《创新思维方法》教学课件

1、第二章创新思维方法第1页，共127页。2.1创新思维的障碍 思维惯性第2页，共127页。思维惯性在荒无人迹的河边停着一只小船，这只小船只能容纳一个人。有两个人同时来到河边，并且这两个人都坐着这只船过了河。请问：他们是怎样过河的?第3页，共127页。 一局长在茶馆里与一位老头下棋。正下到难分难解之时，跑来了一位小孩，小孩着急地对公安局长说：“你爸爸和我爸爸吵起来了。”老头问这孩子是你的什么人?”公安局长答道：“是我的儿子。”请问：这两个吵架的人与公安局长是什么关系?第4页，共127页。 抽屈里有黑白尼龙袜子各7只，假如你在黑暗中取袜，至少要拿出几只才能保证取到一双颜色相同的袜子?第5页，共127

2、页。第6页，共127页。第7页，共127页。2.1.2惯性思维常见的表现形式1、书本思维惯性 不顾实际，盲目运用书本知识，一切从书本出发、以书本为纲的教条主义思维模式。纸上谈兵农村包围城市 高频放大管第8页，共127页。2、权威思维惯性相信权威观点是绝对正确的，不假思索以权威的是非为是非，一旦发现与权威相违背的观点，就认为是错的。当今研究生学术、爱迪生反对交流电、瓦特反对火车、大多数人预研飞机上不了天，亚里士多德，物体下落速度与重量成正比。（伽利略）第9页，共127页。3、从众思维惯性（随大流儿） 别人怎么做，我也怎么做；别人怎么想，我也怎么想的思维模式。 狼桃（西红柿）、玩游戏打小抄。第10

3、页，共127页。4、经验思维惯性 通过长时间的实践活动说取得和积累的经验，是值得重视和借鉴的，但是经验只是人们在实践活动中取得的感性认识，事物发展的本质和规律。人们受经验思维惯性的束缚，就会墨守成规，失去创造力。第11页，共127页。5、功能思维惯性 习惯与某件物品的主要功能，而很少考虑到在一定情况下会用于其它用途。气割枪割混凝土第12页，共127页。6、术语思维惯性 术语会使得人的思维局限于其所描述事务的领域或该领域的某个方向，或因对该术语描述事物的习惯印象而“隐藏”掉某些特性，从而在描述问题时产生遗漏或缩小物质可能存在状态的范围，产生术语思维惯性。容积、油漆（气态）、爱迪生算灯泡容积第13

4、页，共127页。由于知识面狭窄，解决问题时总是局限于本领域或相关领域。化学生物物理第14页，共127页。胶富丽一样的B-52，不一样的物质第15页，共127页。第16页，共127页。7、物体形状外观思维惯性 印象中每个物体都有相对固定的形状和外观，这符合人们对物体的认识习惯，很难加以改变。对物体形状外观上的习惯认识称为物体形状外观思维惯性。 方形苹果、西瓜。第17页，共127页。8、多余信息思维惯性 分析解决问题时很难看清哪些信息是多余的，哪些信息是有用的，很容易受到多余信息的影响而产生错觉，由此导致的思维惯性即为多余信息思维惯性。第18页，共127页。9、唯一解决方案思维惯性 一个成功的目标

5、总是认为只有一种方法能够实现，其实，创新过程中是不能局限在一种解决方案上的，每种结构或工艺都可以继续完善。第19页，共127页。常用的创新思维简化思维逆向思维发散思维联想思维反差思维转化思维整体思维第20页，共127页。思维的收敛猫与冰箱的共同特点？第21页，共127页。思维拓展铅笔除了写字画画，举例说出20种用法？第22页，共127页。第23页，共127页。第24页，共127页。第25页，共127页。 第26页，共127页。第27页，共127页。第28页，共127页。2.2 传统创新思维的方法第29页，共127页。2.2.1 试错法 Charles Goodyears 硫化橡胶酸性蒸汽（18

6、39）选配最佳方案（1841）试错法是历史上技术创造的第一种方法。 第30页，共127页。试错法在尝试10种、20种方案时非常有效，但在解决较复杂任务时需要大量的牺牲和浪费许多不成功的样品，随着技术发展加快，其越来越不适应需要第31页，共127页。2.2.2 头脑风暴法(brainstorming) 一种专门的心理方法，能避免惯性心理积极创造法第32页，共127页。奥斯本船长第33页，共127页。 想法产生过程的划分及其鉴定是头脑风暴的基础，可一定程度战胜思维惯性。第34页，共127页。 想法发生器头脑风暴领导 头脑风暴(想法）备忘录鉴定想法 合理的解决方法产生想法分析并选择想法个体法、群体法

7、、反式、成对式、双极评价式、可补充集合想法的想法大会缺点：缺乏推动想法优先标的；人为控制解决过程。主持人作用大（50%）第35页，共127页。2.2.3 提问法 对一个对象提出一系列可能使其发生变化的问题，并朝着每一个提问的方向去思考，产生新的创意、新的设想和新的方案。奥斯本：检核表法5W2H提问法和田十二法（动词提示检核表法）专项问题检核表法第36页，共127页。（1）和田十二法（动词提示检核表法）许立言、张福奎提出:加、减、扩、缩、变、改、联、学、代、搬、反、定概括了解决发明问题的12条思路。 首先以上海市和田路小学为试点并取得成功的。上海创造学会1991年将这一创新技法正式命名为“和田十

8、二法 ” 。第37页，共127页。1）加一加在进行某种创造活动过程中，可以考虑在这件事物上还可以添加什么？把这件事物加长、加高、加厚、加宽一点行不行？或者将原物品在形状上、尺寸上、功能上有所 “异样”、 “更新”，以求实现创新的可能。第38页，共127页。2）减一减在原来的事物上还可以减去点什么？如将原来的物品减少一点，缩短一点，降低一点，变窄一点，减薄一点，减轻一点等，这个事物能够变成什么新事物，它的功能、用途会发生什么变化？在操作过程中，减少时间、次数可以吗？这样做又有什么效果？第39页，共127页。现有物品在功能、结构等方面还可以扩展吗？放大一点，扩大一点，会使物品发生哪些变化？这件物品

9、除了大家熟知的用途外，还可以扩展出哪些用途？3）扩一扩注：它的能见度是人肉眼的 4万倍，放大率达 3000倍。用这种望远镜看星空，38万公里远的月亮，就好像在 128公里的近处一样。第40页，共127页。将原有物品的体积缩小一点，长度缩短一点会怎样，可否据此开发出新的物品。例如：我国的微雕艺术是世界领先的，其实质也是 “缩一缩”。它缩小的程度是惊人的，能在头发丝上刻出伟人的头像、名人诗句等，成为一件件价值连城的珍品。生活中的袖珍词典、微型录音机、照相机、浓缩味精、浓缩洗衣剂 （粉） 等都是 “缩一缩” 的结果。4）缩一缩第41页，共127页。它是指改变原有物品的形状、尺寸、颜色、滋味、音响等，

10、从而形成新的物品。它也可以从内部结构上，如成分、部件、材料、排列顺序、长度、密度、浓度和高度等方面去变化；还可以从使用对象、场合、时间、方式、用途、方便性和广泛性等方面变化；也可以从制造工艺、质量和数量，对事物的习惯性看法、处理办法及思维方式等方面去变化。5）变一变第42页，共127页。6）改一改第43页，共127页。7）联一联某一事物和哪些因素有联系呢？利用它们之间的联系，通过联一联看可否能产生新的功能，开发新的产品？第44页，共127页。它是指用其他的事物或方法来代替现有的事物，从而进行创新的一种思路。可以试着替代，既可以直接寻找现有事物的代替品，也可以从材料、零部件、方法、颜色、形状和声

11、音等方面进行局部替代。8）代一代第45页，共127页。将原事物或原设想、技术移至别处，使之产生新的事物、新的设想和新的技术。即把一件事物移到别处，还能有什么用途？某个想法、原理、技术搬到别的场合或地方，能派上别的用处吗？9）搬一搬第46页，共127页。10）反一反第47页，共127页。“定一定” 是指对某些发明或产品定出新的标准、型号、顺序，或者为改进某种东西，为提高学习和工作效率及防止可能发生的不良后果做出的一些新规定，从而进行创新的一种思路。11）定一定例如，有人用 “定一定”发明了一种 “定位防近视警报器”。第48页，共127页。12）学一学第49页，共127页。核检表法举例 喝水杯的改

12、进序号核检项目发散性设想初选方案1能否他用作灯罩 可食用 当量具作装饰 拔火罐 作圆规装饰品2能否借用自热杯 磁疗杯 保温杯电热杯 音乐杯 防爆杯自热磁疗杯3能否改变塔形杯 动物杯 防溢杯自洁杯 密码杯 幻影杯自洁幻影杯4能否扩大不倒杯 防碎杯 消防杯过滤杯 多层杯多层杯第50页，共127页。5能否缩小微型杯 超薄杯 可伸缩杯 扁形杯 勺形杯伸缩杯6能否代用纸杯 一次性杯 竹木制杯 可食质杯 塑料杯可食质杯7能否调整系列装饰杯 系列高脚杯系列口杯 酒杯 咖啡杯系列高脚杯8能否颠倒透明不透明 彩色非彩色雕花非雕花 有嘴无嘴不透明雕花杯9能否组合与温度计组合 与香料组合 与中草药组合 与加热器组合

13、与中草药组合杯第51页，共127页。（2）52法为什么需要创新？创新的对象是什么？从什么地方着手？谁来承担创新任务？什么时候完成？怎样实施？ 达到怎样的水平？ 第52页，共127页。 1）为什么（why）？ 为什么采用这个技术参数？为什么不能有响声？为什么停用？ 为什么变成红色？为什么要做成这个形状？为什么采用机器代替人力？为什么产品的制造要经过这么多环节？为什么非做不可？ 2）做什么（What）？ 条件是什么？哪一部分工作要做？目的是什么？重点是什么？与什么有关系？功能是什么？规范是什么？工作对象是什么？第53页，共127页。 3）谁（who）？ 谁来办最方便？谁会生产？谁可以办？谁是顾客？

14、谁被忽略了？谁是决策人？谁会受益？ 4）何时（when）？ 何时要完成？何时安装？何时销售？何时是最佳营业时间？何时工作人员容易疲劳？何时产量最高？何时完成最为时宜？需要几天才算合理？ 5）何地（where）？ 何地最适宜某物生长？何处生产最经济？从何处买？还有什么地方可以作销售点？安装在什么地方最合适？何地有资源？第54页，共127页。 6）怎样（How to）？ 怎样省力？怎样最快？怎样做效率最高？怎样改进？怎样得到？怎样避免失败？怎样求发展？怎样增加销路？怎样达到效率？怎样才能使产品更加美观大方？怎样使产品用起来方便？ 7）多少（How much）？ 功能指标达到多少？销售多少？成本多少

15、？输出功率多少？效率多高？尺寸多少？重量多少？ 第55页，共127页。案例某商店改变生意清淡的方法序号提问项目提问内容情况原因改进措施1为什么此处设这个店行不行有需求应保留2作什么批发零售？百货专营？维修服务搞不搞？本处适合零售零售为主增加服务项目3何地店设何处？离车站近 离居民区也近为旅客服务增加旅客上车前后所需商品第56页，共127页。序号提问项目提问内容情况原因改进措施4何时何时购物？旅客寄存行李后无处寄存办理托运 特别是晚上5何人谁是顾客？旅客？居民？未把旅客当作主要顾客增加为旅客服务项目6怎样怎样招徕更多旅客？此店不醒目增设路标购物指示牌7多少改进需多少投入？能得多少效益本店有投资能

16、力装修扩大需15万预计增长20%第57页，共127页。2.2.4 焦点客体法 温丁格特1953年提出,是为了创造新本质特征客体，克服与研究客体有关的心理惯性，将研究客体与偶然客体建立联想关系。 焦点客体法工作程序： 选需要完善客体 制定完善目标 借助任何书籍字典或其它方法来选择偶然词 列出所选偶然客体的特征（性质） 将这些特征转向被研究客体（焦点客体）（客体） 记下研究客体与偶然客体特征结合后得到的想法 分析结合点选择最合适的想法第58页，共127页。 锅 增加品种 借助任何书籍字典或其它方法来选择偶然词树木：高、裸露、软木、带根灯：有电、有裂痕、发光香烟：冒烟、带过滤嘴、放盒里（焦点客体）

17、记下研究客体与偶然客体特征结合后得到的想法电子加热、有支架高绝缘壁、内分几部分每部分可放笊篱可完全将锅盖上的盖子 制定完善目标 提高锅的使用性能：偶然客体1：高壁锅、软木锅、带根锅2：电锅、有裂痕锅、发光的锅3：冒烟锅、带过滤网锅、双壁锅 将特征转向被研究客体1：底部有支架有高保温壁的锅2：电热锅、有辅助照明分成几部分锅3：有气味显示器、内有笊篱、绝缘盖第59页，共127页。2.2.5六顶思考帽 爱德华.德.波诺：用六种帽子代表不同的思考方向，提供了平行思维模式，构建思维框架，提高企业与个人的效能，降低会议成本，提高创造力、解决深层次的沟通问题。 白：数据帽（天然的，代表事实与信息） 黄：乐观

18、帽（正面代表乐观与积极） 红：情感帽（代表直觉与预感） 蓝：指挥帽平静的代表系统与控制 黑：谨慎帽 （负面代表逻辑与批判） 绿：创造力帽丰富的代表创新与冒险第60页，共127页。 第61页，共127页。使用注意事项： 1.六顶帽子代表思维的方向而不是对已发生事件的描述，是用来指引思考方向的 2.帽子不是对人来进行描述和分类的，而是用来代表不同的行为模式 3.集体使用帽子时，某时刻大家应戴上同样颜色的帽子。 4. 六顶帽子可以单独使用，也可以按一定顺序连续使用。但可能没有必要每一顶帽子都使用。 5. 蓝色思考帽在开始和结束都必须使用。第62页，共127页。第63页，共127页。TRIZ的理论体系

19、第64页，共127页。TRIZ中的创新思维方法九屏幕法IFR法小人法金鱼法STC算子物场分析法主题大纲A Pera Global Company 2008 IWINT,INC第65页，共127页。 九屏幕法超系统当前系统子系统系统的过去子系统的过去超系统的过去系统的未来超系统的未来子系统的未来以时间为横轴考察研究对象的过去、现在和未来，以空间为纵轴考察当前系统及其子系统和系统的环境与归属第66页，共127页。第67页，共127页。九屏幕法的作用帮助我们多角度的看待问题，突破原有思维局限多个方面和层次寻找可利用的资源，更好的解决问题第68页，共127页。九屏幕法的步骤第一步： 先从技术系统本身出

20、发，考虑可利用的资源第二步： 考虑技术系统中的子系统和系统所在的超系统中的资源第三步： 考虑系统的过去和未来，从中寻找可利用的资源第四步： 考虑超系统和子系统的过去和未来第69页，共127页。反系统的过去超反系统的过去超反系统的未来超反系统反系统的未来反系统子反系统的未来子反系统子反系统的过去当前系统的过去超系统的过去超系统的未来超系统当前系统的未来当前系统子系统的未来子系统子系统的过去九屏幕法的进化第70页，共127页。自然系统 树第71页，共127页。第72页，共127页。系统个体和种类的发展 分析示例 白炽灯 白炽灯“9屏法”示意如下LED发光二极管PCB电路板、外壳LED灯灯光系统LE

21、D照明灯灯第73页，共127页。铅笔及其反系统面包屑单体橡皮万能消字橡皮组合橡皮软橡皮擦橡皮擦液体橡皮擦乳 胶乳胶汁石墨条单体铅笔多芯自动铅笔组合铅笔带橡皮的铅笔铅 笔液体铅笔芯铅笔芯石墨粉第74页，共127页。早期内燃机四轮车柏油路智能化交通系统交通系统混合动力汽车汽 车无充气轮轴型轮胎无内胎低压轮胎内、外胎轮胎九屏幕法的实例1第75页，共127页。汽车的子系统发动机汽车的子系统轮胎当前系统汽车汽车的超系统交通系统汽车的子系统、当前系统和超系统九屏幕法的实例第76页，共127页。从棕榈树顶部割树汁九屏幕法的实例2分析各个场景的资源第77页，共127页。九屏幕法的实例2在超系统中寻找方案第78

22、页，共127页。九屏幕法的实例2在系统的过去寻找方案第79页，共127页。九屏幕法多角度分析当前系统按照时间和系统层次分析可利用的资源克服思维惯性第80页，共127页。TRIZ中的创新思维方法九屏幕法IFR法小人法金鱼法STC算子主题大纲第81页，共127页。最终理想解(IFR) 技术系统是沿着提高其理想度，向最理想的系统方向进化系统的质量、体积、面积消耗趋于零，实现的有用功能数量趋近于无穷大。 低成本、高功能、高可靠性、无污染是产品理想状态，产品处于理想状态的解称为理想化的最终结果，即最终理想解（ideal final result ,FIR)FIR的作用是： 指明通往解决方案之路；使问题尖

23、锐化，不走折衷之路。第82页，共127页。什么是理想度？ 定量描述：最理想的状况：0有用功能有害作用0资源的耗费 定性描述：为实现有用功能的所有花费第83页，共127页。理想最终结果IFR最理想的技术系统：作为物理实体它并不存在，但却能够实现所有必要的功能IFR: 系统在保持有用功能正常运作的同时，能够自行消除有害的，不足的、过度的作用第84页，共127页。应用IFR的步骤第一步：现有的问题描述第二步：问题解决的IFR描述第三步：分析现有的所有可利用资源第四步：得到接近IFR的技术方案第85页，共127页。实现IFR的几个建议利用现有的能量和资源实现有用功能自我服务，实现有用功能，利用“聪明”

24、的材料或物质有害作用的自我消除第86页，共127页。IFR法的作用直接设想最理想的技术系统，在解决问题的最初就使矛盾更加尖锐化有利于更彻底的解决矛盾，得到最理想的解决问题方案。第87页，共127页。创新方法TRIZ案例：割草机 割草机在割草时，发出噪音，消耗能源，产生空气污染。高速飞出的草有时候会伤害到操作者，现需要改进现有的割草机，解决噪音等问题。第88页，共127页。创新方法TRIZ传统的设计：增加阻尼器、减震等子系统理想状态：先确定客户需求是什么？ 漂亮整洁的草坪割草机只是维护草坪的一个工具从割草机与草坪构成的系统看，其理想状态为草坪的草始终保持一个固定的高度。Eg：聪明草种第89页，共

25、127页。TRIZ中的创新思维方法九屏幕法IFR法小人法金鱼法STC算子主题大纲A Pera Global Company 2008 IWINT,INC第90页，共127页。小人法什么是小人法当系统内的某些组件不能完成其必要的功能，并表现出相互矛盾的作用用一组小人来代表这些不能完成特定功能部件通过能动的小人，实现预期的功能。然后，根据小人模型对结构进行重新设计小人法的目的 克服由于思维惯性导致的思维障碍 提供解决矛盾问题的思路第91页，共127页。小人法进行小人法的步骤划分出不能完成需要的非兼容的部分，假设用许多小人来表示这部分（当前怎样）把小人分成按问题的条件而行动的组，描绘出“现有”和“曾

26、有”。研究得到的问题模型（有小人的图）并对其进行改造，以便 实现解决矛盾。（该怎样-打乱重组）描绘出“有”或“应该有”的情况。过渡到技术解决方案。（变成怎样）使用小人法的常见错误画一个或几个小人第92页，共127页。小人法的作用更形象生动的描述技术系统中出现的问题。通过用小人表示系统，打破原有对技术系统的思维定式，更容易地解决问题，获得理想解决方案。第93页，共127页。小人法实例1水计量计当水量到达计量值时，由于重力作用，左端下沉，排出计量水量。问题：排出一部分后，计量水槽重心右移，右端下沉，水无法完全排出。第94页，共127页。小人法实例1水计量计系统的组成部分：水，计量水槽用小人表示各组

27、成部分：红色小人-水，黑色小人水槽重心第95页，共127页。水计量计现在的状况小人法实例1开始排水结束排水第96页，共127页。小人法实例1水计量计调整小人位置，得到期望的结果红色小人要都跳下去，考虑跷跷板的原理排水过程结束排水第97页，共127页。小人法实例1水计量计根据小人图示，考虑实际的技术方案方案：可变重心的计量水槽第98页，共127页。小人法实例2杯子的设计问题：喝茶时茶叶会顺水喝入口中第99页，共127页。小人法实例2杯子的设计分析系统的组成部分不同的对象用不同颜色的小人组来替代第100页，共127页。茶杯的设计用小人替代系统的各个组成部分白色小人杯子，黄色小人茶叶，蓝色小人水第1

28、01页，共127页。茶杯的设计按问题条件将小人重组实现要求的结果白色的小人就像门卫，允许蓝色小人出去，阻止黄色小人出去第102页，共127页。防洒杯子的设计按小人图示考虑实际的技术方案最终方案：在杯子内嵌入一个过滤网，茶水流出，茶叶留存的杯子内。第103页，共127页。小人儿法的作用更形象生动的描述技术系统中出现的问题。通过用小人儿表示系统，打破原有对技术系统的思维定式，更容易地解决问题，获得理想解决方案。第104页，共127页。九屏幕法IFR法小人法金鱼法STC算子TRIZ中的创新思维方法第105页，共127页。 金鱼法源自俄罗斯普希金的童话故事：金鱼与渔夫故事中描述了渔夫的愿望通过金鱼变成

29、了现实。映射金鱼法是让幻想部分变为现实的寓意采用金鱼法，有助于将幻想式的解决构想转变成切实可行的构想。第106页，共127页。金鱼法流程第107页，共127页。金鱼法金鱼法应用步骤：第108页，共127页。问题：如何实现埃及神话故事中会飞的魔毯？金鱼法实例1第109页，共127页。1、将问题分为现实和幻想两部分现实部分：毯子、空气幻想部分：毯子会飞2、幻想部分为什么不现实？由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空气重。3、在什么情况下，幻想部分可变为现实?施加毯子向上的力毯子的重量小于空气的重量地球的重力不存在金鱼法实例1第110页，共127页。4、列出所有可利用资源超系统空气中的中微子流、空气

30、流、地球磁场、地球重力场、阳光等系统毯子本身也包括其纤维材料，形状、质量等金鱼法实例1第111页，共127页。5、利用已有资源，基于之前的构想考虑可能的方案：毯子的纤维与中微子相互作用可使毯子飞翔；毯子上安装提供反向作用力的发动机；毯子在宇宙空间或在做自由落体的空间中；毯子由于下面的压力增加而悬在空中（气垫毯）；利用磁悬浮原理；或者毯子比空气轻。金鱼法实例1第112页，共127页。训练长距离游泳的游泳池问题：要使训练有效，需要一个大型的游泳池，运动员可进行长距离游泳训练。但同时，游泳池的占地面积和造价就会相应地增加。 用小型和造价低廉的游泳池怎样满足相同的要求？金鱼法实例2第113页，共127页。金鱼法实例21. 将问题分为现实和幻想两部分现实部分：小型、造价低廉的游泳池幻想部分：在小型游泳池内实现单方向、长距离游泳训练2. 幻想部分为什么不现实？运动员在小型游泳池内很快就能游到对岸，需要改变方向3. 在什么情况下，幻想部分可变为现实?运动员体型极小运动员游速极慢运动员游动时停留在同一位置，止步不前第114页，共127页。金鱼法实例24. 列出所有可利用资源超系统天花板； 墙壁； 空气； 游泳池的供水系统； 游泳池的排水系统系统泳池的面积、泳池的体积、泳池的形状子系统泳池底泳池壁水第115页，共1