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第七章一般创新设计技法创新技法是解决创新设计问题的创意艺术，是人们对创造性思维和创造理论加以具体化应用的技巧7.1头脑风暴法7.2变异创新法7.3组合创新法7.4机遇利用法7.5技术移植法7.6逆向构思法7．1群体集智法7．1．1智力激励法——头脑风暴法1．智力激励法的四项原则美国创造学家奥斯本提出的智力激励法，是一种典型的群体集智法。它是通过召开智力激励会来实施的。l）自由思考原则这一原则是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。2）延迟评判原则这一原则是限制在讨论问题时过早地进行评判。传统会议上，人们习惯于对自以为不正确、不可行的设想迫不及待地提出批评意见或作出结论，这实际上是压制不同的想法，甚至还会扼杀具有创造性的萌芽方案。美国一些心理学家在试验的基础上发现，推迟判断，在集体思考问题时可多产生70％的新设想，在个人思考问题时可多产生90％的新设想。因此，奥斯本智力激励法特别强调，与会者在会上不要使用诸如：“这根本行不通！”“这个想法太荒唐了！”“这个方案真是绝了”之类的“扼杀句”或“捧杀句”。对设想的评判，应等到大家畅谈结束后，再组织有关人士进行分析。在智力激励会上应贯彻四条原则：3）以量求质原则奥斯本认为，在设想问题时，越是增加设想的数量，就越有可能获得有价值的创意。通常，最初的设想不大可能最佳。有人曾用试验表明，一批设想的后半部分的价值要比前半部分高78％。因此，奥斯本智力激励法强调与会者要在规定的时间内加快思维的流畅性、灵活性和求异性，尽可能多而广地提出有一定水平的新设想，以大量的设想来保证质量较高的设想的存在。4）综合改善原则这是鼓励与会者积极参与知识互补、智力互激和信息增殖活动。俗话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”。几个人在一起商量或综合大家的想法，总可以强化自己的思维能力和提高思考的水平。奥斯本智力激励会要求与会者要仔细倾听他人的发言，注意在他人启发下及时修正自己不完善的设想，或将自己的想法与他人的想法加以综合，再提出更完善的创意或方案。在智力激励会上，任何一个人提出的新设想都构成对其他人的信息刺激，具有知识互补和互相诱发激励的作用。2．智力激励法运用程序1）智力激励会的准备A.选主持人——掌控；B.确定主题；C.参会人选——人数，结构；D.提前通知——有备而来2）热身活动——引子3）明确问题——简要说明，留有空间4）自由畅谈——四项原则（自由思考、延迟评判、以量求质、综合改善）5）加工整理雪美好举例雪——灾难雪——清理电线上的雪？例清除电线积雪问题的求解？美国北方，冬季严寒，在大雪纷飞的日子里，电线上积满了冰雪，大跨度的电线常被积雪压断，造成事故。试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。电讯公司经理奥斯本决定用智力激励法寻求解决难题的办法。他在做了一定准备工作之后，召开了智力激励会，让与会者自由畅谈。有人提出设计一种专用的电线清雪机；有人想到用电热来化解冰雪；有人建议用振荡技术来清除积雪；有人提出能否带上几把大扫帚，乘坐直升飞机去扫电线上的积雪。滑稽可笑？但会上也无人提出批评。相反，有一位工程师在百思不得其解时，听到“用飞机扫雪”的想法后，大脑突然受到激励，一种简单可行且高效率的清雪方案冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升飞机沿积雪严重的电线飞行，依靠高速旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出用直升飞机扇雪的新设想，顿时又引起其他与会者的联想，有关“除雪飞机”、“特种螺旋桨”之类创意，又被激励出来。会后，公司组织专家对设想进行分类论证。专家们从技术经济方面进行比较分析，最后选择了用改进后的直升飞机扇雪的方案。实践证明，这的确是个好办法。在此基础上，一种专门清除电线积雪的小型直升机也应运而生。7．1．2书面集智法在推广应用智力激励法的过程中，人们发现经典的智力激励法虽然能造成自由探讨、得到互相激智的气氛，但也有一些局限性。干扰如有的创造性强的人喜欢沉思，但会议无此条件；会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想；会议严禁批评，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。为了克服这些局限，许多人针对与会者的不同情况，先后对奥斯本技法进行了改进，形成了基本激励原理不变，但操作形式和规则有异的改进型技法。其中最常用的是书面集智法，即以笔代口的默写式智力激励法。实施时人们又常采用“635法”的模式，即每次会议请6人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。实施以“635法”为特点的书面集智，可采用以下程序：l）会议的准备。选择对书面集智基本原理和做法熟悉的会议主持者，确定会议的议题，并邀请6名与会者参加。2）进行轮番性默写激智。在会议主持人宣布议题（创造目标）并对与会者提出的疑问解释后，便可开始默写激智。组织者给每人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定空隙，好让其他人再填写新设想。在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。3）筛选有价值的新设想。从收集上来的设想卡片中，将各种设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。7.1.3函询集智法1．函询集智的特点函询集智法又称德尔菲法，其基本原理是借助信息反馈，反复征求专家书面意见来获得新的创意。其基本作法是：就某一课题选择若干名专家作为函询调查对象，以调查表形式将问题及要求寄给专家，限期索取书面回答。收到全部复函后，将所得设想或建议加以概括，整理成一份综合表。然后，将此表连同设想函询表再次寄给各位专家，使其在别人设想的激励启发下提出新的设想或对已有设想予以补充或修改。视情况需要，经过数轮函询，就可得到许多有价值的新设想。7.1.3函询集智法●函询集智法的运用程序专家筛选函询调查表的编制函询调查的组织设想的加工整理函询集智法有两个特点，也是其优点。它不是把专家召集起来开会讨论，而是用书信方式征询和回答，使整个提设想过程具有相对的匿名性。专家相互之间不见面，有利于克服一些心理障碍，便于充分发表新颖意见或独特看法。轮间反馈则保证了专家之间的信息交流和思维激励。此法一般需要较长的时间，专家的设想多是建立在稳重思考的基础之上的，因此提出的设想可信度或可行性较好。但由于没有奥斯本智力激励法所提供的那种自由奔放和激励创造的气氛，在提出新颖性高的设想方面可能要逊色一些。7.2变异创新法在原来的事物上做质的改变，但是又不完全摒弃原来的事物。小的改变——满足需要——技术限制小，成本低廉，更加实用。电熨斗加蒸汽喷雾，电风扇改遥控、钢笔尖小沟和孔等。大的改变——飞跃金·坎普·吉列——剃须刀磨刀问题——换刀片——电动剃须刀（旋转）7．3组合创新法在发明创新活动中，按照所采用的技术来源可分为两类：一类是在发明中采用全新的技术原理，称为突破型发明；另一类是采用已有的技术并进行重新组合，从而形成新的发明。从人类的技术历史中可以看出，进入19世纪50年代以来突破型的发明在总发明数量中所占的比重在下降，而组合型发明的比重在增加。在组合中求发展，在组合中实现创新，这已经成为现代技术创新活动的一种趋势。组合创新方法是指按照一定的技术原理，通过将两个或多个功能元素合并，从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法。人类数千年的发展历程中积累了大量的各种技术，这些技术在其所应用的领域中逐渐发展成熟，有些已经达到相当完善的程度，这是人类的一笔巨大的财富。为实现某些新的功能，将这些成熟的技术进行重新组合，形成新的功能元素，这样的创新活动如能满足某种社会需求，则将是一种成功率极高的创新方法。由于形成组合的技术要素比较成熟，使得应用组合法从事创新活动的一开始就站在了一个比较高的起点上，不需要花费较多的时间、人力和物力去开发专门的新技术，不要求发明者对所应用的每一种技术要素都具有高深的专门知识，所以应用组合法从事创新活动的难度相对较低。这种方法的应用有利于群众性的创造发明活动的广泛开展。虽然组合创新法所使用的技术元素是已有的，当时它所实现的功能是新的，如果组合适当，同样可以做出重大的发明。风险小计算机最初是为了满足美国陆军军方计算炮弹弹道的需要而研制的。1945年底，世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”研制成功，它重达三十多吨，共使用了一万八千多个电子管，计算速度为每秒五千次，将它用于弹道计算，运算速度是人的几千倍。但是人们还设想不出计算机的其他用途，当时一位计算机专家曾预言如果有四台计算机将能够满足全世界对计算机的需要。在其后的计算机发展过程中，人们不断地将计算机技术与其他不同科学及技术门类相结合，不但有利地促进了这些学科的发展和进步，而且也促进了计算机技术本身的不断进步。现在计算机技术已经与人类工作、生活的各个方面发生着越来越多的联系，人类也越来越离不开计算机了。组合创新方法有多种形式，从组合的内容区分有功能组合、原理组合、结构组合、材料组合等，从组合的方法区分有同类组合、异类组合等，从组合的手段区分有技术组合、信息组合等，现将部分常用组合方法简介如下。7．3．1功能组合有些商品的功能已被用户普遍接受，通过组合可以为其增加一些新的附加功能，适应更多用户的需求。人们使用铅笔时难免写错字，一旦写了错字就需要使用橡皮进行修改。为了适应人们的这种需要，有人设计出了带有橡皮的铅笔，它的主要功能仍是书写，由于添加了橡皮使它除书写之外还具有了一种附加功能。自行车的主要功能是代步，通过在自行车上添加货架、车筐、里程表、车灯、后视镜等附件使它同时具有了载货、测速、照明、辅助观察等功能。现在的汽车设计中人们不断地为其添加雨刷器、遮阳板、转向灯、打火机、车载电话、收音机、空调机等附加装置，使汽车的功能更加完善。家用空调器的主要功能是制冷，现在空调器生产厂在原有空调器制冷功能的基础上增加了暖风、换气、空气净化等功能，实现一机多用。7．3．2材料组合有些应用场合要求材料具有多种特征，而实际上很难找到一种同时具备这些特征的材料，通过某些特殊工艺将多种不同材料加以适当组合，可以制造出满足特殊需要的材料。V带传动要求带材料具有抗拉、耐磨、易弯、价廉的特征，使用单一材料很难同时满足这些要求，通过将化学纤维、橡胶和帆布的适当组合，人们设计出现在被普遍采用的V带材料。建筑施工中需要一种抗拉、抗压、抗弯、易施工且价格便宜的材料，钢筋、水泥和砂石的组合很好地满足了这种要求。通过锡与铅的组合得到了比锡和铅的熔点更低的低熔点合金。通过不同材料的适当组合，人们设计出满足各种特殊要求的特种材料。例如具有特殊磁转变温度的铁磁材料，具有极高磁感应强度的永磁材料，具有高温超导特性的超导材料，耐腐蚀的不锈钢材料，具有多种优秀品质的轴承合金材料。7．3．3同类组合将同一种功能或结构在一种产品上重复组合，满足人们更高的要求，这也是一种常用的创新方法。双色或多色圆珠笔上可以安装多个不同颜色的笔芯，使得有特殊需要的人减少了必须携带多支笔的的麻烦。机械传动中使用的万向联轴器可以在两个不平行的轴之间传递运动和动力，但是万向联轴器的瞬时传动比不恒定，会产生附加动载荷，将两个同样的单万向联轴器按一定方式联接，组成双万向联轴器（图所示），既可实现在两个不平行轴之间的传动，又可实现瞬时传动比恒定。V带传动中可以通过增加带的根数提高承载能力，如图a所示。但是随着带的根数增加，由于多根带的带长不一致，带与带之间的载荷分布不均加剧，使多根带不能充分发挥作用。图b所示的多楔带将多根带集成在一起，保证了带长的一致，提高了承载能力。变速箱——倒挡变速器操纵机构演示三挡四挡机械运动的制动与控制7．3．4异类组合在商品生产领域中进行创新活动的目的是用新的商品满足用户的需求，从而获得最