设计方法学与创新设计(一)

设计方法学与创新设计西华大学王霜2016.06主要内容第1章 绪论第2章设计类型与方法学第3章创造性思维第4章创新原理与技法第5章原理方案设计第6章机构创新设计第7章结构创新设计第8章创新设计案例分析第9章TRIZ理论简介第10章专利撰写与申报第1章 绪论1.1设计起源1.2设计与设计方法学1.2.1设计的概念1.2.2设计方法学1.3创新设计1.3.1创新设计的概念1.3.2创新设计的特点 1.3.3创造力的构成要素1.1设计起源在原始社会，人类迫于生存的压力，开始利用石块、树枝、兽骨、贝类制作工具，认识自然并改造自然，这就是最初的设计活动。在古代，设计者与制造者是统一的。这一时期的设计多是凭设计者的经验完成的，缺乏必要的、有一定精度的理论计算。1854年德国学者劳莱克斯发表了著作《机械制造中的设计学》，把过去溶在力学中的机械设计学独立出来，建立了以力学和制造为基础的新科学体系，由此产生了“机构学”，“机械零件设计”，成为机械设计中的基本的内容。第二次世界大战以后，作为机械设计的理论基础的机械学继续以更加迅猛的速度发展，摩擦学，可靠性分析，机械优化设计，有限元计算，尤其是计算机在机械设计中迅速推广，使机械设计的速度和质量都有大幅的提高。在机械中广泛运用计算机和自动化程度的提高，使现代的具有明显的特色。1.2设计与设计方法学1.2.1 设计的概念设计（Design）一词，包括两方面的含义：工业美术设计（IndustrialDesign）和工程技术设计（EngineeringDesign）。笼统地说“设计”往往是将两者都包容在内。“设计”的定义有三四十种之多，矛盾冲突有之，但基本上是互补的。英国Wooderson于1966年下的定义为“设计是一种反复决策，制订计划的活动，而这些计划的目的是把资源最好地转变为满足人类需求的系统或器件”。不同国家，甚至同一国家的不同行业对工程设计所下的定义有所不同。美国工科硕士、博士学位授予单位资格审查委员会（TheAccreditationBoardofEngineering）和美国机械工程师学会（ASME）共同给出的定义是：“工程设计是为适应市场明确显示的需求，而拟定系统、零部件、工艺方法的决策过程。在多数情况下，这个过程要反复进行，要根据基础科学、数学和工程科学为达到明确的目标对各种资源实现最佳的利用”。不同定义对“设计”的一些共同理解：①设计是一种创造性活动，设计的核心是创造性，如果没有创新，就不叫设计。②设计是人的创造性思维和技术活动结合的产物，创造性设计思维和科学技术的结合是设计的灵魂。③设计是把各种先进技术转化为生产力的一种手段，它反映当时生产力的水平，是先进生产力的代表。④设计是一种针对技术性、经济性、社会性、艺术性的目标，在给定条件下谋求最优解的过程。⑤设计是以社会需求为目标，在一定设计原则的约束下，利用设计方法和手段创造出产品的过程。1.2.2设计方法学设计方法学是以系统的观点来研究产品的设计程序、设计规律和设计中的思维与工作方法的一门综合性学科，其目的是总结设计的规律性，启发创造性，在给定条件下，实现高效、优质的设计，培养开发性、创造性产品的设计人才。设计方法学的研究内容（1）设计对象（2）设计过程及程序（3）设计思维（4）设计评价（5）设计信息管理（6）现代设计理论与方法的应用1.3创新设计设计的实质在于创造。进行设计工作，不是简单的模仿、测绘，更重要的是要革新和创造，把创造性贯穿于设计过程的始终。江泽民同志多次强调创新的重要性。他指出：“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界民族之林。”“任何一项工作的活力和生机都来自于发展和创新。”1.3.1创新设计的概念创新设计是指在设计中采用新的技术手段、技术原理和非常规的方法进行设计，以满足市场需求，提高产品的竞争能力。爱因斯坦曾说过：“想象力比知识更重要，现实世界只有一个，而想象力却可以创造千百个世界”。掌握创造性方法、调动和训练工程技术人员的创造性思维是提高文明素质，进行企业技术创新，提高竞争机制的需要。1.3.2创新设计的特点创新设计必须具有独创性和实用性，取得创新方案的基本方法是多方案选优。1.独创性创新设计必须具有其独创性和新颖性。2.实用性创新设计必须具实用性。纸上谈兵无法体现真正的创新。3.多方案选优创新设计从多方面、多角度、多层次寻求多种解决问题的途径，在多方案比较中求新、求异、选优。以发散性思维探求多种方案，再通过收敛评价取得最佳方案，这是创新设计方案的特点。1.3.3创造力的构成要素1．智能和知识因素2．创造性思维与创造技法3．技术因素4．非智力因素5．环境和信息因素6．身心因素第2章 设计类型与方法学2.1

设计系统2.1.1设计系统的概念2.1.2设计的一般进程模式（时间维）2.1.3解决问题的逻辑步骤（逻辑维）2.1.4设计方法（方法维）2.2

设计类型及设计原则2.2.1产品设计类型2.2.2设计原则2.3

现代设计方法2.3.1系统化设计方法（德国设计方法）2.3.2公理设计方法（美国设计方法）2.3.3质量功能配置（日本设计方法）2.3.4发明问题解决理论TRIZ（前苏联设计方法）2.1 设计系统2.1.1 设计系统的概念从系统工程的观点分析，设计系统具有三维空间，是一个有时间维、逻辑维和方法维组成的三维系统，如图2.1所示。时间维反映按时间顺序的设计工作阶段；逻辑维是解决问题的逻辑步骤；方法维列出设计过程中的各种思维方法和工作方法。设计过程中的每一个行为都反映为这个三维空间中的一个点。2.1.2设计的一般进程模式（时间维）表2.1是机械产品开发设计的一般流程，表中把产品设计过程分为5个阶段：计划阶段、设计阶段、试制阶段、批量生产阶段、销售阶段。设计类型分为开发设计、变异设计和反求设计三种。2.1.3 解决问题的逻辑步骤（逻辑维）设计的目的是解决生产问题，而设计过程中寻找原理方案、构型方案等又都要解决一个又一个的具体问题。解决问题的合理逻辑歩骤是：分析——综合——评价——决策。分析是解决问题的第一步，其目的是明确任务的本质要求。综合是在一定条件下对未知系统探寻解法的创造性过程。评价是用科学的方法按评价准则对多种方案进行技术经济评价和比较，同时针对方案的弱点进行调整和优化，直到得到比较满意的结果。决策是在评价的基础上根据已定的目标做出行动的决定，即找出解决问题的最佳解法，对工程设计应选定多目标下整体功能最理想的最佳方案。2.1.4

设计方法（方法维）设计方法是指达到预定设计目标的途径。在很长的一段时间内，工程设计方法多采用直觉法、类比法及以古典力学和数学为基础且大量采用经验数据的半经验设计法，设计中反复多，周期长。20世纪70年代以后，随着计算方法、控制理论、系统工程、价值工程、创造工程等学科理论的发展以及电子计算机的广泛应用，促使许多跨学科的现代设计方法出现，使工程设计进入创新、高质量、高效率的新阶段。在所有的方法中，哲学的普遍性的方法论如“自然辩证法”中“量变到质变”、“对立和统一”等是认识世界和改造世界的根本科学方法，是一切方法的基础。各学科、专业中有针对性的解决问题的理论和专门方法，如力学、摩擦学、有限元法等，以及现代设计方法中的计算机辅助设计、优化、可靠性、人机工程学、工业美学等。本书中主要介绍工程设计中通用的战术方法如创造技法、功能原理分析设计法、评价与决策方法、机构方案设计方法、结构方案设计方法等，还详细介绍了发明问题解决理论TRIZ。2.2 设计类型及设计原则2.2.1 产品设计类型根据创新与创造在设计中所占的比例，可以把设计划分为以下几种类型：1.开发性设计2.适应性设计3.变参数设计4.测绘和仿制根据设计的内容特点，创新设计可分为开发设计、变异设计和反求设计三种类型。开发设计以开创、探索创新，变异设计通过变异创新，反求设计在消化吸收中创新，创新是各种类型设计的共同点，也是设计的生命力所在。反求不是简单的测绘和仿制，应该在探索掌握关键技术的基础上进行创新。2.2.2 产品设计原则1.创新原则：设计本身就是创造性思维活动，只有大胆创新才能有所发明，有所创造。2.可靠原则：产品设计力求技术上先进，但更要保证使用中的可靠性，平均无故障运行时间MTBF的长短，是评价产品质量优劣的一个重要指标。3.效益原则：在可靠的前提下，力求做到经济合理，使产品“价廉物美”，才有较大的竞争能力，创造较高的技术经济效益和社会效益。也就是说，在满足用户提出的功能要求下，有效地节约能源，降低成本。4.审核原则：设计过程是一种设计信息加工、处理、分析、判断决策、修正的过程。为减少设计失误、实现高效、优质、经济地设计，必须对每一设计程序的信息，随时进行审核，决不许有错误的信息流入下一道工序。2.3 现代设计方法现代设计方法是相对于传统设计方法而言的，传统设计以经验、试凑、静态、定性分析、手工劳动为特征，导致设计周期长，设计质量差，设计费用高，产品缺乏竞争力。随着现代科学技术的发展，机械产品设计领域中相继出现了一系列新兴理论与方法。这些新兴理论与方法统称为现代设计方法。现代设计方法是世界各国学者共同研究发展的，其内容丰富，种类繁多，下面仅以德国、美国、日本和前苏联四个国家具有代表性的设计方法为例加以介绍。2.3.1系统化设计方法（德国设计方法）系统化设计方法是将设计对象看作一个系统，用系统工程进行分析和综合，按设计进程有条理有步骤地进行设计，以求得价值优化的最佳方案的一种方法。Pahl和Beitz的设计方法是该领域的典型代表，他们在总结前人的基础上结合自身经验，从方法论的高度全面分析设计过程，提出了一整套较完整的设计方法学说。两人于1976年出版了《工程设计学》第一版，该书此后经过多次修订，目前已被翻译成八种语言，该书是目前国际上影响最大、最有实用价值的一本设计学著作，并收入德国工程师协会标准VDI2221。系统化设计方法是一种体系较完整的设计方法，它设计过程主要分为四个阶段：明确任务、概念设计、具体化设计和详细设计。每个阶段都制定了详细的步骤，要求设计人员按照这些步骤进行设计。特别是概念设计阶段，能够产生大量的理论方案。其步骤可分为：第一步，对设计要求进行抽象化并使用黑箱法得出设计任务的总功能；第二步，依据设计要求表的信息对总功能进行分解并建立功能结构；第三步，运用创造技法和设计目录对分功能进行求解；第四步，运用形态学矩阵组合作用原理（假如，分功能F1有m1个作用原理，分功能F2有m2，…，Fn有mn个，则完整组合后可得N=m1×m2×…×mn个理论方案）；第五步，依据设计目标选择合适的设计方案进入具体化设计阶段。这一方法也是本书主要讲解的方法。2.3.2 公理设计方法（美国设计方法）美国麻省理工学院NamPyoSuh是公理设计的创始人，他在1990年的《设计理论》（ThePrincipleofDesign）提出了公理设计理论。在2001年，在总结了过去十年的进展，还包括了新获得的知识和案例研究，作者又推出新书《AxiomaticDesign-AdvancesandApplications》由牛津大学出版社出版。公理设计的最终目标是为设计建立一个科学基础，通过为设计师提公理设计会提高创造力。它要求通过建立功能需求（FRs）和约束（Cs）来清楚地形成设计目标。它提供好的和坏的设计的判别准则，帮助尽可能早地消灭坏的想法，使设计师们集中精力于有指望的设计。它同时也形成分解过程，使有可能从创造概念到详细设计形成一个系统化的流程。供一个基于逻辑和理性思维过程及工具的理论基础来改进设计活动。表2.2设计界中对于不同设计的四个域的特征

用户域{CA}功能域{FR}物理域{DP}过程域{PV}制造用户希望的属性为产品描述的功能需求能满足功能需求的物理变量能控制设计参数的过程变量材料希望的性能需要的性质微结构处理过程软件希望在软件中具有的性能程序代码的输出说明书输入变量、算法、模块、程序代码子程序、机器代码、编译器、模块组织用户满意组织的功能计划、办公室、活动人们和其他支持计划的资源系统所希望的整个系统的属性系统的功能需求机器、部件、子部件资源（人、经费等）公司投资回报率公司目标公司结构人和经济资源设计公理第一公理（独立公理）：保持功能需求独立。它说明功能需求（FRs）必须始终保持独立，此处FRs被定义为表征设计目标的独立需求的最小集合。第二公理（信息公理）：使设计中的信息含量最小。它说明在那些满足独立公理的设计中，具有最少信息含量的设计就是最好的设计。当信息含量有限时，必须通过用户或其他途径为设计提供信息。因为信息含量是由概率确定的，所以第二公理同时也说明了具有最高成功概率的设计是最佳设计。基于这些设计公理，我们可以推导定理和推理，如果满足这些公理，产品、过程、软件、系统和组织机构的性能、强健性、可靠性和实用性将显著地得到改进。反之，工作得不好的机器和过程可以通过分析，确定功能不良或失灵的原因并根据设计公理去解决问题。2.3.3质量功能配置QFD（日本设计方法）QFD（QualityFunctionDeployment,QFD）的起源及发展质量功能配置QFD是一种立足于在产品开发过程中最大限度地满足顾客需求的系统化、用户驱动式质量保证方法。为了保证产品能为顾客所接受，企业必须认真研究和分析顾客需求，并将这些要求转换成最终产品的特征以及配置到制造过程的各工序上和生产计划中，这样的过程称作质量功能配置。它于20世纪70年代初起源于日本，由日本东京技术学院的ShigeruMizuno博士提出，进入80年代以后逐步得到欧美各发达国家的重视并得到广泛应用。典型的QFD瀑布式分解模型示意图质量屋结构形式示意图2.3.4发明问题解决理论TRIZ

（前苏联设计方法）TRIZ理论是苏联专家阿奇舒勒（G.S.Altshuller）及其领导的团队，自1946年开始花费1500人/年在分析研究300万件世界各国专利的基础上所提出的发明问题解决理论。该理论的基础是：技术系统、创新级别、产品进化理论、物质—场（substance—field）分析、76种标准解（TRIZStandardTechniques）、效应、冲突解决原理、发明问题解决算法（AlgorithmInventive—ProblemSolving，ARIZ）。TRIZ理论自20世纪90年代初，随着苏联解体一批科学家移居海外，TRIZ开始在国际设计领域产生重大影响。该理论的核心是解决冲突，使用过程是设计人员应用TRIZ工具对待解决问题进行分析，并从冲突矩阵给出的发明原理中获得解决问题的思路和途径。该理论易学易用，有助于设计人员在解决设计中的冲突问题时的创新。其详细内容将在第9章进行介绍。第3章 创造性思维3.1

概述3.2 创造性思维3.3

创造性思维的形成与特征3.4

创造性思维的主要形式3.5

创造性思维的训练方法3.1 概述3.1.1创造与创新创造和创新是两个很容易混淆的概念，两者之间既有相同之处，又有差异。创造和创新都是对人类具有积极意义的创造性活动，创新与创造的共同本质是都具有首创性和新颖性，但两者之间还是有一定的差异。创造强调的是新颖性和独特性，创新是创造对价值的追求。创新具有社会性、价值性，是在创造的基础上经过提炼的成果，是新设想、新概念发展到实际阶段的产物。创造着重强调是“首创”，指一个具体结果，而创新是创造的过程和目的结果，侧重优化。目前针对创造创新进行研究的学科统称为创造学。3.1.2创造学创造学是研究人们在科学、技术、管理、艺术和其他所有领域的创造活动，并探索其中的创造过程、特点、规律和方法的一门学科。其目的是通过对人类创造性、创造活动及发明创造方法的研究，来掌握人类发明创造的规律，并以此有效地促进人们的各种创造与发明，促进科学技术及整个生产力的发展。创造学是一门边缘性、综合性和应用性的学科。目前创造学的发展已经广泛，研究内容包括创造力的开发、创造活动的现象、创造过程、创造性思维、创造技法、创造的个性心理品质、创造条件、创造教育、创造评价等。与机械创新设计关系紧密的有创造性思维、创造性思维训练以及创造技法等内容。3.2 创造性思维3.2.1思维的涵义思维是人脑对所接受和已储存的来自客观世界的信息进行有意识或无意识、直接的或间接的加工处理，从而产生新信息的过程。这些新信息可能是客观实体的表象，也可能是客观事物的本质属性或内部联系，还可能是人脑机能产生出的新的客观实体，如文学艺术的新创作、工程技术领域的新成果、自然规律或科学理论的新发现等等。3.2.2思维的分类1．按思维的方式分类直观行动思维。也称动作思维，指通过直接的动作或操作过程而进行的思维。形象思维。指借助于具体形象从整体上综合反映和认识客观世界的思维形式。逻辑思维。也叫抽象思维，是指以概念、判断、推理的方式抽象地、从某方面条分缕析地、符号式地反映和认识客观世界而进行的思维。辩证思维。按照辩证规律而进行的思维，它注重从矛盾性、发展性、过程性考查对象，并从多样性、统一性把握对象。2．按思考方向或角度进行划分单一思维。指从某一角度、沿着某一方向所进行的思维，如正向思维、逆向思维。系统思维。指从多角度、沿多方向、在多层次上进行的思维，如扩散思维、集中思维、侧向思维、转向思维等。3．按思维的过程和结果进行分类常规思维。是指利用已有知识或使用现有的方案和程序进行的一种重复思维，其结果不具有新颖性，也称再现性思维。创造性思维。指思维的结果具有明显新颖性的思维，或者说是产生新思想的思维。3.2.3思维特性1．思维的间接性和概括性。思维的间接性指的是凭借其他信息的触发，借助于已有知识和信息，去认识那些没有直接感知过的，或根本不能感知到的事物，以及预见和推知事物的发展进程。思维的概括性指的是它能略去不同类型事物的具体差异，而抽取其共同本质或特征加以反映。2．思维的多层性。从思维的定义可知，思维是多层次的，有低级和髙级、简单和复杂之分。有对客观实体的表象认识，也有对事物的本质及内部规律的深刻认识，还有能产生新的客观实体的思维。如对同一事物，一个人7岁时的思维和40岁时的思维是不同的。3．思维的自觉性和创造性。有三层意思：其一，对同一事物，不同人之间思维的效能有一定的差异，原因在于各人自主思维的差异。其二，从人脑对事物的认识、感知来说，只要给人脑一定的外部触发，其生理机理、大脑神经网络会在无意之中，有时在梦中，有时在休闲时，突然会爆发出新的信息，解决某一悬而未决的问题，实现从感性认识到理性认识的飞跃。其三，思维的结果可产生出未曾有过的新信息，因而具有创造性。思维过程思维是一种高级的心理活动形式，人脑对信息的处理包括分析、抽象、综合、概括、对比等系统的、具体的过程，这些过程都是思维最基本的过程。分析：分析是把一个事件的整体分解为各个部分，并把这个整体事件的各个属性都单独的分离开的过程。抽象：抽象是把事物共有的特征，共有的属性都抽取出来，并对与其不同的，不能反映其本质的内容进行舍弃。综合：综合就是分析的逆向过程，它是把事件里的各个部分、各个属性都结合起来，形成一个整体的事件。概括：概括是以比较作为其前提条件的，比较各种事件的共同之处以及不同之处，并对其进行同一归纳。对比：把两个相反、相对的事物或同一事物相反、相对的两个方面放在一起，用比较的方法加以描述或说明。3.2.4创造性思维创造性思维实质是人脑的一种高级生理机能，是由神经元内化学物质及各神经元之间相互联接决定的大脑神经网络的一种状态，这种状态的突出特点就是能对存在的事物给出满足某种社会及人自身要求的解决方法及方案，这些方法和方案需具有新颖性、首创性特点。创造性思维的外延就是人的创造活动，创造性思维所形成的方法和方案需通过人的实际活动才能物化，在物化创造性思维过程中表现出的人类适应自然、改造自然的能力和品质可称为创造力。创造力是影响创造成果数量和水平的重要因素。由此可见人的创造性思维能力，是创造力的源泉，也可以说是创造力的核心。3.3 创造性思维的形成与特征3.3.1创造性思维的形成1．创造性思维的生理机制2．影响创造性思维的因素3．创造性思维的形成过程3.3.2创造性思维的特征创造性思维是一种人类高层次的思维，它有下列特征：1.思维结果的新颖性、独特性2.思维方法的多样灵活性、开放性和广阔性3.思维过程的潜意识自觉性4.顿悟性5.洞察力与敏锐性6.综合性与突破性3.4 创造性思维的主要形式3.4.1抽象思维3.4.2形象思维3.4.3直觉思维3.4.4灵感思维3.4.5发散思维3.4.6收敛思维3.4.7分合思维3.4.8逆向思维3.4.9联想思维3.4.10幻想思维3.4.1抽象思维抽象思维又叫逻辑思维，是凭借概念、判断、推理而进行的反映客观现实的思维活动。思维材料侧重于语言、思维推理、数字、符号等。概念是客观事物本质属性的反映，是一类具有共同特性的事物或现象的总称；判断是两个或几个概念的联系；推理则是两个或几个判断的联系。按照现代脑科学的研究成果，形象思维和抽象思维是人脑不同部位对客观实体的反映活动，左半脑是抽象思维中枢,右半脑是形象思维中枢，两个半脑之间有数亿条排列有序的神经纤维，每秒钟可以在两半脑之间往返传输数亿个神经冲动，共同完成思维活动，因此形象思维和抽象思维是认识过程中不可分开的两方面，彼此互相联系，互相渗透。进行科学研究时，研究人员先从具体问题出发，搜集多种有关的信息或资料，凭借抽象思维，运用理论分析处理，进而在试验中将抽象思维转化为高级的具体思维，从而顺利地完成科学研究。3.4.2形象思维形象思维也称具体思维或具体形象思维，是人脑对客观事物或现象的外在特点和具体形象的反映活动。这种思维形式表现为表象、联想和想象。表象是单个形体的形状、颜色、特征在大脑中的印记，如一个气球、一幢大厦。联想是将不同的表象联接起来，如对一幢华丽的大楼，你看一眼之后再复认时，不用言语表达，你便能认出：“这我曾见过。”想象则是将一系列的有关表象融合起来，构成一幅新表象的过程，是创造思维的重要组成。如建筑师设计房子，他要把他记忆中的众多建筑式样、风格融合起来，结合任务要求，设计出新的建筑物，这主要靠形象思维。3.4.3直觉思维直觉思维是一种非逻辑抽象思维，是人脑基于有限的信息，调动已有的知识积累，摆脱惯常的逻辑思维规律，对新事物、新现象、新问题进行的一种直接、迅速、敏锐的洞察和跳跃式的判断。它在确定研究方向、选择研究课题、识别线索、预见事物发展过程、提出假设、寻找问题解决的有效途径、领悟机遇的价值、决定行动方案等方面有着重要作用。与直觉思维有关的思维方法有：想象思维法、笛卡尔连接法、模糊估量法。3.4.4灵感思维灵感思维也称顿悟，它是人们借助直觉启示所猝然迸发的一种领悟或理解的思维形式。灵感思维是创造性思维过程中认识发生飞跃的心理现象，它的外在形态是对问题突如其来的顿悟。国学大师王国维在《人间词话》中写到治学的三个境界：“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路”，这是第一境界，是治学或研究的开始，要找到学科发展的前沿，作为科研创新的起点。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，这是第二境界，正是科学研究的紧张阶段，遇到困难，不知如何解决才好。“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处”，这是第三境界，正在山穷水尽的时候，忽然灵感到来，蓦然回首，伊人（这里指你希望得到的结果，或解决困难的方案和办法）出现，却在忽明忽暗的灯火阑珊处。从中可以得到三点启发：(1)开题的重要性；(2)勤奋是成功的关键；3)创新除了勤奋外，还要有一定的“灵感”。3.4.5发散思维发散思维又叫辐射思维、扩散思维、分散思维、求异思维、开放思维等。它是—种求出多种答案的思维形式，其特点是从给定的信息中产生众多的信息输出，看到一样，想到多样；看到一样，想到异样；并由此导致思路的转移和跃进。这种思维的过程是：以欲解决的问题为中心,运用横向、纵向、逆向、分合、颠倒、质疑、对称等思维方法，考虑所有因素的后果，找出尽可能多的答案，从诸多的答案中，寻找出最佳的一种，以便最有效地解决问题。发散思维是构成创造性思维的基本形式之一，是创造的出发点。在创造的领域里,首先需要占有大量的创造性设想，构成较大的思维性空间，由一事想万事，从一物思万物，只有拥有良好的发散性思维习惯，才能拥有丰富的思维和众多的目标，才能做出最佳的创造选择。发散性思维也是众多创造原理和创造技法的基础，如变性创造原理、移植和综合创造原理、联想类比创造技法、转向创造技法、组合创新法等都源于发散思维。3.4.6收敛思维收敛思维又称辐轴思维、集中思维、求同思维，它是一种寻求某种正确答案的思维形式。它以某种研究对象为中心，将众多的思路和信息汇集于这个中心点，通过比较、筛选、组合、论证，得出现存条件下解决问题的最佳方案。其着眼点是由现有信息产生直接的、独有的、为已有信息和习俗所接受的最好结果。收敛思维是深化思维和挑选设计方案常用的思维方法和形式。它总是根据已有信息和线索，考虑应该怎样解决，解决的方式怎样，最终得到一个认为是最好的结论。收敛思维的具体收敛过程是一种逻辑思维过程，收敛思维的常用方法有目标识别（注意）法、间接法、由表及里法、聚焦法等。在创造过程中，光有发散思维的活动并不能使问题获得有效的解决，因为创造活动的最终结果只需少数或唯一的结果，所以发散思维之后尚需进行收敛思维，这两种思维的有效结合组成了创造活动的一个循环过程。形态分析创新技法即是发散与收敛思维有效结合的具体应用之一。形态分析法的原理，是将技术课题分解为相互无关的基本参数，找出解决每个参数问题的全部可能方案，然后加以组合，得到的总方案数量是各参数方案的组合数。确定其中哪些方案是可行的，并对所有可行的方案进行研究，找出最佳方案。3.4.7分合思维分合思维是一种把思考对象在思想中加以分解或合并，然后获得一种新的思维产物的思维方式。分合思维包括分离思维和合并思维。分离思维是将参考对象分开剥离进行思考，从而找到解决问题的新思路。分离思维最典型的例子就是曹冲称象的故事。当时使用的称最多只能称200斤重量，而一头大象的重量达上万斤，从量的角度考虑，似乎是一个数学上不可解的问题。曹冲运用分离思维，以木船为媒介，把大象分解成等量的石头，因为石头是可分离的，所以解决了称大象体重的难题。合并思维又称组合思维，是将几个思考对象合并一起进行思考，从而找到一种新事物或解决问题的新方法的思维。3.4.8逆向思维人类的思维具有方向性，存在着正向与反向的差异，由此产生了正向思维与反向思维两种形式。逆向思维是人们的一种重要思维方式，也称为求异思维。它是对司空见惯的似乎已成定论的事物、观点反向思考，从问题的另一面深入探索，力求获得新思路，得到新解法。由于人们习惯于沿事物发展的常见方向去思考和解决问题，殊不知对于某些问题从结论往回推，倒过来思考，从求解回到已知条件可能会使问题简单化，甚至因此有所新发现，创造新奇迹。这也正是逆向思维的魅力所在。这种思维方式对应的创新原理就是逆反原理。英国的法拉第看见奥斯特发现“电生磁”的消息，就想“磁能不能生电”？这就是典型的逆向思维方法。运用此方法，法拉第研究发现：在磁场中运动的金属导线果然有电流存在！据此，他取得了重大突破，发现了电磁感应现象。3.4.9联想思维联想，是想象思维的一种形式。所谓联想思维，就是人们通过一件事情的触发而迁移（想）到另一些事情上的思维。联想能够克服两个不同概念在意义上的差距，并在另一种意义上将二者联系起来。由此产生一些新颖的思想。因此，联想思维是创造性思维的重要思维形式，创新工程中的联想发明法就是与联想思维相关的一种创新技法。在科学史上，许多创新发明均发源于人脑的联想思维。联想思维是人们因一件事物的触发而联想到另一事物的思维，由此，可以把前一事物称为刺激物或触发物，而后一事物则称为联想物。根据联想物与触发物之间的关系，联想思维还可划分为相似联想、对比联想和接近联想三种形式。3.4.10幻想思维幻想是想象思维的又一种形式。所谓幻想，是一种指向未来的一种想象。由于幻想在创造活动中具有重要作用，所以创造学允许并鼓励人们对于事物进行各种各样的幻想。苏联曾为学生专门开设过“幻想课”，其目的是引导、培养学生进行各种形式的幻想，以提高学生的创新才能。幻想思维的突出表现即是它的“脱离现实性”。幻想是人们从美好目的（希望点）出发而进行的与现实相脱离的一种想象，不用过分强调其“实事求是”和“科学态度”，因为所谓“实事求是”和“科学态度”的判断总要受人们当时认识深度和科学发展水平的制约。因此，过分强调“实事求是”、“科学态度”，往往就很难发挥幻想的重要作用。比如，以前曾被认为有一定科学根据的“科学幻想”中的所谓火星人，现已证明基本不存在；而过去被认为是“纯粹脱离实际”