第四章-创新设计理论：创新思维-(下)

第二节创新原理内容综合创新原理分离创新原理移植创新原理逆向创新原理价值优化原理已知已知事物A已知事物B

……已知新事物综合一、综合创新原理例一：同步带传动带传动链传动承载能力大有冲击

无冲击承载能力小同步带传动无冲击,承载能力大

综合例二：机电一体化技术机电一体化技术机械技术电子技术液压技术气动技术光、热、声计算机技术控制技术综合机器人数控机床自动点钞机已知已知事物A已知新事物B或C分离例一：数值积分求面积例二：有限元方法二、分离创新原理例三：自由女神像原身遗物纪念品百年之后，分化、腐蚀严重政府出资翻修200吨垃圾招标处理环保无人投标商人斯塔克“自由女神像原身遗物纪念品”废料分类开发设计废料废铜——自由女神像水泥块——工艺品木块——工艺品废铅——纪念尺废铝——纪念尺研究社会心理/4170.html例四：组合家具摒弃了结构固化的模式。化整体为组件，再由组件构成整体。20多种构件，可拼装成数百种不同款式。例五：组合机床组合夹具模块化机床

将某个学科、领域中的原理、技术、方法等，应用或渗透到其它学科、领域中，为解决某一问题提供启迪、帮助的创新方法。移植原理移植技术移植方法移植结构移植材料移植三、移植创新原理例一：植物根系的网状结构——钢筋混凝土

法国园艺师莫尼埃园艺师发明钢筋混凝土

莫尼埃的温室里需要许多大花盆。当时买不到这么大的瓦盆，用木盆价格又太贵，他用水泥做了一些大花盆。

莫尼埃在他来回搬运花盆的时候，许多花盆裂开了。“怎么才能使花盆不裂呢?”莫尼埃时刻思考着。

1865年的一天，他不小心打碎了一个花盆，花盆碎了，但盆中的泥土却抱成一团，完好如初，好像比水泥还结实。这使他很惊奇。他弄碎泥土，仔细观察，原来是植物的根系在泥土中曲屈盘绕，相互勾连，交叉成网状结构，使松散的泥土抱成了坚实的一团。莫尼埃马上联想到，如果在水泥中预先放入一些网状结构的铁丝，就可以增强花盆的牢固程度。他马上动手设计、制作、试验，制成了牢固的花盆。后来，他又用这个方法建造了一个贮水池。

一天，一位建筑工程师到花园来看花，看到了莫尼埃的水泥花盆、水池，大为惊讶，鼓励他把这种技术用到工程上。莫尼埃的思路大开，既然可做花盆，当然也可做其他建筑材料。莫尼埃在l867年申请专利，得到社会的承认。1875年，他主持建造了16米长的世界上第一座钢筋混凝土大桥，取得了成功，为钢筋混凝土的普及推广铺平了道路。如果没有钢筋混凝土的问世，就没有今天各式各样的高楼大厦。创造性思维：创造原理：移植

联想思维从根系到花盆从花盆到建筑材料移植原理移植技术移植方法移植结构移植材料移植例二：激光技术——激光加工

例三：高温陶瓷——用来制造耐腐蚀、耐高温零件

涡轮机叶片、发动机汽缸套等

（技术移植）（材料移植）烤面包原理烤面包时,由于面包内部产生大量气体,使面包体积膨胀,变得松软可口。食品加工：发泡面发泡饼畜牧业：发酵泡沫饲料隔热品：发泡橡胶包装、运输、保温、隔声：发泡塑料超轻型纱布代用品：发泡树脂采光材料：发泡玻璃例四：（原理移植）例五：缝衣服的线——专用的手术线衣服鞋帽上的拉链——“手术拉链”完全取代用线缝合的传统技术，比针线缝合快10倍，且不需要拆线，大大减轻了病人的痛苦。（结构移植）

运用要点在运用移植创新技法时，一般有以下两种思路：

1．成果推广型移植成果推型移植就是把现有科技成果向其他领域铺展延伸的移植，其关键是在搞清现有成果的原理、功能及使用范围的基础上，利用发散思维方法寻找新载体。

2．解决问题型移植从研究的问题出发，通过发散思维，找到现有成果，通过移植使问题得到解决。

逆向创新是从反面，从构成要素中对立的一面思考，将通常思考问题的思路反转过来。例一：司马光砸缸

通常思路：孩子水

逆向思路：孩子水四、逆向创新原理例二：电磁效应

已有思路：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应。电

磁

逆向思路：1831年，英国科学家法拉第自问：“磁能不能产生电呢？”发现电磁感应现象。

磁

电

电动机的理论基础发电机的理论基础滚动轴承液体动压滑动轴承磁悬浮轴承例二：新型电风扇的发明创造的原点：使空气流动基本功能创造的起点：用叶片搅动空气手段和方法台扇吊扇落地扇薄板振动新型电风扇▲当形成了创造的起点以后，它容易变为一种思维定势。▲当从这一起点开始找不出解决问题的道路时，要回到创造的原点去，另辟蹊径，开辟新的创造起点。——产品的功能（性能）——产品的成本（价格）——产品的价值（性能价格比）五、价值优化原理CFV=功能不变功能不变，降低成本，从而提高价值成本不变，提高功能，从而提高价值功能略有降低，成本降低更多，从而提高价值成本略有提高，功能提高更多，从而提高价值成本下降，功能提高，从而大幅度提高价值价值优化的途径第三节创新技法内容设问创新法列举创新法形态分析创新法仿生创新法智力激励创新法针对已知事物系统地罗列问题，然后逐一加以研究，多方面扩展思路，从该事物萌生出许多新的设想的一种创新方法。已知事物能否移植能否引申能否改变能否放大或缩小能否增加或减少能否替代能否重组能否颠倒能否组合一、设问创新法能否移植？能否引申？拉链

最初只用在鞋上椅子躺椅、摇椅、转椅移植到服装和提包上能否改变？尖顶从动杆平底从动杆滚子从动杆这里面可能是个什么机构？曲柄摇杆机构摇杆主动摆动变为转动能否放大或缩小？能否增加或减少？台灯落地灯暖水瓶保温杯一般的连杆机构有运动副间隙精度低制作麻烦柔顺机构没有运动副间隙精度高制作容易能否增加或减少？用于微动场合能否颠倒?从反面去考虑现有事物。能否因果颠倒、作用颠倒、位置颠倒、工艺方法颠倒？吹尘器吸尘器除尘器能否重组?能否组合?复合眼镜平光镜花镜近视镜花镜近视镜平光镜还有什么例子？针对已知事物列举其缺点，然后逐一加以研究如何克服，从而创新。列举创新法缺点列举法希望点列举法特性列举法二、列举创新法缺点列举法实施步骤：对事物的缺点进行罗列对缺点进行分析，确定创新目标，提出改进方案对多个改进方案进行比较、评价，选择出实施方案

市场调研，听取用户意见与国内外先进产品对比传统电冰箱的缺点：

▲使用氟利昂，释放到大气中会破坏臭氧层▲冷冻食品带有李司德氏菌，会引起人体血液中毒、孕妇流产▲有高血压者不能给冰箱除霜（毛细血管迅速收缩）新的制冷原理研究，开发新型冰箱，不使用氟利昂冰箱灭菌器自动定时除霜希望点列举法分析社会需求和用户意愿，通过列举需求来创新。实施步骤：对事物的希望点进行罗列对希望点进行鉴别，要符合以下四项原则：

科学性原则先进性原则可能性原则市场性原则

市场调研，听取用户意见发挥设计者的美好想像电动机扇叶网罩立柱底座控制器部件钢铝合金铸铁塑料材料铸造注塑机加工手工装配制造方法风量转速摆角范围性能圆形网罩圆截面立柱圆形底座圆形按钮外观深蓝浅蓝颜色扇风调速摆头升降动作电动机扇叶立柱……控制器部件双头电动机，两头吹加微电脑，智能风扇钢……扇叶：檀香木？材料动作无级调速？扇风调速……冷暖切换一键通抽屉式抗菌水箱易拆洗布帘广角送风12小时超长定时负离子清新空气光触媒净化杀菌功能

空调性能圆形网罩圆截面立柱圆形底座圆形按钮外观深蓝浅蓝颜色三、形态分析创新法洗衣机形态学矩阵因素（分功能）形态（功能解）1234A盛装衣物铝桶塑料桶玻璃钢桶陶瓷桶B分离赃物机械摩擦电磁振荡热胀超声波C控制洗涤人工手控机械定时电脑自控A1-B1-C1最原始的洗衣机A1-B1-C2普及型单缸洗衣机A2-B3-C1简单的热胀增压式洗衣机电磁振荡洗衣机A1-B2-C2超声波洗衣机的设想A1-B4-C2四、仿生创新法生物器官的功能和结构是长期自然选择的结果，具有天然的合理性。通过对生物特性、功能、结构的分析和类比、模拟，得出创造性方案的创新方法。仿生创新法原理仿生法结构仿生法功能仿生法1809-1882例：响尾蛇——红外跟踪响尾蛇导弹原理仿生法响尾蛇

肉食性，喜食鼠类、野兔等。主要分布于美洲。

体长1.5～2

米。遇到敌人时迅速摆动尾部，每秒可摆动40～60

次，并长时间发出响亮的声音，使敌人不敢近前，故称为响尾蛇。

在眼和鼻孔之间有颊窝，是热能的灵敏感受器，可用来测知周围敌人和猎物的准确位置。

响尾蛇导弹红外制导空对空导弹。红外装置可以引导导弹追踪热的目标，弹长近3米，速度是音速的2.5倍，最大射程18公里。1983年停产，被更先进的导弹取代。体积小，重量轻，结构简单，成本低，“发射后不用管”。结构仿生法例：蜂房结构理论值蜜蜂值理论值蜜蜂值壁厚

0.071～0.075mm蜂房容积0.25cm3蜂房结构的优点：▲

同样容积下最省料▲强度好蜂房式结构材料功能仿生法例：

仿生机械手指OBCDEFSA12345＝3×5－2×7＝1F＝3n－2pL－pH仿生学（Bionics）仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。

仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。

从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。

仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路。五、智力激励创新法通过召开智力激励会来创新。也称为头脑风暴法。1938年，美国人奥斯本头脑风暴：精神病理学术语，指精神病人的胡思乱想。借用来形容创造性思维的自由奔放。激智集智激智会议要遵循的原则：▲

自由畅想原则解放思想、大胆想象、畅所欲言、不惧权威、不允许批评别人的设想、不搞少数服从多数▲延迟评判原则不过早下结论，既不肯定，也不否定。▲以量求质原则多而广地提出新建议，越是增加设想的数量，越可能获得有价值的创意。集智会议要遵循的原则：▲综合改善原则“三个臭皮匠，凑成一个诸葛亮”闲篇例子：电缆线积雪问题美国北方