技术与技术方法PPT课件

第3讲技术与技术研究开发,技术及其存在方式技术的研究与开发,一、技术及其存在方式,技术的含义技术的属性技术体系,1、技术的含义,词源分析古希腊语：techne，“技能”、“技艺”technetechnology后缀-ology：“学问”、“学说”,历史：工匠性技术工具性技术科学性技术,1、技术的含义,技术是复杂的社会现象，是人类特殊的实践活动方式，是人类为提高社会实践活动的效率而积累、创造并在实践中运用的各种物质手段、工艺程序、操作方法和相应知识的总和。,1、技术的含义,技术是硬件和软件部分的综合硬部分：技术的直观表达形式：工具、机器、仪表。软部分：技术目的实现的方式方法：设计方法、操作方法、维护方法，技艺与技能，同时也包括技术思想。,2、技术的属性,自然属性社会属性生产力属性,2、技术的属性,技术的自然属性人们在运用技术变革和利用自然过程中必须遵循自然规律。,技术活动必须服从自然规律技术的实现，必须依赖于自然界提供的物质条件,2、技术的属性,社会属性人们在运用技术变革天然自然以及实现对社会的调控过程中，要受到各种社会因素的制约。-其生命力取决于与社会的相容性-其应用受各种社会因素制约有明确的应用目的性,中国古代的四大发明,2、技术的属性,生产力属性,直接渗透于生产力的诸要素之中,马克思说过，科学技术是生产力，事实证明这话讲得很对。依我看，科学技术是第一生产力。,3、技术体系,技术体系的含义技术体系的构成技术体系的特征,技术体系的含义,技术体系构成某一时期社会生产基础的技术总和及其结构称为这一时期的技术体系。主导技术主导技术群,技术体系的含义,主导技术、主导技术群,在一定的技术体系中，一般总有一类技术在该技术体系中处于主导的地位，它的发展代表着一时期技术发展的趋势和主流，它的发展影响和制约着整个技术体系的发展。,与主导技术相关的一系列技术，包括导致主导技术产生的技术，与主导技术相配合的技术，受主导技术推动而产生和发展起来的技术，它们围绕主导技术构成一个共同存在和发展的技术群。,技术体系的构成,在某一历史时期，除了起主导作用的技术群外，还包括上一历史时期主导技术群的后续发展以及下一历史时期起主导作用的技术群（新兴技术）的萌芽、发展。这些技术相互影响、相互作用和制约，而形成一个统一的整体（技术体系），在这个整体中各类技术的发展处于一种动态平衡之中，代表了该时期技术发展的水平、趋势和性质。,1、技术体系的含义,星野芳郎：技术体系更迭理论以蒸汽-机器技术为主导，引起冶炼、交通运输、轻纺工业等领域的全面变革，形成该时期的主导技术群。由18世纪英国产业革命完成。以电力技术为主导，并发展成钢铁冶炼技术、内燃机技术、化工技术等组成的新技术群。19世纪下半叶的电气技术革命。以信息技术为主导技术，同新材料技术、新能源技术、生物技术、航天技术、海洋技术等组成的新技术群。始于二战前后，现正处于形成和发展中。,技术体系的特征,层次性网络性动态性优化性,技术体系的特征：层次性,若干由要素经相干性关系构成的系统，再通过新的相干性关系而构成新系统的逐级构成的关系。,技术体系的特征：网络性,任何一项技术都会与其它门类的技术有共享交叉关系。”一种技术目的需要多种技术门类为之服务，一项专业技术又可以为多种技术目的服务。,红宝石激光器,技术体系的特征：动态性,新的技术目的产生就会不断推动新的技术发明和技术革新的出现，从而使技术体系的结构不断得到改善。,技术体系的特征：优化性,一类技术发生新的变革，会立体地波及到整个技术体系，迫使其它技术门类发生相应变革，以使系统达到优化。,2、技术体系的特征,一个工业部门生产方式的变革，必定引起其他部门生产方式的变革。因此，有了机器纺纱，就必须有机器织布，而这二者又使漂白业、印花业和染色业必须进行力学和化学革命。同样，另一方面，棉纺业的革命又引起分离棉花纤维和棉籽的轧棉机的发明，由于这一发明，棉花生产才有可能按目前所需要的巨大规模进行。但是，工农业生产方式的革命，尤其使社会生产过程的一般条件即交通运输工具的革命成为必要。,二、技术的研究与开发,技术创造活动的基本程序技术的预测与评估技术方案的构思与设计技术方案的试验与实施,1、技术创造活动的基本程序,技术课题规划技术方案的构思与设计技术的试验与实施,，,从“技术发明”到“技术开发”,技术开发,“根据社会或工程的需要，将潜在的技术能力转化为现实生产力或产品的过程，是当代社会中经济发展的核心内容。”“一种有具体目标的经济活动，是一种创造性的研究活动，其本身是一种创新。”“其目标是创造或完善可以给生产带来更多效益的新产品、新工艺或新方法，它包括从应用研究到大批量投产或新工艺、新方法完成前的全过程。”,是一种经济行为是包含多环节的复杂过程,技术课题规划,对所要展开技术工作的宏观决策。设定具体的技术目的，对技术发展及其后果做出预测、评估。技术预测技术评估,中国科技馆,技术方案的构思与设计,技术活动的微观创造阶段构思：寻找在既定的限制条件下满足课题要求的新方案，包括提出技术原理和解决问题的基本思路。设计：通过概略设计、技术设计到施工图设计的从抽象到具体的发展阶段，把创造构思得到的设想或方案具体化，拟定出具体的可供实施的技术方案。,巴斯卡机,技术的试验与实施,技术实现的阶段。根据技术设计提供的详细图纸和技术文件，进行产品的研制、小批量生产、技术鉴定和正式投产。对方案实施中出现的问题及时反馈到设计阶段，以便对方案做出调整和改进。,2、技术的预测与评估,技术预测技术评估,技术预测,技术预测的含义技术预测的基本步骤技术预测的基本方法,技术预测：含义,历史神话（宗教）的直觉的科学的,技术预测：含义,产生背景20世纪50年代后期，美国-昂贵的研究费用-庞大的研究计划美，林茨，1959国家、企业或研究部门为实现特定目标运用相关理论和方法，根据某项技术或技术体系过去和现在的状况，推断其未来发展趋势的过程。,技术预测：含义,“指人们利用已有的理论、方法和技术手段，根据技术的过去和现状，对未来一定时期内的科学、技术、经济和社会发展进行系统研究，寻求技术发展的规律性，并借此推测和判断技术发展的未来状态和趋势,以及选择那些对经济和社会具有最大化贡献的共性技术。”,技术预测：含义,科学意义上的界定：过去现在未来*现象、状况规律规律？发展趋势,技术预测：含义,预测不预测，预测的正确不正确，结果是大不一样的。,技术预测：基本步骤,确定预测课题和任务,成立预测机构,调查、收集和整理资料,确定预测方法,建立预测模型,评定预测结果,提出预测报告并交付决策,技术预测：基本步骤,注意：1、预测模型一定要建立准确2、考虑和预测对象关联的要素3、考虑外界条件的变化4、考虑多种可能,注意：,预测模型一定要建立准确,奥运会场馆人员疏散的数学模型,注意：,考虑和预测对象关联的要素,太平水道悬移质输运数学模型,注意：,考虑外界条件的变化,特尔斐希腊古都,注意：,考虑多种可能,三、技术预测的基本方法,类型直观型预测探索型预测规范型预测反馈型预测方法特尔斐法、情景分析法、趋势外推法、关键技术法。,技术预测：基本方法,直观型预测主要靠经验、知识、直觉和综合分析能力进行的预测。“特尔斐法”“情景分析法”,技术预测：基本方法,探索型预测假定未来仍按过去及现在的趋势发展，由过去和现在推定未来的预测方式。其任务是获得关于未来的新信息，模拟方案实施后的各种结果。“趋势外推法”,于1948年成立，总部位于加州圣莫尼卡的兰德公司是美国最大、最有影响力的综合性战略思想库之一。,技术预测：基本方法,规范型预测先确定一个技术目标，再从目标回溯到现实，研究技术达到该目标所需要的时间和条件，应该选择的途径和方法。“关键技术法”,2007年计划发射的“嫦娥一号”卫星模拟图,技术预测：基本方法,反馈型预测是将探索型和规范型等多类方法的要素结合起来，放在一个反馈系统中，使之相互补充求得预测结果的方式。,2003-2010年乘用车总需求量预测,技术评估,技术评估的含义技术评估的特点技术评估的程序技术评估的类型和几种常用的方法,埃及阿斯旺水坝,技术评估：含义,利用各种科学方法，预先从各个方面系统地分析技术对人类社会、自然界诸相关因素（社会政治、经济、生态环境、人的价值观念）的利弊影响，并进行综合评价的活动。社会宏观决策活动政策研究形式,风力发电,一、技术评估的含义,产生及其演变20世纪60年代，技术发展的负效应“早期预警式技术评估”20世纪80年代，新型TA技术评估是一个过程，不仅包括对技术发展及其后果的分析，而且包括对进行这些分析所依据的基础的争论，技术评估可以为参与者形成自身战略提供有用的消息，并可以为进一步的技术评估分析确定主题。“建构性技术评估”,二、技术评估的特点,评估内容的系统性评估主体的跨学科性评估对象的广泛性评估方案的可操作性评估过程的动态持续性评估视野的开阔性,中央电视台新大楼,二、技术评估的特点,评估内容的系统性从政治、经济、生态环境、技术、法律、文化、伦理道德、宗教信仰等各个可能产生较大影响的方面对技术正负效应做出的全面评价。,二、技术评估的特点,评估主体的跨学科性需要来自不同学科领域的评估者的通力合作，不仅要有技术专家，还要包括社会学家、伦理学家、生态学家、法律学家乃至社会公众。,二、技术评估的特点,评估对象的广泛性以广义上的技术（自然技术、社会技术）为评估对象，甚至与技术有关的法律制定、社会制度的理想状态等都纳入技术评估对象中。,核冬天模拟图,技术评估：特点,评估方案的可操作性提供适合于实践的具体方案、策略和规划，具有较强的可行性。,国家大剧院,二、技术评估的特点,评估过程的动态持续性贯穿于技术开发创新应用的全过程，直接作用于技术发展的取向。,技术评估：特点,评估视野的开阔性不仅关注到技术的直接的经济效益，而且关注技术的间接的、潜在的、重大的全局性问题。,阿波罗登月,从务实的眼光看，阿波罗登月飞行是一件毫无意义的事情。我们花了10年时间把人送上月球，他们做了什么？开车转转，捡几块岩石，打打高尔夫球。只需用1/10的费用，一个机器人就可以完成上述工作。我们在以错误的方式探索太空。在太空中的不应该是我们的身体，而应是我们的头脑配备着火箭的腿和机器人的眼睛。查尔斯.克劳萨默（1980年美国总统选举期间副总统沃尔特.蒙代尔的演说词撰稿人）,三、技术评估的程序,资料搜集,寻找影响,影响分析,找出非容忍性影响,制定改良方案,综合评价,圆明园防渗,技术评估：程序,注意：-特别重视2、3、4四个环节-其中最关键的是“找出非容忍影响”-绝大多数项目通过改良方案可通过,技术评估：类型、常用方法,早期：问题导向型技术导向型20世纪80年代后：以政策分析为导向的模式；源于参与式民主理念的公共技术评估；以影响技术选择为目标的建构性技术评估,小浪底水库,技术评估：类型、常用的方法,方法：当前的技术评估方法有数百种之多，用得较多的是：矩阵技术法、效果分析法、多目标评估法、技术再评估法等。不作介绍。,三门峡水库,3、技术方案的构思与设计,技术方案的构思方法技术方案的设计及其方法,技术方案的构思方法,根据技术发展的要求，利用已有的自然科学知识和技术经验，通过创造性的思考，构思出所要创造出的技术系统的工作原理，即技术原理的过程，包括提出技术原理和解决问题的基本思路。,非逻辑思维为主的创造性思维,技术就是把不可能的事情变成可能,“见多识广的人都知道，声音不可能通过电线传递。即使可能，也毫无实际价值。”（波士顿邮报，1865）“一切能发明的东西都已经发明了。”（美国专利局局长查尔斯，1899）“不可能有比空气重的飞行器。”（19世纪最伟大的热力学家之一，英国皇家社会学院院长克尔文爵士如是说）“人们根本不可能知晓原子的威力。”（诺贝尔物理学奖获得者米利肯，1923）“见鬼。谁会想听到演员说话。”（华纳兄弟，1927）“火箭永远冲不出大气层。”（纽约时报，1936）“我想全世界恐怕只需要5台电脑。”（IBM总裁托马斯华生，1943）“电视肯定好景不长，人们很快就会厌倦每天晚上都盯着那么一个木匣子。”（20世纪福克斯公司制片人达利扎努尔，1946）“个人没有必要在家里拥有一台电脑。”（数字设备公司总裁肯奥尔森，1977）“对任何人来说，640K的内存足够了。”（微软创始人比尔盖茨，1981）“即使过量吸烟可能引起肺癌，它也只是微不足道的事情。”（美国国家癌症研究所赫伯，1954）,技术方案的构思方法,几种常用的技术方案构思方法科学原理推演法经验提升法智力激励法移植综合法检验表法,技术方案构思：科学原理推演法,从科学发现的普遍规律和基本原理出发，推演技术科学和工程科学的特殊规律，形成技术原理。,技术方案构思：经验提升法,对经验中发现的一些现象“挖掘”和“提炼”，弄清其出现的机理和条件，再人工设置这些条件，则可以构思出新的技术原理。,技术方案构思：智力激励法,又称智囊团法、头脑风暴法在群体中激发人们的创造力的一种重要方法。,自由畅想原则延迟评判原则追求数量原则综合改善原则,技术方案构思:移植综合法,将在某个技术领域中已经发现的技术原理移植应用到其他技术领域中并进行综合，形成新的技术的方法。,技术方案构思:检验表法,设问法、校核目录法从一个事物的方方面考虑，列出一系列问题，逐一核对讨论，从中获得解决问题的方法和创造发明的设想。,硅谷早期,有无其他用途？能否借用？能否改变（意义、颜色、样式、气味、形状等）？能否扩大（时间、频度、强度、高度、长度、厚度、附加价值等）？能否缩小（再小点、浓缩、微型化、再低些、再短点、省略、分割化小等）？能否代用（材料、原料、制造工艺、方法等）？能否重新调整（更换元件、用其他型号和设计方案、调整程序、速度顺序）？能否颠倒（正负、方位、逆向思维）？能否组合？,自然模拟法“通过模拟自然物和自然过程形成技术原理的方法。”,回采法“在新条件下回采已被否定的技术原理，使之在新条件下得以实现的方法。”,逆向发明法“采取反向思维进行创造发明的方法。”,“TRIZ理论”介绍,苏联的国家机密技术创新的“点金术”现代企业创新的独门暗器当今世界上最强大的创新设计理论,技术方案设计,设计：一般是指为了制造某种新东西，事先为它创造出一种模式、模型或观念结构的活动。技术设计：是在产品投产或工程实施之前，提供关于产品制造、工程施工的全部图纸和技术文件，是技术创造链条中观念建构的最后一步，又是其物化过程的起点。特点：系统性、创造性、社会性、最优化、动态化、宜人性、计算机化类型：工程设计、工业设计、环境设计,技术方案设计：原则,技术方案设计四项原则功能：所设计和制造出来的产品，必须在规定的使用寿命期间满足预期的功能。安全：设计者必须本着对用户高度负责的精神对一切可能出现的不安全因素都给予足够的估计。经济：设计者在设计时，不仅要考虑生产成本，还要考虑产品今后的运行、维修和劳务费用等，即要考虑到产品整个生命周期的费用。外观：美学因素；人类工程学因素,，,概念车,设计四要素,功能“所设计出来的和据此制造出来的产品，必须在规定的使用寿命期间满足预期的功能。”,技术方案设计四项原则,技术方案设计四项原则,安全“设计者必须对一切不安全的可能都给与足够的估计，以对用户高度负责的精神来消除由设计可能带来的不安全因素。”,经济“设计要有助于用尽可能低的成本制造产品。”,技术方案设计四项原则