节组合法组合法是一种在整体目标确定下，通过不同原理、不同技术、不同方法、不同事物、不同产品和不同现象的组合，获得发明设想的创新技法。一般认为，发明创造大致有两条基本途径：一条是原创性的发现和发明，另一条是把已有或已知的事物进行组合。常用的组合发明法有成对组合、辐射组合、形态分析法。3成对组合是将两种不同的技术因素组合在一起的创新方法。依据组合的因素不同主要分为：材料组合、用品组合、机器组合、技术原理组合等等。一、成对组合4（1）材料组合一般是对现有的原料不满意或希望它能满足某种要求，与另一种不同性能的材料组合起来，从而获得新材料，如结构、性能和应用等方面上的不同。例：将金属A和B按各种不同的比例混合，当达到某一比例时，其熔融点比A与B各自的熔融点都低，既低熔点共熔结晶现象。焊锡就是利用这一原理，实现了铅和锡的低熔点共熔现象。铅和锡的熔点分别为327℃和232℃，然而铅和锡混合后的熔点为183℃（即焊锡）。熔点低了，需要的电烙铁的温度低了，使用安全了，能量消耗少了等效果。5（2）产品组合常将两个或两个以上的产品组合成一个新的产品，使之具有两个或两个以上产品的功能，使用方便，世界万物，产品数不尽，可供我们广泛的进行组合。例：生活中如带电子表的圆珠笔，带收音机的台灯，有起罐头功能的水果刀等；生产中发动机或发电机同各种机械、工具相组合，形成了许多新的动力机械，如潜水泵等。今天，计算机又与各种机械相组合，形成了许多新型的智能自动化机械。6（3）机器的组合在完成一项工作时，需要两种或两种以上的机器来完成，或完成前后相接的两道工序需要两台设备，若将他们结合在一起，以减少设备的数量、提高效率的组合。例：组合机床，完成几道工序的加工。如镗铣床，现代加工中心。7（4）技术原理组合将两种或两种以上的技术原理相组合，形成新的技术。例1：超声波研磨法、超声波切割法、超声波清洗零件法等，超声波是一项技术，研磨、切割和清洗又是一项技术，组合在一起就形成的新的技术。例2：有的组合是以某一特定对象为主体，通过置换或插入其他技术导致创新的方法，如在音响设备上加上麦克风的功能出现了卡拉OK机，彩电设备中加上录放装置产生了录像机，洗衣机中插入了甩干装置，出现了全自动漂洗与甩干的功能等。8二、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方法。辐射组合的中心点是新技术，如果一项新技术具有明显的优点，为人们所喜爱，就可以考虑用辐射组合来开发新产品，如单片机、生物技术。启示：要把一个专业方向的技术学好、学精、学透，以便向其他方面辐射。运用技术辐射法时，要密切注视某些带有“焦点”性质的高新技术，因为以它为中心向应用领域辐射组合，更容易捕捉到全新概念，更有机会开创新的“朝阳产业”。9例1：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、电炉、电饭堡、洗碗机、电热毯、抽油烟机、电烤箱、电取暖器、电子游戏机、电吹风等等。例2：以单片机技术为焦点向家用电器领域推广，将会有什么新发明呢？智能式全自动洗衣机、智能式遥控电风扇、智能式安全热水器等等，向控制领域推广，与传感器结合，新型的控制系统。10例3：以红外技术为思维中心向外辐射组合，看看能获得哪些新产品创意。什么是红外线呢？红外线又叫红外光，它和紫外线、可见光一样，都是电磁波。红外线的波长在0.7－1000微米之间。根据波长的不同，红外线又分为近红外线、中红外线和远红外线。自然界里任何固体和液体在其温度大于绝对零度（即一273℃）时，都会辐射红外线。在家庭日用产品领域中，如远红外辐射取暖器，红外线电吹风。红外电子狗，是一种家用报警器，它内装红外传感器，当红外线传感器捕捉到人的体温时，便立即发出持续几秒的报警声。11三、形态分析组合（形态分析法）将创新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。12形态分析组合的一般步骤：①明确问题：说明所要解决的问题或所要实现的功能。②要素分析：分析创新对象的基本组成要素（组成部分）③形态分析：寻找每个要素的可能解决方案（即形态）④形态组合。根据对创新对象的总体功能要求，分别把各要素的各形态一一加以排列组合，形成组合表，以获得所有可能的组合设想。⑤评价、选择最合理的具体方案：依据新颖性、技术先进性、实用性和经济性等指标，选出少数较好的设想后，通过进一步具体化，最后选出最佳方案。13例：设计一种在火车站内运货的货车。明确问题：设计火车站的运货车。要素分析：根据对货车的功能要求和现有的技术件，可以把问题分解为：驱动方式、行走方式和制动方式三个基本因素。形态分析：对每个因素列出几种可能的形态。驱动方式：有柴油机、蓄电池电机和汽油机。行走方式：有轮式和履带式（轮式中轮子的数量有三轮、四轮、多轮）。制动方式：有电磁制动、脚踏机械制动、手控机械制动。14编制其形态矩阵表基本要素与各要素对应的各种形态123驱动方式汽油机柴油机蓄电池电机制动方式电磁制动脚踏制动手控制动轮子数量三轮四轮六轮形态组合：将各种形态组合成多种组合方案由上表可见，火车站运货的机动车的组合方案总数为N＝3×3×3＝27个方案优选：按经济、安全、可靠、省力、无污染等技术指标进行分析、评价，比较、决策，确定的方案为：蓄电池电机驱动的、电磁制动控制的四轮机动车。15形态分析组合的特点：不是创新者的直觉和想象，而是依靠创新者认真、细致、严谨的工作及精通与发明课题有关的专门知识；有较高的实用价值。不仅运用于发明创新，而且也适用于管理决策，科学研究等方面。16第二节联想法联想就是由一事物想到另一事物的心理现象。这种心理现象不仅在人的心理活动中占据重要地位，而且在回忆、推理、创造的过程中也起着十分重要的作用。许多新的创造都来自于人们的联想。联想的方法分为：接近联想、对比联想、相似联想、和强制联想等。17一、接近联想接近联想是指人们对在空间或时间上接近的事物，容易由一事物想到另一事物，创新者在时间、空间上联想到比较接近的事物，从而设计新的项目。例：日本的田熊常吉，发明了一种新式的田熊式锅炉，最初的创新设想就是从人体“血液循环”知识联想而来的。18二、对比联想创新者由某一事物的感知和回忆引起跟它具有相反特点的事物的回忆，从而设计出新项目的方法。A：从性质属性对立角度进行对比联想：如圆珠笔的改进，1945年问世后，一般写到20万字时就出现漏油现象，日本的中田藤三郎从属性对立的角度进行思考，设计的圆珠笔在书写20万字后，刚好用完。B：从优缺点角度进行对比联想：发明者在从事发明设计时，既看到优点，看到长处，又要想到缺点，想到短处，反之亦然。19C：从结构颠倒角度进行对比联想：从空间考虑，前后、左右、上下、大小的结构，颠倒着进行联想。例：日本索尼公司的工程师，运用对比联想，由大彩电开始进行对比联想，制成薄型袖珍电视机，显象管只有16.5毫米。D：从物态变化角度进行对比联想：即看到从一种状态变为另一种状态时，联想与之相反的变化。例：18世纪，法国的拉瓦西用把金刚石锻烧成CO2的实验，证明了金刚石的成分是碳。1799年，摩尔沃成功地把金刚石转化为石墨。金刚石既然能够转变为石墨，用对比联想来考虑，那么反过来石墨能不能转变成金刚石呢？用石墨制成了人造金刚石。主要做磨料，切削刀具、钻井用的钻头。20三、相似联想相似联想是对相似事物的联想，又可称类似联想，这种联想也可运用到创造发明过程中来，进行创造发明。例：1957年10月4日，前苏联运用相似联想法（月亮即地球卫星围绕地球运转，与地球保持相对稳定的运动位置关系），（同步卫星，与地球转速相同，即能稳定的观察地球的某区域，定位卫星），成功地制造和发射了世界上第一颗人造地球通讯卫星；这颗卫星就是世界上第一艘太空船。21四、自由联想这是在人们的心理活动中，一种不受任何限制的联想。这种联想成功的概率比较低，大都能产生许多出奇的设想，但难以得成功，可有时也往往会收到意想不到的创造效果。例：荷兰生物学家列文虎克在1675年的一天，天上下着细雨，列文虎克在显微镜下观察了很长一段时间，眼睛累得酸痛，便走到屋檐下休息。他看着那渐浙沥沥下个不停的雨，思考着刚才观察的结果，突然想起一个问题（观察前一件事与下雨这件事）：在这清洁透明的雨水里，会不会有什么东西呢？于是，他拿起滴管取来一些水，放在显微镜下观察。没想到，竟有许许多多的“小动物”在显微镜下游动。反复几天的接雨水观察，都发现了“小动物”，于是，他又广泛地观察，发现“小动物”在地上有，空气里也有，到处都有，只是不同的地方“小动物”的形状不同。活动方式不同而已罢了。列文虎克发现的这些“小动物”，就是微生物。这一发现，打开了自然界一扇神秘的窗户，揭示了生命的新篇章。22五、强制联想它是与自由联想相对而言的。是对事物有限制的联想。具体要解决某一个问题，有目的地去发展某种产品，常采用强制联想，让人们集中全部精力，在一定的控制范围内去进行联想。例：咖玛刀治疗脑瘤。γ射线是一种强电磁波，它的波长比X射线还要短，一般波长＜0．001纳米。Γ射线具有极强的穿透本领。咖玛刀装置是一种从颅骨外多点（201点），同时向颅内病灶发射γ射线，破坏病灶的治疗装置。这样放射线源是分散的，将所有的γ射线集中到病灶一点。这样，病灶以外部分的照射量微不足道，不会产生副作用。23第三节类比法类比法是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相似或相同而推出它们在其他方面也可能相似或相同的一种逻辑方法。常用的类比方法有直接、间接、幻想、因果和仿生类比法。24一、直接类比法从已有的技术中，直接寻找出与创新对象类以的现象或事物，从中获得启示，从而发明设计出新的创新项目。例：数据库——Dbase（原创，是Borland公司开发的，但由于DbaseForindows的失败，失去了市场良机）Microsoft公司对数据库不断创新，从DOS版的FoxBase到Windows版的Foxpro、VisualFoxpro、Access、网络版的SQLServer。25二、间接类比法在现实生活中，有些创新缺乏可以比较的类比对象，这就可以运用间接类比法。如空气中存在的负氧离子，可以使人延年益寿、恢复体力，还可辅助治疗疾病。人们发现，负氧离子在高山、森林、海滩、湖畔的含量较高和在雨天雷电时产生较多，间接判断可能与水有关，类比这种现象，进行了水的电冲击实验，结果创造了水冲击法产生负氧离子。目前，市场上销售的空气负氧离子发生器大多采用的是高压电晕来产生负氧离子的，这种方法结构简单、安全可靠。26三、幻想类比法发明者在发明创造中，利用幻想启迪思路，对幻想进行类比，从中找出合理的部分，从而逐步达到发明目的的方法叫做幻想类比法。古代的神话、故事、童话，多是不能解决问题时产生的幻想。在科技迅猛发展的时代，人们通过类比这些幻想来解决问题已成为现实。著名科幻小说作家凡尔纳，有非凡的想象力，是个幻想类比法的大师。在1个多世纪前就从他笔下道出的：霓虹灯、空调机、摩天大楼、坦克、电子操纵潜艇、导弹，在20世纪都化为现实。27四、因果类比法两个事物的各个属性之间，可能存在着同一种因果关系，因此，我们可以根据一个事物的因果关系，推出另一事物的因果关系，这种类比法就是因果类比法。例：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，如果发明了既质轻又隔热、隔音的气泡混凝土。28五、仿生类比法发明者模仿生物的结构和功能等，搞出新的发明项目，这