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1、1先进设计系统机械系统设计n第 8 章 生产线n第 9 章 概念设计n第 10章 总体设计n第 11章 详细设计n第 12章 设计评价n第第13章章 创新设计创新设计n第 14章 虚拟设计n第 15章 智能设计先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计2第第13章章 创创新新设计设计n13.1创创新新设计设计的概念与内容的概念与内容n13.2 创新精神与创新能力n13.3 创新思维n13.4 发明问题解决理论TRIZn13.5 创新支持系统ISS先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计313.1创新设计的概念与内容创新设计的概念与内容13.1.1创新设计的定义、作用与分类
2、创新设计的定义、作用与分类13.1.2产品系统的创新设计产品系统的创新设计先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计413.1.1创新设计的定义、作用与分类创新设计的定义、作用与分类创创新新设计设计的定的定义义创创新新设计设计的作用的作用3.创创新新设计设计的分的分类类先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计5创创新新设计设计的定的定义义n创新是创造一种新事物的活动。n创新是设计的应有之义，并贯穿于设计全过程中。n一个技术产品的设计进程由四个主要环节组成：n产品规划产品规划（product planning），n概念设计概念设计（conceptual design，国内传
3、统上称方案设计），n具体设计具体设计（embodiment design，国内传统上也称技术设计），n详细设计详细设计（detail design，国内传统上称施工设计或工艺设计）。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计6创创新新设计设计的定的定义义德国的Beitz 及Pahl将设计分为三类：n新型设计新型设计：是在概念设计阶段产生一个全新的原理解，以满足给定的设计要求；n适应性设计适应性设计：是对已有产品的工作原理作适当改进，以满足对产品新的要求；n变参数设计变参数设计：是不改变已有产品的工作原理，对其某些零部件改进设计。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计7创
4、创新新设计设计的定的定义义根据设计活动中创造性的大小，将设计分为如下三类：n常常规规设设计计：以成熟产品结构为基础，运用常规方法进行的产品设计。它在工业生产中大量存在，是一种经常性的工作。n革革新新设设计计：为增加原有产品的功能、适用范围，提高其性能或改进其结构、尺寸或外形的变变型型设设计计。它是对已有产品的改进，也称为改改进设计进设计。它“推陈出新”。常规与创新的中间。n创创新新设设计计：是提供具有社会价值的、新颖而独特成果的设计，是产生新的工作原理并将其实现的设计。它是“无中生有”。n创新设计创新设计：在设计中采用新的技术手段、技术原理和非常规的方在设计中采用新的技术手段、技术原理和非常规
5、的方法而进行的设计法而进行的设计。即一切非常规设计，包含革新设计或改进设计。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计8创新设计的作用创新设计的作用 提提高高产产品品的的竞竞争争能能力力。国际经济竞争非常激烈，关键是看能否生产出适销对路的新产品，要求设计者必须打破常规，充分发挥自己的创造力。满满足足市市场场需需求求。新产品问世，进一步刺刺激激了人们的需求，增大了人们对商品的选择，也使需需求求层层次次不不断提高断提高。使各项技术组合成综合优势使各项技术组合成综合优势。对高新技术产品的设高新技术产品的设计计往往需要有针对性地进行创新设计，使设计的产品处于竞争优势。任何单项技术的好坏都是有
6、条件的、相对的，通过创新设计，恰到好处地使各种技术形成总体最佳总体最佳的效果。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计93.3.创新设计的分类创新设计的分类 n传统设计源远流长，而创新设计包罗万象。n创新设计的分类：n按创新设计按创新设计程度程度进行分类进行分类：发明发明型创新设计；实用实用型创新设计；技术革新技术革新型创新设计；合理建议合理建议型创新设计。n按创新设计按创新设计对象对象进行分类进行分类：产品功能产品功能创新设计；产品外观产品外观创新设计；生产工艺生产工艺创新设计；生产管理生产管理创新设计。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计103.3.创新设计的分
7、类创新设计的分类(续1)n按按创创新新设计设计规规模模进进行分行分类类：大大型创新设计项目；中中型创新设计项目；小小型创新设计项目。n按按创创新新设计设计创创意意进进行分行分类类：需要吸引需要吸引型创新设计；技技术术推推动动型创新设计。n按创新设计按创新设计组织组织进行分类进行分类：个人个人创新设计；集体集体创新设计。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计1113.1.2产品系统的创新设计产品系统的创新设计1.产品系统创新设计的含义产品系统创新设计的含义2.产品系统创新设计的内容产品系统创新设计的内容先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计121.产品系统创新设计的含
8、义产品系统创新设计的含义n通通过过设设计计人人员员的的创创新新思思维维、运运用用创创新新设设计计理理论论和和方方法法设设计计出出结构新颖、性能优良和高效的产品结构新颖、性能优良和高效的产品。创新设计的含义是十分广泛的。n设计本身就应具有创新。照搬照抄是不可能进行创新设计的。创新设计本身也存在创新多少和水平高低之分。判断创新设计的关键是新颖性，在原理、结构、组合方式上要新。构思一种新的工作原理原理就可创造出一种新产品产品。例例：激光技术的应用，产生了激光加工机床激光加工机床。创造一种新结构结构的执行机构就可造就一种新产品产品。例例：抓斗大王包起帆采用了多自由度的差动滑轮组和复式滑轮机构创造发明了
9、“异步抓斗异步抓斗”。采用新的组合方式组合方式也可创造出一种新产品产品。例例：美国阿波罗飞船阿波罗飞船通过选用现有的零部件组合而成。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计132.产品系统创新设计的内容产品系统创新设计的内容n 原原理理方方案案的的创创新新设设计计：这是属于概念设计或方案设计范畴的，其中包括新功能的构思、功能分析和功能结构设计、功能的原理解创新、功能元的结构解创新、结构解组成创新等等。n 零零部部件件的的创创新新设设计计：这是在结构设计阶段进行设计创新，其中包括对零部件新结构的设计，以提高工作性能、减小尺寸重量；采用新材料，以提高零部件的强度、刚度和使用寿命。n 产
10、产品品造造型型的的创创新新设设计计：为了增强产品的竞争力，我们应该对产品的造型、色彩、面饰等进行创新设计。造型设计得法，使用者心情舒畅、爱不释手，产品功能得到充分的体现。n产品系统创新设计的内容最关键关键的是：原理方案的创新设计原理方案的创新设计。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计14第第13章章 创创新新设计设计n13.1 创创新新设计设计的概念与内容的概念与内容n13.2创创新精神与新精神与创创新能力新能力n13.3 创新思维n13.4 发明问题解决理论TRIZn13.5 创新支持系统ISS先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计1513.2创创新精神与新精神
11、与创创新能力新能力13.2.1创创新人格中的新人格中的创创新精神新精神13.2.2创创新精神中的新精神中的创创新能力新能力13.2.3创创造活造活动动的一般的一般过过程与特性程与特性先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计1613.2.1创创新人格中的新人格中的创创新精神新精神1.创创新人格的含新人格的含义义2.创创新人格的构成新人格的构成先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计171.创创新人格的含新人格的含义义n人人格格：是指个人在社会中的地位、作用、尊严、价值和品格的总和。而最能体现人的价值和品格的是创新素质 袁隆平，杂交水稻，世界推广已增产1万亿kg,20亿人吃
12、1年n创新人格创新人格：具有创新素质和创新精神的人才个性n创新人才创新人才：具有创新人格的人才n创新人格的核心是创新精神 创新精神又是由创新能力和创新价值观组合而成先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计182.创创新人格的构成新人格的构成n创新人格的主要构成因素:图13-1。注；注；表示促进关系，表示促进关系，表示组合关系表示组合关系图图13-1创新人格及其组成关系示意图创新人格及其组成关系示意图（创新实践社会化）（创新实践社会化）（创新动机社会化）（创新动机社会化）创新能力创新能力创新人格创新人格创新精神创新精神开拓精神开拓精神独立精神独立精神奉献精神奉献精神合作精神合作精神创
13、新价值观创新价值观创新意识创新意识创新认知创新认知创新思维创新思维创新行为创新行为精神精神动动力基力基础础：5个要素行行为为方式基方式基础础：创新能力4个要素n奉献精神、开拓精神的形成过程创新意识和创新认知中动动机机要要素素不不断断社会化社会化的过程。n独立精神、合作精神的形成过程创新思维和创新行为中实实践要素不断社会化践要素不断社会化的过程。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计1913.2.2创创新精神中的新精神中的创创新能力新能力1.创创新精神的含新精神的含义义2.创创新行新行为为的特征的特征3.创创新能力的含新能力的含义义先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设
14、计201.1.创创新精神的含新精神的含义义n广广义义的的创创新新精精神神：创新者所具有的智力心理品质与非智力心理品质的有机结合和升华以及由此产生的实际创造活力。n狭狭义义的的创创新新精精神神：是指创新者在知识创新和科技创新活动中所具有的创新行为、创新能力、创新意识、创新方法的有机结合和升华以及由此体现的实际创造活力。n思想是行为的指导，行为是思想的外化。n创创新新行行为为：是创新人才所具有的创新精神在一定条件下的外部显露。n通过创新行为的特征可了解创新精神的实质内容和本质特点先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计212.创新行为的特征创新行为的特征n冒冒险险性性。创新有可能一败涂
15、地。创新行为需要感情的热烈迸发，敢于冒险。n反叛性反叛性。创新就是敢于突破和反叛。批判与创新互为条件。n独立性独立性。独立思维将导致标新立异、别开生面、不怕讽刺n理智性理智性。创新行为需要感情的冷静收敛。知识结构以及学科知识联系将使行为更为理智n坚韧坚韧性性。创新行为具有愈败愈战、愈战愈强的品质。专注性和好奇性思维使创新行为极具坚韧性。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计222.创新行为的特征创新行为的特征(续1)n实验实验性性。创新是人们脑体并用、身心合一的创新过程。实验环节可为人们的探索提供条件，以不断改变方法。n直直觉觉性性。由于创新思维具有依靠直觉把握事物要点的特性，这
16、一性质决定了人们的创新行为具有直觉性。n新新颖颖性性。创新行为的本质特征就是求新、求异，新颖性是决定创新成果有无生命力和竞争力的关键。n合作性合作性。高水平创新，须依靠多学科、专业、人员的合作。合作可以使个人有限的智力和精力得到多级放大，也可以改善创新人才的人际关系，增强创新素质。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计233.3.创创新能力的新能力的组组成成n能力能力：是指人们有效地完成某一活动所必备的心理条件，是智力因素和非智力因素在有机协调上的集成。组组成成：n观观察能力察能力。观观察察：是人们有目的、有计划、有控制的知觉。培养5方面：坚持观察的客观性、全面性、理论性、分析性
17、、科学性。n思思维维能力能力。表现为问题性、广阔性、深刻性、独立性、敏捷性。善于发现问题；透过现象看本质；独立思考和分析；准确抓问题关键。n想想象象能能力力。想想象象：是人脑对记忆的表象进行加工并形成事物新形象的心理活动。亚里士多德：想象力是发现、发明等一切创造性活动的源泉。n操作能力操作能力。包含两类：计算机应用技能：学习和工作须用计算机。实验技能：应贯彻实验的客观性、理论性、整体性、可重复性原则。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计2413.2.3创创造活造活动动的一般的一般过过程与特性程与特性1.创创造造过过程的程的4个个阶阶段段2.创创造活造活动动的特性的特性先进设计系
18、统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计251.1.创创造造过过程的程的4 4个个阶阶段段准准备备期期：包括发现问题，明确创新目标，初步分析问题，搜集充分充分的资料。酝酝酿酿期期：通过长长期期思考与试验，对问题做各种试探性解决。寻求满足设计目的要求的技术原理以及对各种可能设计方案的构思。常需要加以变换、分解、组合。明明朗朗期期：经过长期的酝酿、潜伏或不同寻常的观念和办法，使问题的解决一下子豁然开朗。创新性设计中顿顿悟悟的出现有时是受到偶然偶然因素的启发产生的，有时灵感灵感出现。验证期验证期：即对新想法进行检验和证明，并完善创造性成果先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计262.
19、2.创创造活造活动动的特性的特性目目的的性性：任何形式的创造，包括创新性设计，其主体都是具有主观能动性的人，并且是一种有目的的活动。新新颖颖性性：创造不是单纯的重复和模仿，而是在自己、前人或他人已经获得的结果基础上的新扩展、新开拓。它所追求的是新奇、新颖、独特和非重复性的结果。价价值值性性：创造必须体现为一定的价值。这种价值可以包括学术价值、经济价值、审美价值等多方面。发明和设计创造的价值主要看其经济价值以及实用性、有效性、可靠性。探探索索性性：创造通常是在知识、手段、方法等不甚充分的条件下进行的活动。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计27第第13章章 创创新新设计设计n13
20、.1 创创新新设计设计的概念与内容的概念与内容n13.2 创创新精神与新精神与创创新能力新能力n13.3创创新思新思维维n13.4 发明问题解决理论TRIZn13.5 创新支持系统ISS先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计2813.3 13.3 创新思维创新思维13.3.1思思维维的两种基本形式的两种基本形式13.3.2灵活思灵活思维维的几种表的几种表现现形式形式13.3.3创创新思新思维维与与创创新新设计设计先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计2913.3.1思思维维的两种基本形式的两种基本形式1.思思维维的定的定义义2.思思维维的两种基本形式的两种基本形式先
21、进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计301.1.思思维维的定的定义义n考察设计者在设计中的思维，对于创新设计具有重要的意义。设计是从市场需求出发寻求满足约束条件的目标解(产品)的过程。设计行为是思维活动的反映，因而与人的思维密切相关。n思思维维：ThinkingThinkingn作用：思维是心灵的中枢。作用：思维是心灵的中枢。n定义：思维定义：思维是人是人脑对脑对知识、知识、信息信息进行进行加工、加工、处理的活动处理的活动。n思思维维的特征：直接和的特征：直接和间间接、形象和抽象、接、形象和抽象、发发散和收散和收敛敛等。等。n思思维维的目的：解决的目的：解决问题问题。先进设计系统
22、先进设计系统第第13章章创新设计创新设计31不同学科对思维的理解n哲哲学学：一一般般把把思思维维活活动动看看作作人人的的理理性性认认识识，是是指指人人在在获获得得感感性性认认识识之后所进行的思维活动。即思想，或思考。它通常是指之后所进行的思维活动。即思想，或思考。它通常是指抽象抽象思思维维。n逻逻辑辑学学：专专门门研研究究人人的的思思维维形形式式及及规规律律。其其思思维维形形式式是是指指思思维维所所形形成成的的概概念念、判判断断和和推推理理。主主要要是是从从概概念念进进行行判判断断和和推推理理来来理理解解思思维维。它通常是指它通常是指抽象抽象思思维维，即即逻辑逻辑思思维维。n心心理理学学：把把
23、人人的的思思维维当当作作心心理理活活动动的的自自然然过过程程来来研研究究。重重在在揭揭示示思思维维的的发发生生、发发展展及及思思维维在在人人的的不不同同生生理理发发展展阶阶段段上上的的特特征征。它它通通常常也是指也是指抽象抽象思思维维。一般不讲形象一般不讲形象思思维维。n美美学学：是是研研究究人人对对对对象象的的审审美美关关系系的的科科学学。必必然然研研究究审审美美过过程程的的思思维维问问题题。它它通通常常是是指指形形象象思思维维，或或艺艺术术思思维维。形形象象思思维维是是在在感感知知、想象、理解和情感这四种心理因素的统一中所进行的思维活动想象、理解和情感这四种心理因素的统一中所进行的思维活动
24、。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计322.2.思思维维的两种基本形式的两种基本形式n德国莱布尼兹，充足理由律充足理由律：在思维过程中，一个思想被确定为真，总是有充足理由的。n根据思维是否符合充足理由律可分为：逻辑思维和灵活思维。n逻辑逻辑思思维维：建立在建立在理由充足理由充足基础上的基础上的思思维维活动。如活动。如：某判决书。是人脑对客观现实的间接和概括的反映，是认识过程的高级阶段。n分类：形式逻辑、数理逻辑和辩证逻辑。n特点：自觉性、过程性、必然性、间接性和有序性。n思思维维形式有三种：概念、判断、推理。形式有三种：概念、判断、推理。n概念：是人概念：是人脑对脑对事物的一
25、般特征和本事物的一般特征和本质质特征的反映。特征的反映。是思维的“细胞”。n判断：是人判断：是人脑对脑对事物之事物之间间关系的反映。关系的反映。n推理：是从一个或几个已知判断中推出新的判断。主要包括推理：是从一个或几个已知判断中推出新的判断。主要包括 归纳归纳推理：推理：从具体到抽象。从特殊到一般。演演绎绎推理：推理：从抽象到具体。从一般到特殊。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计332.2.思思维维的两种基本形式的两种基本形式n操作方法：分析、综合、比较、抽象、概括、归纳和演绎。n分析：分析：是把事物整体分解为部分进行思考的过程。n综综合：合：是把事物的各部分联系起来思考的过
26、程。n比较：比较：是把事物加以对比，确定异同点的过程。n抽象抽象：是把事物的本质特征和非本质特征区分开来的过程。n概括概括：是把事物共有的特征分出来并联合起来的过程。n逻辑逻辑思思维维称为词语词语思思维维，是用语言进行的。n逻辑逻辑思思维维称为抽象思抽象思维维，以抽象化的概念作为其思维元素。n逻辑逻辑思思维维称为收收敛敛思思维维，归纳和综合大量设想而得出 解决问题的一个好答案。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计342.2.思思维维的两种基本形式的两种基本形式(续1)n灵活思灵活思维维：建立在建立在理由不充足理由不充足基础上的基础上的思思维维活动。如活动。如：魏格纳漂移说。n又
27、称为非非逻辑逻辑思思维维或非非词语词语思思维维。n特点特点：自发性、跳跃性、偶然性、直接性和无序性。n灵活思灵活思维维称为形象思形象思维维，以形象化的表象表象作为其思维元素。n按哲学说，表象表象发生于知觉和理性认识之间，它是感性认识。n灵灵活活思思维维称为发发散散思思维维，在解决问题时，根据问题提供的信息，沿不同方向和角度进行设想，得出各种可能的答案。n发发散散思思维维是将创造原点抽象化，由原始解出发辐射出多根思维射线，其终点常常是一些创新解。我们也有可能已经掌握了一个原始解，以其为出发点，去寻找更多更好的解。这些新解不一定是原始解的变异，它很可能是在保证系统功能前提下，一种新的原理和系统。先
28、进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计3513.3.2灵活思灵活思维维的几种表的几种表现现形式形式1.想象思想象思维维2.直直觉觉思思维维3.灵感思灵感思维维4.相似思相似思维维5.相异思相异思维维先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计361.1.想象思想象思维维n想象想象：是对记忆中的表象进行加工后而产生新形象的思维形式。它在类比法、模型法和思维实验中都有重要作用。它是思维力和创造力的基础。n想象的主要方式：n联想：它是由一事物引发、通过联系头脑中表象而想到另一事物的思维形式。是一种由此及彼的想象。联想的形式有：相近、相似、对比、因果、从属和遥远联想等。n幻想：是自
29、由奔放的、完全超脱现实的企盼，它建立在理性的智慧之上。n猜想：是在一定观察实验的基础上所进行的假设性想象，它常指出活动方向。n空想：既无明确的目标又不可能实现的思考。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计37智能测验答4最奔放的答案最奔放的答案先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计381.1.想象思想象思维维n在进行想象时，应注意：n想象的合理性合理性。因为它必须在掌握大量的材料、经验和知识的前提下来进行，有一定明确的目标。n想象的有效性有效性。因为想象毕竟不是事实，它必须由实践来检验其正确性。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计391.1.想象思想
30、象思维维例例：移运设备传统方法 (图13-2a)的缺点是：效率低；转向困难；易伤地面。(a)移运设备的传统方法移运设备的传统方法v被移设备被移设备钢管钢管防脱螺丝防脱螺丝被移设备被移设备转盘转盘上钢板上钢板滚子链条滚子链条下钢板下钢板(b)链条式脚车链条式脚车n有人联想坦克履带和自行车链条，发明了链条式脚车链条式脚车(图13-2b)，提高了效率，但因滚子太小，仍伤地面图图13-213-2设备移运脚车的创新设备移运脚车的创新先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计401.1.想象思想象思维维 例例：移运设备方法n又有人联想中国过去的四人抬轿原理，又有人联想中国过去的四人抬轿原理，发明
31、了车轮式脚车发明了车轮式脚车(图图13-213-2c c)，其两轮轴都其两轮轴都能绕承重桥轴转动，形成一种自由度结构。能绕承重桥轴转动，形成一种自由度结构。在每台被移设备下安放四辆脚车。在每台被移设备下安放四辆脚车。图13-2 设备移运脚车的创新负载负载(c c)车轮式脚车车轮式脚车轮轴轮轴千斤顶千斤顶承重桥轴承重桥轴n为解决在重载下转向问题，联想为解决在重载下转向问题，联想“要从要从一摞书底下抽出一本书的动作一摞书底下抽出一本书的动作”，在承重，在承重桥底下装一螺旋千斤顶，转向时用于托起桥底下装一螺旋千斤顶，转向时用于托起设备使车轮卸载，满足了容易转向、不伤设备使车轮卸载，满足了容易转向、不
32、伤地面的要求。地面的要求。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计412.2.直直觉觉思思维维n它它是是一一种种不不受受逻逻辑辑规规则则约约束束而而直直接接得得出出问问题题答答案案或或直直接接领领悟悟事物的本质事物的本质的思维形式。它是思维的的思维形式。它是思维的“感觉感觉”。n特点：特点：自发性、直接性、瞬时性、推测性、随机性、自主性自发性、直接性、瞬时性、推测性、随机性、自主性n直觉可帮助设计者提出设想和作出预见。直觉可帮助设计者提出设想和作出预见。n凭凭直直觉觉从从许许多多可可行行方方案案中中选选出出最最佳佳方方案案，已已成成为为发发明明家家广广泛泛采用的一条发明原理。采用的
33、一条发明原理。n直觉受个人知识和经验局限，直觉受个人知识和经验局限，需实践来检验其正确性需实践来检验其正确性。n一般来说，一般来说，形象形象是人们对外界事物形成的是人们对外界事物形成的直觉直觉概念，概念，想象想象则是以则是以直觉直觉为主体的思维活动。为主体的思维活动。n想象和直觉可以帮助人们思考问题更加灵活和更加全面。想象和直觉可以帮助人们思考问题更加灵活和更加全面。n柏拉图曾说：柏拉图曾说：“直觉是人类智慧的最高层次直觉是人类智慧的最高层次”。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计423.3.灵感思灵感思维维n它它是是人人在在对对某某一一问问题题百百思思不不解解时时因因某某一一
34、事事物物启启发发而而突突然然出现出现解决问题的解决问题的闪光闪光的思维形式。的思维形式。n它是创造想象活动接近突破阶段时出现的它是创造想象活动接近突破阶段时出现的顿悟顿悟。n它它是是由由潜潜意意识识进进入入意意识识产产生生的的。它它不不是是主主动动想想出出来来的的，因而是因而是无法控制无法控制的的,这是它与联想的本质区别。这是它与联想的本质区别。n灵感的特点灵感的特点：过程性、突发性、自发性、瞬时性、飞跃性和模糊性。过程性、突发性、自发性、瞬时性、飞跃性和模糊性。n艰苦思考艰苦思考是产生灵感的基础。是产生灵感的基础。抓住机遇抓住机遇是产生灵感的关键。是产生灵感的关键。身心放松身心放松是产生灵感
35、的有利时机。是产生灵感的有利时机。随手记录随手记录是捕捉灵感的有效方法。是捕捉灵感的有效方法。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计433.3.灵感思灵感思维维(续1)n灵感是长期创造性活动升华的结果。灵感是长期创造性活动升华的结果。n设计者，灵感是在设计者，灵感是在产品知识准备和产品概念酝酿产品知识准备和产品概念酝酿的基础上产的基础上产生的。生的。不需要逻辑推理不需要逻辑推理，就由此及彼。设计者在这时就会，就由此及彼。设计者在这时就会突发奇突发奇“招招”，建构出新的产品概念。，建构出新的产品概念。n例例：美国的：美国的赫威赫威梦见一个尖上带孔的长矛向他刺来梦见一个尖上带孔的长矛
36、向他刺来,意识到意识到缝纫机针眼应靠近针尖缝纫机针眼应靠近针尖。n摆脱习惯性思维的束缚，是触发灵感的一个重要方面。摆脱习惯性思维的束缚，是触发灵感的一个重要方面。常有这种情况，把非常复杂的问题，搁置几天不去想它，常有这种情况，把非常复杂的问题，搁置几天不去想它，再重新研究时，竟很容易解决。再重新研究时，竟很容易解决。n例例：英国工程师皮金顿，一天在帮太太洗碗时，对洗碗水的：英国工程师皮金顿，一天在帮太太洗碗时，对洗碗水的肥皂沫发生了兴趣，顿悟出灵感，设计出一种肥皂沫发生了兴趣，顿悟出灵感，设计出一种制造平板玻制造平板玻璃璃的新方法。的新方法。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计
37、444.4.相似思相似思维维n它利用事物之它利用事物之间间的相似性，的相似性，寻寻求解决求解决问题问题的途径。的途径。n相似性表相似性表现现的方面：的方面：形状、性形状、性质质、原理、功能、原理、功能、结结构、关系和构、关系和过过程。程。n相似思相似思维维的的应应用形式：用形式：类类比、模比、模拟拟、仿生、移植和置、仿生、移植和置换换等。等。n用相似思用相似思维创维创新就是要新就是要“推推陈陈出新出新”。n仿生：指仿生：指对对自然界的某些生物特性自然界的某些生物特性进进行直接或者行直接或者间间接的模仿接的模仿n例例：形状相似：形状相似：飞飞机构件中的机构件中的蜂蜂窝结窝结构构；模仿模仿鸟类鸟类
38、的的飞飞机机；模仿；模仿鱼类鱼类的的潜水艇潜水艇。n例例：功能相似：根据：功能相似：根据金金钱钱豹豹与草与草丛丛相似的皮毛，相似的皮毛，迷惑迷惑敌敌人，保人，保护护自己而自己而发发明的明的迷彩服迷彩服。n例例：结构相似：结构相似：组合机床组合机床和和组合夹具组合夹具与与积木玩具积木玩具是相似的。是相似的。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计45例：例：蜂窝结构蜂窝结构 铝蜂窝板采用“蜂窝式夹层”结构，即以表面涂覆耐候性极佳的装饰涂层之高强度合金铝板作为面、底板与铝蜂窝芯经高温高压复合制造而成的复合板材，具有重量轻、强度高、刚度好、耐蚀性强、性能稳定等特点。由于面、底板之间的空气
39、层被蜂窝分隔成众多封闭孔，热量和声波的传播受到极大的限制，与其他幕墙装饰材料相比，铝蜂窝板具有良好的保温、隔热性能。铝蜂窝板属全铝制造，面、底板、芯材均采用高强度合金铝，是绿色环保产品，易于回收，是新型建材发展方向。铝蜂窝板用途以前只局限在航空领域，近年来随着经济的发展，它的用途逐渐发展到民用领域，如建筑的装饰材料、车辆、船舶的墙板、隔舱等。铝面板铝底板专用薄膜专用薄膜铝蜂窝芯先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计464.4.相似思相似思维维n例例：动作相似：图13-3所示的挖掘机，它由工作装置A、上部转台B、行走装置C、铲斗1、斗杆2、动臂液压缸3、回转液压马达4、油箱5、发动
40、机6、液压泵7、控制阀8、行走液压马达9组成，模仿人手挖土，是很成功的设计图13-3 挖掘机A1BC先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计474.4.相似思相似思维维n例例：动作相似：图13-4所示的搓元宵机也是构思巧妙地模仿人的动作而制作成的，整个机构的动力由旋转圆盘输入，它装配在机架5的一个斜圆孔1内，通过装在圆盘外圈的球形铰链带动连杆2与转动轴销及与连杆固接的工作箱作空间振摆运动，从而使工作箱内的元宵馅在稍许湿润的元宵粉中多方向滚动而制成元宵。图13-4 搓元宵机14先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计485.5.相异思相异思维维n它利用事物的多样性和差异性
41、，从解决问题的已有模式相异的方面，寻求新的解决途径。用相异思维创新就是要“标新立异”。又称求异思求异思维维。n相异思相异思维维有两种应用形式：逆逆向向思思维维：又称反反向向思思维维。它是对现有的解进行分析，对其每一部分提出疑问，想一下“能否不是这样”，会解脱“思维定势”的束缚，引发出好的想法。正正向向思思维维是基本的思维方式。正向思维是直线前进的思维方式，在科学演绎中运用很多，每证实一步就再往前进一步，直到关系成立。迂迂回回思思维维：又称侧侧向向思思维维，或转转向向思思维维。它突出反映了创造性人才的灵活性，用侧面代替正面，用间接代替直接，用阶段前进代替一步到位等等。先进设计系统先进设计系统第第
42、13章章创新设计创新设计4913.3.3创创新思新思维维与与创创新新设计设计1.逻辑逻辑思思维维与灵活思与灵活思维维的关系的关系2.灵活思灵活思维维是是设计设计的中心因素的中心因素3.创创新思新思维维的特性的特性4.促促发创发创新思新思维维的外部因素的外部因素5.影响影响创创新新设计设计的因素的因素先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计501.逻辑逻辑思思维维与灵活思与灵活思维维的关系的关系n逻辑思维研究确定性确定性的规律；灵活思维研究可能性可能性的规律。n逻辑逻辑思思维维和灵活思和灵活思维维是是对对立的立的。思维总是始于问题。灵活思维是从多个不同的角度去思考问题，强调灵活和新颖
43、。逻辑思维是从同一个角度去思考问题，强调规则和严密。n逻辑逻辑思思维维和灵活思和灵活思维维是相互依存、相互作用的是相互依存、相互作用的。为解决问题，要找出尽可能多的方案，就需要灵活思维的“发散能力”；要在多种方案中作出抉择，则需要逻辑思维的“收敛能力”。设计设计成果是在成果是在这这两两类类思思维维方式相互作用所形成的方式相互作用所形成的“张张力力”之下之下产产生的生的。发散能力需要分析和归纳能力，收敛能力需要直觉和联想能力。数学家借助草稿纸上的符号和图形来推导公式。军事家通过地图或沙盘来考虑作战方针。n总之，逻辑思维和灵活思维的关系是对立统一的关系逻辑思维和灵活思维的关系是对立统一的关系。相互
44、补充和促进。逻辑思维是在一地向深处挖井，灵活思维是在各地试着挖井，两种挖井。创新思维创新思维是逻辑思维和灵活思维的综合，是包括渐变和突变在内的思维过程是逻辑思维和灵活思维的综合，是包括渐变和突变在内的思维过程。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计512.2.灵活思灵活思维维是是设计设计的中心因素的中心因素n设设计计过过程程是是以以逻逻辑辑思思维维为为基基础础的的灵灵活活思思维维过过程程。许许多多物物体体的的形形状状、功功能能、尺尺寸寸和和外外观观是是设设计计者者借借助助灵灵活活思思维维设设计计而而成成的的。几几乎乎每每件件人人工工制制品品的的存存在在，都都能能反反映映出出设设计
45、计者者头头脑脑中中创创造造的的形形成成的的过过程程。要要设设计计一一台台机机器器，设设计计者者常常常常凭凭借借对对正正确确性性和和合合适适性性的的本本能能感感觉觉，在在该该机机器器上上反反映映出出他他那那独独特特的的灵灵活活思思维维。虽虽然然有有些些参参数数的的确确定定依依赖赖于科学于科学计计算，但算，但灵活思灵活思维维在在设计设计中仍占主要地位中仍占主要地位。n对对于于设设计计来来说说，灵灵活活思思维维是是矛矛盾盾的的主主要要方方面面。例例：早早期期的的高高速速火火车车车车厢厢，控控制制仪仪器器，在在遇遇到到风风雪雪天天气气时时不不能能工工作作，因因为为风风扇扇把把外外面面的的雪雪吸吸入入到
46、到内内部部的的电电气气系系统统里里。因因此此，认认为为设设计计就就是是计计算算，仅仅把把设计设计作作为为数学数学问题时问题时，就会，就会导导致不堪致不堪设设想的后果。想的后果。n人人们们在在学学校校一一直直接接受受逻逻辑辑思思维维的的教教育育。在在提提倡倡创创新新思思维维时时，千千万万不不可可反反对对逻逻辑辑思思维维。逻逻辑辑思思维维是是创创新新的的基基础础，因因此此，设设计计者者要要在在加加强强科学修养的基科学修养的基础础上，重上，重视视培养自己的灵活思培养自己的灵活思维维能力。能力。n总总之，之，设计设计不只是不只是计计算和推理。算和推理。设计设计的中心要素是灵活思的中心要素是灵活思维维。
47、先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计523.3.创创新思新思维维的特性的特性自信性自信性。自信属非智力的心理因素。自信属非智力的心理因素。使创新成为稳定自觉行动使创新成为稳定自觉行动批判性批判性。任何新事物都是在批判。任何新事物都是在批判或否定旧事物的基础上完善起来的或否定旧事物的基础上完善起来的独特性独特性。代表着新颖性，。代表着新颖性，其思维角度、思维方法和思维路线别具一格其思维角度、思维方法和思维路线别具一格认知性认知性。知识结构不仅应具有综合性，。知识结构不仅应具有综合性，还应具有合理性，有实效还应具有合理性，有实效好奇性好奇性。好奇是思维上的动力。好奇是思维上的动力。
48、居里夫人将其誉为居里夫人将其誉为“人类第一美德人类第一美德”专注性专注性。具有创新思维的人，。具有创新思维的人，在思考问题时往往能够做到专心致志。在思考问题时往往能够做到专心致志。多向性多向性。具有广阔的思维空间、层面、方位和灵活的选择范围。具有广阔的思维空间、层面、方位和灵活的选择范围形象性形象性。图形、图表以及物体的空间构造。图形、图表以及物体的空间构造等能促进人进行创新思考等能促进人进行创新思考突发性突发性。当人的思维达到高潮时，往往会突发奇想，灵感降临。当人的思维达到高潮时，往往会突发奇想，灵感降临n经过创新思维和创新行为的联合作用，经过创新思维和创新行为的联合作用，才能形成一个人的创
49、新能力才能形成一个人的创新能力先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计534.4.促促发创发创新思新思维维的外部因素的外部因素n促发创新思维的促发创新思维的外部因素外部因素有：有：n激激发发创创造造激激情情：只只有有在在激激情情的的支支配配下下，人人脑脑的的智智力力活活动动才才能能被被高高度度激激发发，形形成成突突发发灵灵感感。这这种种创创造造激激情情可可能能由由市市场场压压力力或或诱诱惑惑等等经经济济因因素素促促成成；也也可可能能出出自自科科学学家家的的崇崇高高事事业业心心，也可能出自政治需要。也可能出自政治需要。n增增强强信信息息获获取取方方式式：创创造造建建立立在在大大量量知
50、知识识和和信信息息基基础础上上，尤尤其其是是处处在在科科技技高高度度发发达达的的年年代代，有有关关新新技技术术信信息息显显得得特特别别重要，往往一项新技术的发明会引发出一连串的发明创造重要，往往一项新技术的发明会引发出一连串的发明创造n促促进进知知识识融融合合：创创造造发发明明往往往往是是多多学学科科知知识识融融合合的的结结果果。一一个个发发明明人人大大脑脑中中储储存存的的知知识识不不足足以以构构成成所所求求的的解解。创创造造各各种条件让不同学科的人交流，是促进科学创新的重要手段。种条件让不同学科的人交流，是促进科学创新的重要手段。先进设计系统先进设计系统第第13章章创新设计创新设计545.5