系统化设计和创造性设计法.ppt

第10章系统化设计和创造性设计法 XDesignMethodology 第10章系统化设计法和创造性设计法 内容简介 在产品开发和提高工程设计水平的工作中 科学的设计方法日益受到重视 在设计方法的研究过程中发展的 设计方法学 是研究设计程序 设计规律 设计中思维和工作方法的一门综合性学科 它的基础包括系统工程学 创造工程学 优化理论等多种现代科学理论 设计方法学主要介绍系统化设计法和创造性设计法 设计方法学的研究与应用对提高产品设计的效率与质量 实现产品设计方法科学化有着重要作用 本章介绍了如下内容 设计方法学涵义及其研究内容 系统化设计法 创造性设计法 10 1概述 工业产品设计是一种创造性活动 产品设计的结果将直接影响产品性能 质量 成本和企业经济效益 由于在产品开发和提高产品设计水平的工作中 科学的设计方法起着重要的作用 因此 加强对产品设计方法的研究有着十分重要的意义 从20世纪60年代以来 工业发达国家对设计方法的研究有了迅速的发展 不同的国家已形成了各自的研究体系和独特风格 比较有代表性的如 德国的学者和工程技术人员着重进行设计模式的研究 即着重研究设计的过程 步骤和规律 并对设计过程进行系统化的逻辑分析 将成熟的设计模式 解法等编成规范供设计人员参考 使设计的方法步骤规范化 美 英等国则偏重创造性设计的研究 并在优化 价值工程 可靠性设计和计算机辅助设计方面做出了杰出工作 日本则在开发创造工程学和自动设计方面做了重要工作 并强调工业设计 形成了东方文化和高科技相结合的风格 虽然各国在研究的设计方法内容上各有侧重 但共同的特点都是总结设计规律 启发创造性 采用现代化的先进理论和方法使设计过程自动化 合理化 其目的是为了提高设计水平和质量 设计出更多功能全 性能好 成本低 外形美的产品 以满足社会的需求和适应日趋尖锐的市场竞争 各国在设计方法学研究过程中 发展了 设计方法学 DesignMethodology 这门学科 从而使它成为现代设计方法的一个重要组成部分 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 设计方法学所研究的内容包括 1 设计过程及程序设计方法学从系统观点出发来研究产品的设计过程 它将产品 即设计对象 视为由输入 转换 输出三要素组成的系统 重点讨论将功能要求转化为产品结构图纸的这一设计过程 并分析设计过程的特点 总结设计过程的思维规律 寻求合理的设计程序 2 设计思维设计是一种创新 设计思维应是创造性思维 设计方法学通过研究设计中的思维规律 总结设计人员科学的创造性的思维方法和技术 3 设计评价设计方案的优劣如何评价 其核心取决于设计评价指标体系 设计方法学研究和总结评价指标体系的建立 以及应用价值工程和多目标优化设计技术进行各种定性 定量的综合评价方法 4 设计信息设计方法学研究设计信息库的建立和应用 即探讨如何把分散在不同学科领域的大量设计信息集中起来 建立各种设计信息库 使之可通过计算机等先进设备方便快速地调阅参考 5 现代设计理论与方法的应用为了改善设计质量 加快设计进度 设计方法学研究如何把不断涌现出的各种现代设计理论与方法应用到设计过程中去 以进一步促进设计自动化的实现 由上述可知 设计方法学是在深入研究设计过程本质的基础上 以系统论的观点研究设计进程和具体设计方法的科学 其目的是总结设计规律性 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 创造性产品设计人才 下面先介绍 技术过程与技术系统的概念 然后 再说明采用系统化设计法进行 原理方案设计 时的 功能分析法 10 2系统化设计法 与传统的分析设计方法不同 系统化设计法是将工程设计任务或机电产品看作技术系统 用系统工程方法进行分析和综合 并且按产品或系统开发的进程进行设计 以求获得最佳的设计方案 10 2 1技术过程与技术系统 设计的目的是为满足一定的生产或生活需求 为了满足这种客观要求 常需经过一定的过程 例如 为得到合乎一定要求的轴类零件 可通过车削过程来实现 轴的坯料通过车削过程 其形状 尺寸 表面性质等产生了一定变化 得到了合乎要求的轴 满足了客观需求 这一过程可应用金属切削理论中的车削原理 并由操作者通过车床实现 当然 车削不是满足这一需求的唯一过程 还可以视条件采取轧制 锻造 磨削 激光成型等过程 由此例可以看出 满足需求的过程体现了某种工作原理 而且这个过程可在预定的环境条件下 由操作者通过一定的 实现体系 车床 或冷轧机 精密锻机 磨床 激光成型机等 来完成 如图10 a所示 图10 a客观需求的满足 人们的设计对象常是这一过程或它所用的实体系统 而人类的客观需求则是设计的原始依据 这个实体系统称为技术系统 而它所服务的过程则称为技术过程 通过技术过程 某种客体产生转换 使人们的客观需求得到了满足 在技术过程中接受操作者及技术系统施加的作用 从而自己的状态产生改变或转换 使客观需求得到满足的物质称为作业对象 或处理对象 对所有技术过程而言 作业对象可归纳为能量 物料和信息三大类 例如 加工过程中的坯料 发电过程中的电量 控制过程中的电子信号等 只有在技术过程中转换了状态 满足了需求 才是作业对象 技术过程是一个人工过程 通过这一过程 使作业对象在一定环境条件下 经过操作者及技术系统共同施加的作用 有计划 有目的地产生预期的转变 获得能满足客观需求的结果 因此 技术过程是在人 技术系统 环境这一大系统中完成的 满足一定需求的技术过程不是唯一的 因而相对应的技术系统也是不同的 技术过程的实现必须依据一定的工作原理 例如前述轴的车削技术过程 它的工作原理就是车削原理 设计的目的是为满足一定的生产或生活需求 例如 为得到某种复杂形状的金属零件 可通过编程在加工中心上对 坯料 进行加工 即 对所有技术过程而言 作业对象可归纳为 三大类 只有在技术过程中转换了状态 满足了需求才是作业对象 技术系统是确定的人工系统的通称 它是以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统 它和操作者一起在技术过程中发挥预定的作用 使作业对象进行有目的的转换或变化 它可以是机械系统 也可以是电气或其他系统 可以是机构 也可以是仪器 机器或成套设备 技术系统及其作业对象等用示意图10 1表示 图10 1技术系统 图10 2所示为冲床技术系统示意图 图10 2冲床技术系统 研究技术过程的目的在于寻求和合理确定满足客观需求的最佳设计目标 设计中选定技术过程的重要作用在于它从根本上决定了解答方案的方向 通过技术过程分析选定的最佳设计目标 可能是满足客观需求的技术过程 也可能是实现所定技术过程的技术系统 因此 一个技术系统实质就是一个转换装置 通常 主要传递信息流的技术系统统称为仪器 主要传递能量流与物料流的 称为机器 其中有的机器以转换量能为主 如电机 汽轮机 锅炉 有的以转换物料为主 如机床 管道输送系统等 系统化设计法是把设计对象看作一个完整的技术系统 然后用系统工程方法对系统各要素进行分析与综合 使系统内部协调一致 并使系统与环境相互协调 以获整体最优设计 运用系统化设计方法进行原理方案设计的主要步骤为 1 明确设计任务把设计任务作为更大系统的一部分 研究社会需求与技术发展趋势 确定设计目标 并分析设计的产品将产生的社会 经济 技术效果 在尽可能全面掌握有关信息 深入掌握需求实质的基础上 以表格形式编写出设计要求表 它将作为设计与评价的依据 2 确定系统的整体目的性 总功能把设计对象看作黑箱 通过系统与环境的输入和输出 明确系统的整体功能目标和约束条件 由功能出发去决定系统内部结构 3 进行功能分解系统是由相互联系的分层次的诸要素组成 这是系统的可分解性和相关性 通过功能分析把总功能分解为相互联系的分功能 功能元 使问题变得易于求解 分功能的相互联系可用功能树或功能结构图表达 4 分功能求解 5 将分功能解综合为整体解 原理方案用形态学矩阵表达分功能求解的结果 将相容的分功能解综合为整体方案 综合时从最重要的分功能的较优解出发 追求整体最优 整体原则是系统方法的核心 这一原则认为 任何系统都是由部分组成的 但整体不等于部分的机械相加 这是由于各部分之间的相互作用 关系和层次产生了系统的整体特征 最后组成几个整体方案 通过评价比较 筛选出或综合为1 2个原理方案 作为继续进行技术设计的基础 可见系统设计可以成为产品设计特别是原理方案设计的有力工具 对开阔设计思想 提高设计水平起有益的作用 10 2 2功能分析法 技术系统的用途或所具有的特定工作能力称为其功能 也可以说功能是技术系统所具有的转化作业对象的特性 技术系统所具有的功能 是完成技术过程的根本特性 设计产品不是着眼于产品的本身 而是通过某种物理形态体现出用户所需求的功能 功能分析法是系统化设计中探寻功能原理方案的主要方法 这种方法将复杂系统的总功能通过功能分析化为简单的功能元求解 再进行组合 得系统的多种解法 优越性十分明显 图10 3列示了功能分析法的设计步骤及各阶段应用的主要方法 图10 3功能分析法的步骤及方法 1 总功能分析 原理方案设计阶段 第一步是原理方案拟定 在系统化设计中 原理方案拟定一般是从功能分析入手 利用创造性构思拟出多种方案 通过分析 综合 评价 决策 求得最佳方案 原理方案拟定的功能分析 首先是总功能分析 分析系统的总功能常采用 黑箱法 黑箱法是根据系统的输入和输出关系来研究系统功能的一种方法 它将待求的系统看作未知数内容的 黑箱 分析比较系统的输入和输出的能量 物料和信息 其性质或状态上的差别和关系就反映了系统的总功能 因此 可以从输入和输出的差别和关系的比较中找出实现功能的原理方案来 从而把黑箱打开 确定系统的结构 图10 4所示为一般黑箱示意图 方框内部为待设计的技术系统 方框即为系统边界 通过系统的输入和输出 使系统和环境连接起来 图10 4黑箱示意图 图10 5所示为自走式谷物联合收获机的黑箱的示意图 图左边为输入量 右边为输出量 有能量 物料和信息三种形式 图下方表示了外部环境 土壤 湿度 温度 风力等 对收割机工作性能的各种影响因素 图上方表示收获机工作时对外部环境的影响 噪声 废气 振动等 当完成总功能的技术系统确定后 黑箱就变为白箱了 图10 5自走式谷物联合收获机黑箱 2 功能分解 一般工程系统都比较复杂 难以直接求得满足总功能的系统解 因此 一般可按系统分解的原则进行功能分解 通过较简单的功能元去求解 总功能可分解为分功能 二级分功能 功能元 并用树状的功能关系图 功能树图 表达 功能元是直接能求解的功能单元 功能树中前级功能是后级功能的目的功能 而后级功能是前级功能的手段功能 例如 对材料拉伸试验机的功能分解而形成的其功能树为 各分功能 功能元 的关系也可以用类似电气系统线路方式来进行表达 这种表达分功能关系的图为功能结构图 功能结构图可由下面三种基本结构形式组成 见图10 6 串联结构各分功能按顺序相继作用 并联结构各分功能并列作用 回路结构分功能成环状循环回路 体现反馈作用 图10 6功能基本结构形式 3 功能元求解 常用的功能元可分为三类 物理功能元 逻辑功能元和数学功能元 物理功能元是反映系统或设备中能量 物料 信息变化的基本物理作用的 常用的基本物理功能元有功能转换类 功能缩放类 功能联接类 功能传导及离合类 功能存放类等 物理功能元是通过物理效应实现其功能而获得解答的 机械 仪器中常用的物理效应有 力学 液气 电力 磁力 光学 热力 核效应等 同一物理效应可以完成不同的功能 同一功能可以用不同的物理效应实现 数学功能元有加减 乘除 乘方开方 积分微分等四类 逻辑功能元有 与 或 非 三种基本关系 主用于逻辑运算和控制 功能元求解 可参考有关资料或利用各种创造性方法开阔思路去探寻解法 也可利用解法目录来求解 所谓解法目录是把能实现某种功能的各种原理和结构综合在一起的一种表格或分类资料 图10 7所示为物理功能元中的物料运送一解法目录 建立各种类型功能元的解法目录不仅便于设计人员作参考 而且也有利于存入计算机进行计算机辅助设计 图10 7物料运送解法 4 求系统原理解 将各功能元解进行合理组合 就可得到多个系统原理解 进行功能元解的组合常用的方法是形态综合法 它是将系统的功能元列为纵坐标 各功能元的相应解列为横坐标 构成形态学矩阵 如表10 1所示 表10 1系统解的形态学矩阵 从每项功能元中取出一种解进行有机组合 即得到一个系统解 最多可以组合出N种方案 式中 m 功能元数 i种功能元解的个数 例10 1运用形态综合法来求解挖掘机设计的原理方案 解 1 功能分析 挖掘机的总功能是取运物料 其功能分解如下 2 列出各功能元及其局部解的形态矩阵 如表10 2所示 表10 2挖掘机原理方案设计的形态矩阵 3 系统解的可能方案数 如A1 B4 C3 D2 E1 履带式挖掘机 A5 B5 C2 D4 E2 液压轮胎式挖掘机 N 6 5 4 4 3 1440 种方案 5 求最佳系统原理方案 在众多方案中要寻求出最佳系统原理方案 一般需经方案比较 由粗到细 由定性到定量进行优选 首先进行粗筛选 把与设计要求不符的或各功能元解不相容的方案去除 例如上例挖掘机设计的功能元解的组合 若动力源选电动机 则与液力耦合器 气垫 液压缸传动等功能元解不相容 不能组成可实现的原理方案 定性选取是在比较出几个满意的方案后 再采用科学的评价方法进行定量评价 从中选出符合设计要求的最佳原理方案 10 2 3系统化设计法的设计应用举例 下面通过例10 2来说明应用功能分析法进行原理方案设计的过程和思路 例10 2瓶盖整列装置的原理方案设计 设计要求 把放置不规则的一堆瓶盖整列成口朝上的状态并逐个输出 瓶盖的形状和尺寸见图10 8 瓶盖重量为10g 整列速度为100个 min 能量为220V交流电的高压气 压力6 105Pa 其余功能要求见表10 3 图10 8瓶盖尺寸 表10 3瓶盖整列装置的功能要求 解 1 明确任务要求 2 功能分析总功能 瓶盖整列 其黑箱模型如图8 9所示 功能分解 建立出总功能与分功能之间的功能结构关系如下 图10 9瓶盖整列功能的黑箱模型 3 功能元求解采用形态学矩阵求解 建立的相应的形态学矩阵如表10 4所示 表10 4瓶盖整列装置的形态学矩阵 4 系统解由表10 4 将各功能元的局部解予以组合 可得N 8 6 6 3 7 6048 个系统解 现列出其中4种系统解如图10 10所示 图10 10瓶盖整列装置的典型系统解 5 评价与决策现采用简单评价法 用 表示很好 表示为好 表示不好 其评价结果列于表10 5 表10 5瓶盖整列装置评价表 总计结果表明 方案 为较理想的方案 至此用功能分析法的概念完成了本例瓶盖整列装置的原理方案设计阶段工作 技术设计阶段主要是确定功能零部件的结构 材料和尺寸 使原理方案具体化 10 3创造性设计法 创造性方法是工程技术设计方法的重要组成部分 它贯穿于工程技术设计的全过程之中 随着现代科技发展速度加快以及市场竞争日益激烈 在工程技术设计和产品生产中 大力倡导并推广创造性方法 显得尤为重要 它是提高产品设计水平 增加产品竞争能力的根本措施和手段 10 3 1创造力开发和创造过程 1 创造力的开发设计是一种创造性活动 这种创造性活动的效果很重要的部分是取决于设计人员的创造力 即科技人员的创造发明的能力 因此 开发工程技术人员的创造力 对于提高产品设计的水平和质量 具有决定性意义 工程技术人员的创造力是多种能力 个性和心理特征的综合表现 它包括观察能力 记忆能力 想象能力 思维能力 表达能力 自我控制能力 文化素质 理想信念 意志性格 兴趣爱好等因素 其中想象能力和思维能力是创造力的核心 是将观察 记忆所得信息有控制地进行加工变换 创造表达出新成果的整个创造活动的中心 这些能力和素质 经过学习和锻炼 都是可以改善和提高的 认识了创造力的构成 工程技术人员就应该自觉地开发自己的创造力 首先要破除神秘感 认识到创造发明不只是某些天才或专家的事 每个正常人都有一定的创造力 积极进行创造实践 必能不断提高自己的创造力 其次 要树立创新意识 保持创新热情 有了正确的思想基础 加强创新思维的锻炼 掌握必要的创新技法 必能产生创新成果 2 创造过程 创造作为一种活动过程 一般要经过如下几个阶段 1 准备阶段 是指提出问题 明确创新目标 搜集资料 进行定向科学分析的过程 2 创造阶段 是指构思 顿悟和发现等的过程 3 整理结果阶段 是指验证 评价和公布等的过程 上述三个阶段是创造过程的一般进程 美国 新产品和过程发展组织与管理协会 顾问G Freedman则提出可把发明创造过程归纳为如下七个步骤 1 意念 发明创造始于意念 2 概念报告 包括意念之间的联系及制约关系和把意念转变成实际方案的途径 3 可行模型 对概念是否可以实现的进行验证的一步骤 4 工程模型 展示概念能否实现其功能的一个重要步骤 5 可见模型 从工程模型演变成可见模型的阶段 6 样品原型 样品原型不是由发明创造者在试验室制造的 而是由车间制造的 7 小批生产 在生产线上把创造发明实现 上面这七个步骤总结了一个发明创造过程的程序 应当指出 在计算机模拟技术发展的今天 上述过程中的模型制作工作可以用计算机模拟方式来取代 这将大大缩短整个创造发明的周期 10 3 2创造性思维及其特点和类型 1 创造性思维的特点 工程及产品设计离不开创造性思维活动 无论从狭义的还是广义的设计角度讲 设计的内涵是创造 设计思维的内涵是创造性思维 人们碰到问题 不依靠已掌握的知识经验去解决 而是将头脑中的各种信息 在新的甚至是突然的启发下 重新综合集成 形成新联系 加以解决 这种思维是与常规思维不同的创造性思维 创造性思维是整个创造活动中体现出来的思维方式 创造性思维是多种思维类型的综合 它具有如下特点 1 独创性创造性思维所要解决的问题是不能用常规的 传统的方式解决的问题 它要求重新组织观念 以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的 新颖的 独特的思维 这就是它的独创性 它敢于对司空见惯或认为完美无缺的事物提出怀疑 敢于向旧的传统和习惯挑战 敢于否定自己思想上的 框框 从新的角度分析问题 寻求更合理的解法 例如 50年代在研制晶体管原料时 人们发现锗是一种比较理想的材料 但需要提炼得很纯才能满足要求 各国科学家在锗的提纯工艺方面做了很多探索 都未获成功 而日本的江崎和黑田百合子对锗多次提纯失败之后 敢于采用了与别人完全不同方法 他们有计划地在锗中加入少量杂质 并观察其变化 最后发现当锗的纯度降为原来的一半时 形成一种性能优异的电晶体 此项成果轰动世界 获得诺贝尔奖 2 推理性推理性是创造性思维的特点之一 它能引导人们由已知探索未知 开阔思路 推理性通常表现为三种形式 纵向 横向和逆向推理 纵向推理针对某现象或问题 立即进行纵深思考 探寻其本质而得到新的启示 横向推理则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物 从而得到该现象的新应用 例如 摩擦焊接的发明者看到这样一个事实 车床突然停电 促使车刀粘焊在工件上 使工件报废 分析原因是车刀与工件摩擦产生高温所至 由此引发了摩擦焊的发明 逆向推理则是针对现象 问题或解法 分析其相反的方面进行逆推 从另一角度探寻新的途径 3 多向性创造性思维要求向多种方向发展 寻求新的思路 它可以指从一点向多个方向的扩展 提出多种设想 多种答案 它也可以指从不同角度对一个问题进行思考 求解 例如 过河问题的解决可以通过桥 船 游泳 等多种方式 这就是对过河问题的多向考虑 4 跨越性在创造性思维中常常出现一种突如其来的领悟或理解 它往往表现为思维逻辑的中断 出现思想的飞跃 突然闪现出一种新设想 新观念 使对问题的思考突破原有的框架 从而解决了问题 如门捷列夫就是在快要上车去外地出差时 头脑中突然闪现了未来元素体系的思想 凯库勒是在睡意朦胧中梦见苯分子的碳链像一条长龙首尾相接 翩跹起舞 突然悟出了其基本分子结构 创造性思维的这一特点 从思维进程来说 它表现为省略思维步骤 加大思维的 前进跨度 从思维条件的角度讲 它表现为能跨越事物 可现度 的限制 这就是它的跨越性 5 综合性创造性思维也是一种综合思维 它既善于选取前人智慧宝库中的精华 通过巧妙结合 形成新的成果 又能善于把大量概念 事实和观察材料综合在一起 加以概括整理 形成科学概念和系统 还能对占有的材料进行深入分析 把握它们的个性特点 然后从这些特点中概括出事物的规律 创造性思维综合性的典型的范例 就是美国阿波罗登月飞船工程的创造 美国阿波罗登月飞船是人类历史上最伟大的发明创造之一 它使人类第一次实现登上月球 登月飞船是由700万个零件组成 2万家工厂承担生产制造任务 有42万名科学家和工程技术人员参与研制工作 历时11年之久 耗资244亿美元 这样一个复杂系统是人类智慧综合的产物 把已有的东西加以新的综合 无疑是一种杰出的创造 2 创造性思维的几种形式 创造性思维常见的几种形式是 抽象思维与形象思维 直觉思维与灵感思维 发散思维与收敛思维等 1 抽象思维与形象思维抽象思维 亦称逻辑思维 它是以抽象的概念和推论为形式的思维方式 是认识过程中用反映事物共同属性和本质属性的概念作为基本思维形式 在概念的基础上进行判断 推理 反映现实的一种思维方式 使认识由感性个别到理性一般再到理性个别 形象思维属于非逻辑思维 是运用过去感知过的事物的映象进行分析 综合 抽象 概括的过程 它以直观形象作为再思维的目标及基础 形象思维在每个人的思维活动和人类所有实践活动中 均广泛存在 具有其普遍性 许多设计 许多科学的发明创造 往往是从对形象的观察 思维中受到启发而产生的 有时还会取得抽象思维难以取得的成果 在创造活动中 形象思维和抽象思维相互联系 相互渗透 例如 法拉第观察到把铁屑撒在磁铁周围时 铁屑呈有规则的曲线 从一个磁极到另一个磁极 经过分析 综合 抽象 概括之后 他把这种曲线称之为 力线 并确信它不只是几何的 同时具有物理性质 导线切割磁力线时其感应电流大小取决于被切割的磁力线数的现象就是证明 又通过运用概念 判断 推理过程 他又以高度的想象力论证了电荷和磁极周围的空间存满了向各个方向散发出去的 力线 从而进一步提出了 场 的概念 法拉第的 力线 和 场 的概念是他对电磁理论的最重要贡献 这一贡献是抽象思维与形象思维对立统一的产物 2 直觉思维与灵感思维直觉是人类一种独特的 智慧视力 是能动地了解事物对象的思维闪念 直觉思维能以少量的本质性现象为媒介 直接把握事物的本质与规律 也是一种不加论证的判断力 是思想的自由创造 灵感是人们借助直觉启示而对问题得到突如其来的领悟或理解的一种思维形式 灵感是一个突然内现 瞬息即逝的短暂思维过程 是一种把隐蔽在潜意识中的事物信息 在需要解决某一问题时 其信息就以适当的形式突然表现出来的创造能力 它是创造性思维的最重要的形式之一 直觉与灵感思维的基础仍是人们已经获得的知识和经验 并且常在思想高度集中 苦苦思索时产生 它的结果常常非常新颖 并且具有突发性 爱因斯坦说 我相信直觉和灵感 他的关于狭义相对论的著名论文 便是在抓住意识到同时性的相对性这一 灵感的闪光 后很快完成的 3 发散思维与收敛思维发散思维又称辐射思维或求异思维 它是指思维者不受现有知识和传统观念的局限与束缚 沿着不同方向多角度 多层次地去思考 去探索问题的各种可能答案的一种思维方式 发散思维是创造性思维的一种主要形式 它在技术创新和产品开发中具有特别重要的意义 在技术原理的开发方面 运用发散思维可以多侧面 多角度 多领域 多场合地对同一技术原理的应用途径进行设想 著名创造学家吉尔福特说 正是在发散思维中 我们看到了创造性思维的最明显的标志 收敛思维亦称集中思维 求同思维或定向思维 它是以某一思考对象为中心 从不同角度 不同方面将思路指向该对象 以寻找解决问题的最佳答案的思维方式 在设想的实现阶段 这种思维形式常占主导地位 在创造性思维过程中 发散思维与收敛思维是相反相成的 只有把两者很好结合使用 才能获得创造性成果 10 3 3创造技法 1 智暴法 智暴法是一种集体创造性思考法 它是针对一个设计问题 召集5 10人到一起讨论 要求与会者敞开思想 畅所欲言 充分发表意见 提出创造性见解 提出解决设计问题的方案 智暴法的中心思想是激发每个人的直觉 灵感 想象力 让大家在和睦 融洽的气氛中自由思考 不论什么思想都可以原原本本讲出来 最后集中多人的智慧在这众多的见解中综合出较好的设计方案 这种方法适合求解产品设计原理方案 2 提问法 提问法可围绕老产品有针对性地系统地提出各种问题 通过提问发现原产品设计 制造 营销等环节中的不足之处 找出需要和应该改进之点 从而开发出新产品 常用的提问法有 5W2H法 奥斯本设问法等 1 5W2H法针对需要解决的问题 提出以下七方面的疑问 从中启发创新构思 这七个方面的疑问 用英文字表示时 其首为W或H 故归纳为5W2H 1 Why 为什么要设计该产品 采用何种总体布局 2 What 该产品有何功能 有哪些方法用于这种设计 是否需要创新 3 Who 该产品用户是谁 谁来设计 4 When 什么时候完成该设计 各阶段时间怎么划分 5 Where 该产品用于何处 在何地生产 6 Howtodo 怎么设计 结构 材料 形态如何 7 Howmuch 生产多少 2 奥斯本设问法为了扩展思路 奥斯本建议从不同角度进行发问 他把这些角度归纳成几个方面 并列成一张目录表 此表可针对不同目的设置问题 如针对研制新产品 可以从以下角度设置问题 1 转化 该产品能否稍作改动或不改动而有其它用途 2 引伸 能否从该产品中引出其它产品 或用其它产品模仿该产品 3 变动 能否对该产品进行某些改变 如运动 结构 造型 工艺等 4 放大 该产品放大 加厚 变长 后如何 5 缩小 该产品缩小 变薄 缩短 后如何 6 颠倒 能否反正 上下 前后 颠倒使用 7 替代 能否用其它产品替代该产品 或部分替代如材料 动力 工艺 8 重组 零件能否互换 9 组合 现有的几个产品能否组合为一个产品 如何组合 整体 零部件 功能 材料 原理 通过这九个方面的层层发问 都可得到许多新的设计方案 从中优选就可开发出新产品 3 类比法