【正文】 設(shè)計(jì)是一門藝術(shù) 機(jī) 械 創(chuàng) 新 設(shè) 計(jì) 李金泉 北京郵電大學(xué)機(jī)電中心 辦公室：新科研樓 915 Email： 第二章 創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維基礎(chǔ) 和 創(chuàng)新技法 自學(xué) 重點(diǎn) 1. 醞釀準(zhǔn)備 階段 長(zhǎng)期積累 偶然得之 厚積而薄發(fā) 2. 潛心加工 階段 潛意識(shí)工作 3. 頓悟階段 眾里 尋她千百 度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處。 創(chuàng)造性思維的形成過(guò)程 第三節(jié) 造性思維 的形成與發(fā)展 ? 創(chuàng)造性思維的形成過(guò)程 醞釀準(zhǔn)備階段 潛心加工階段 頓悟階段 2023/1/31 老子頓悟飄然成仙 釋迦牟尼頓悟立地成佛 2023/1/31 例 1:蜘蛛結(jié)網(wǎng)與迪卡爾坐標(biāo) 法國(guó) 17世紀(jì)著名哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家迪卡爾創(chuàng)立了迪卡爾坐標(biāo) 醞釀準(zhǔn)備階段 潛心加工階段 頓悟階段 德國(guó)有機(jī)化學(xué)家凱庫(kù)勒，在 1865年發(fā)現(xiàn)了苯的分子結(jié)構(gòu)。苯是有機(jī)化學(xué)的基本物質(zhì)。 例 2:“ 夢(mèng) ” 指迷津 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 普通圓電池 手機(jī)電池 筆記本電池 紐扣電池 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 筆記本電池 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 普通圓電池 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 普通圓電池 電池基材 泡沫銅 泡沫鋁 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 內(nèi)蒙稀澳科電池 正極 生產(chǎn)線原先生產(chǎn)方案 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 內(nèi)蒙稀澳科電池 正極 生產(chǎn)線原先生產(chǎn)方案 美國(guó)一家實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的噴涂頭原理 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 美國(guó)一家實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的噴涂頭原理 公司員工改進(jìn)的設(shè)計(jì)的噴涂頭原理 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 美國(guó)一家實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的噴涂頭原理 大染坊電視劇中有關(guān)染布掛漿的橋段給了提示。 例 3:“ 電視劇 ” 給出解決方案 內(nèi)蒙稀澳科電池正極生產(chǎn)線改進(jìn)后生產(chǎn)方案 電視劇 《 大染坊 》 創(chuàng)造性思維訓(xùn)練題例 ? 玻璃容器內(nèi)有一條毒蛇，現(xiàn)在需要測(cè)量它的長(zhǎng)度。 ? 我們可以使用普通的工具 ——用適當(dāng)?shù)你^子抓住它，然后在助手的幫助下，順著標(biāo)尺將毒蛇拉直測(cè)量。這就是我們立刻想到的解決方案。但是，根據(jù)系統(tǒng)思維方式，可以找出哪些其他方法呢？ 2023/1/31 想象 “過(guò)去 ” 2. 以什么方式可以利用毒蛇的某個(gè)時(shí)刻（動(dòng)作）來(lái)安全測(cè)量毒蛇而又不被毒蛇咬傷呢？ 2023/1/31 1. 在測(cè)量之前毒蛇在做什么呢？它在爬行，休息和吃東西 。 想象 “過(guò)去 ” 2023/1/31 ? 毒蛇被喂食的時(shí)刻可以加以利用。因?yàn)檫@時(shí)有食物在蛇的嘴里，所以它的注意力都集中在吞食它的受害者身上。這時(shí)候似乎不大可能被毒蛇咬傷。 解決方案 1 ? 我們 真的 可以利用這個(gè)時(shí)刻測(cè)量蛇的長(zhǎng)度嗎？ ”想象 “未來(lái) 1. 測(cè)量后毒蛇會(huì)做什么呢？它會(huì)和先前一樣做著相同的事情：它在爬，休息和吃東西。所以，讓我們來(lái)把視野放得更遠(yuǎn)一些 ——冬季。在這個(gè)季節(jié)蛇是冬眠的，并且會(huì)蛻皮。 2. 以什么方式可以利用這種時(shí)刻來(lái)測(cè)量蛇的長(zhǎng)度呢？ 2023/1/31 想象 “過(guò)去 ” 2023/1/31 解決 方案 2 ? 我們可以給放蛇的容器降溫，讓它處于冬眠狀態(tài)，利用這個(gè)時(shí)間可以測(cè)量蛇的長(zhǎng)度。 2023/1/31 解決方案 3 ? 可用與蛇粗細(xì)相當(dāng)?shù)牟ＡЧ軐⑸唑?qū)入，繼爾進(jìn)行度量，不至于發(fā)生危險(xiǎn)。設(shè)想，管一端為小斜度錐形管，進(jìn)入試量區(qū)的管徑與蛇頭部相當(dāng)。 其他思路 2023/1/31 解決 方案 4 其他思路 ? 可采用 多角度照相 ，根據(jù)照片建立起其三維模型，在三維軟件直接測(cè)量其長(zhǎng)度。 ?優(yōu)點(diǎn)：非接觸，無(wú)危險(xiǎn)，準(zhǔn)確度可接受，建立了三維模型。 ?缺點(diǎn)：手段高科技，非老百姓能所用。 2023/1/31 解決 方案 5 其他思路 ? 可以請(qǐng)蛇王將蛇抓住，伸直了，進(jìn)行測(cè)量。 創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 提高創(chuàng)造力 : ?培養(yǎng)良好的創(chuàng)造心理 ?了解創(chuàng)造的思維特點(diǎn) ?掌握創(chuàng)造的原理技法 ?觀察力 記憶力 ?想象力 思考力 ?表達(dá)力 自控力 ?理想 信念 情感 ?興趣 意志 性格 加強(qiáng)創(chuàng)造實(shí)踐 智力因素： 非智力因素： ? 傳說(shuō)魯班在山上砍柴時(shí)，不小心手被草割破了，一般人可能會(huì)自認(rèn)倒霉，而他卻對(duì)此產(chǎn)生了好奇心，他 仔細(xì)觀察 這種草后，發(fā)現(xiàn)這草的邊上有一排鋸齒，根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，魯班發(fā)明了至今仍在使用的 鋸子 ；傳說(shuō)瓦特在 觀察到 水燒開后蒸汽能將壺蓋頂起，依據(jù)這個(gè)原理他產(chǎn)生了蒸汽動(dòng)力的設(shè)想，并最終發(fā)明了 蒸汽機(jī) ，導(dǎo)致了第一次工業(yè)革命；還有大家非常熟悉的阿基米德在洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)浮力定理 ，從而檢驗(yàn)出皇冠是否為純金的故事；牛頓從樹上的蘋果會(huì)掉下來(lái)的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn) 萬(wàn)有引力的故事 … ，這些故事為他們的發(fā)明增添了一層神秘的傳奇色彩。 實(shí)例 1 實(shí)例 2 ? 有一位青年，一次看到了一對(duì)姐弟吵架的情形，因?yàn)榻憬阋褂秒婌俣?，而弟弟卻要用電燈看書，兩人為了爭(zhēng)搶電源而吵了起來(lái)。他就想到“ 如果能夠做一個(gè)有兩面插座的插頭，那不就解決問題了嗎？ ”于是他就以 200日元的資本，生產(chǎn)這種自己發(fā)明的有復(fù)式插座的插頭，從而開始了他的事業(yè)，這位青年名叫松下幸之助。 實(shí)例 3 ? 1583年 伽里略 在教堂做禮拜時(shí)，看到教堂內(nèi)有一根長(zhǎng)繩下面吊著吊燈，這種裝臵叫擺。他發(fā)現(xiàn)吊燈在小幅度擺動(dòng)時(shí)，雖然擺的幅度逐漸減小，但擺動(dòng)一次所需的時(shí)間是一樣的，這個(gè)特性就是擺的等時(shí)性，依據(jù)這個(gè)原理，荷蘭物理學(xué)家 惠更斯 制造出了帶擺的鐘。 實(shí)例 3 手表工作原理和機(jī)構(gòu)圖 第四 節(jié) 創(chuàng)新技法 ? 需求創(chuàng)新法 ? 群體集智法 ? 系統(tǒng)分析法 ? 聯(lián)想類比法 ? 機(jī)遇創(chuàng)新法 ? 組合創(chuàng)新法 ? 系統(tǒng)思維創(chuàng)新法 30 需求創(chuàng)新法 發(fā)現(xiàn)或發(fā)掘人們需求 發(fā)明創(chuàng)造產(chǎn)品 社會(huì)歡迎 ? 發(fā)現(xiàn)需求創(chuàng)新法 需要是創(chuàng)造的引信！ 例 1： 母子雨衣的發(fā)明！ 31 需求創(chuàng)新法 發(fā)現(xiàn)或發(fā)掘人們需求 發(fā)明創(chuàng)造產(chǎn)品 社會(huì)歡迎 ? 發(fā)現(xiàn)需求創(chuàng)新法 抱怨是創(chuàng)造的信號(hào)！ 例 2： 電爐的發(fā)明！ 19世紀(jì)末 ——美國(guó)記者休斯 ——辭職 ——發(fā)明家用電器 ——家庭主婦調(diào)查 ——一無(wú)所獲 ——偶然朋友家做客 ——湯中煤油爐 ——電爐 32 需求創(chuàng)新法 發(fā)現(xiàn)或發(fā)掘人們需求 發(fā)明創(chuàng)造產(chǎn)品 社會(huì)歡迎 ? 發(fā)現(xiàn)需求創(chuàng)新法 煩惱是創(chuàng)造的途徑！ 例 3： 洗衣機(jī)清毛器的發(fā)明！ 33 每個(gè)人發(fā)現(xiàn)一個(gè)需求、提出一個(gè)想法？ 創(chuàng)造需求創(chuàng)新法 創(chuàng)造需求創(chuàng)新法：借鑒傳統(tǒng)文化或傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新，運(yùn)用前人的傳統(tǒng)理論或方法，提出新的理論或方法，對(duì)人類的生活做出改進(jìn)。 ? 生活需求！ 例 1： 香港立倫國(guó)際有限公司 集歐洲特點(diǎn)和東方特點(diǎn)于一身的帆船鞋。 ? 藝術(shù)需求！ 例 2： 畫蛋（在蛋上精描出各種圖案） 1989年德國(guó)國(guó)際交易會(huì)，一個(gè)畫蛋竟賣到 150馬克。 34 引申需求創(chuàng)新法 科學(xué)無(wú)止境，創(chuàng)造無(wú)禁區(qū)！ 例： 馬車 汽車 飛機(jī) 航天飛機(jī) 例： 甩干機(jī)、干衣機(jī)、干洗機(jī) 洗滌劑（專用 高效 衣粉、專門洗衣粉容器） 洗衣機(jī) 消毒作用洗衣粉 節(jié)水型洗衣機(jī) 小型洗衣機(jī) 35 發(fā)動(dòng)機(jī) 翅膀 航天技術(shù) 預(yù)測(cè)需求創(chuàng)新法 預(yù)測(cè)需求創(chuàng)新法：根據(jù)消費(fèi)者需求，預(yù)測(cè)消費(fèi)者將來(lái)需求。 預(yù)測(cè)需求創(chuàng)新法的途徑： 1) 采用三維立體效應(yīng)揣摩、迎合和引導(dǎo)消費(fèi)者，使自己的產(chǎn)品具有超前性，公司決策具有預(yù)測(cè)性；（ “ 小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭 ” ） 例 1： 今天的樣品可以嘗試，明天的可以定購(gòu)，后天的公開出售！ ——美國(guó)食品公司雇傭 42位食品設(shè)計(jì)師、配方師，每周要設(shè)計(jì)出 10多種新食品。 例 2： 一次性雨傘！ ——臺(tái)商到美國(guó)，見美國(guó)人出門就汽車，雨天也極少用傘，只是非得步行時(shí)才偶爾用之。再一問，美國(guó)沒有傘廠，全用進(jìn)口貨。此情景，使臺(tái)商來(lái)了創(chuàng)意：為美國(guó)人專門設(shè)計(jì) “ 用即扔 ” 低檔雨傘，很快占領(lǐng)了市場(chǎng)，獨(dú)占該國(guó)雨傘進(jìn)口量的 60％。 36 群體集智法 ? 智力激勵(lì)法 (美國(guó)創(chuàng)造學(xué)家奧斯本提出 ) 1. 智力激勵(lì)法的原則 1)自由思考； 2)延遲評(píng)判； 3)以量求質(zhì)； 4)綜合改善（三個(gè)臭皮匠，頂個(gè)諸葛亮） 2. 智力激勵(lì)法的運(yùn)用程序 1) 準(zhǔn)備：選擇會(huì)議主持人、確定會(huì)議主題、確定參加會(huì)議人選、提前下達(dá)會(huì)議通知； 2) 熱身活動(dòng)：如將創(chuàng)新的小故事、出智力題等； 3) 明確問題：主持人介紹問題； 4) 自有暢談 5) 加工整理 37 例：電纜線積雪問題 2023/1/31 2023年大雪 幾種設(shè)想： (1) 人工除雪 （ 2） 采用專用電纜清雪機(jī) （ 3） 采用電熱化解積雪 （ 4） 采用震蕩技術(shù)清除積雪 （ 5）巡線機(jī)器人除雪 （ 6） …… 例：電纜線積雪問題 例：電纜線積雪問題 幾種設(shè)想： （ 1） 采用專用電纜清雪機(jī) （ 2） 采用電熱化解積雪 （ 3） 采用震蕩技術(shù)清除積雪 （ 4）巡線機(jī)器人除雪 （ 5） …… 例：電纜線積雪問題 幾種設(shè)想： （ 1） 采用專用電纜清雪機(jī) （ 2） 采用電熱化解積雪 （ 3） 采用震蕩技術(shù)清除積雪 （ 4）巡線機(jī)器人除雪 （ 5） 除雪飛機(jī) +特種螺旋槳 群體集智法 42 幾種設(shè)想： （ 1） 采用專用電纜清雪機(jī) （ 2） 采用電熱化解積雪 （ 3） 采用震蕩技術(shù)清除積雪 （ 4）巡線機(jī)器人除雪 （ 5） 除雪飛機(jī) +特種螺旋槳 書面集智法 “635法 ” ：每次會(huì)議請(qǐng) 6人參加，每人在卡片上寫 3個(gè)設(shè)想，每輪 5分鐘。 實(shí)施程序： 1)會(huì)議準(zhǔn)備：選擇主持人，確定會(huì)議議題，邀請(qǐng) 6名與會(huì)者參加； 2)進(jìn)行輪番默寫激智：每輪 5分鐘后，將卡片傳遞給右鄰的與會(huì)者，在卡上填寫 3個(gè)新的設(shè)想，如此傳遞幾次。 3)篩選有價(jià)值的新設(shè)想：收集設(shè)想卡，篩選。 43 函詢集智法 德爾菲法 ：借助信息反饋，反復(fù)征求專家書面意見來(lái)獲得新的創(chuàng)意； ：就