科学研究路径和方法探讨

首先谈2011-2012年我写的三本书，《从追逐梦想到实现梦想》，新华2011

(人生奋斗的方法学)《成功做事方法学--现代成 浅论》，中国社会科学 ，2011

(成功做事的方法学)3.《产品设计方法学—兼论产品的顶层设计与系统化设计》，机械工业 ，2011(谈做学问方法学的一个例子)这些书谈到做事方法学的问题,

谈做事的程序和规则,

即成功和高效做事的四个程序和十二个要素。首先谈2011-2012年我写的三本书2013年—2014年我写的三本书《现代成

––谈做人、做事、做学问》，新华出版社，2013《顶层设计--原理、方法及应用》，机械工业社，20143.《撰写高等教育方法学—怎样写好

和博士

》，，2014这些书谈做事的四个程序和十二对规则,

建立起较系统的方法论体系,

对科学研究工作同样适用。2013-2014年我写的三本书2020/11/256图1现代成方法论的指导思想、十二对规则、采用的科学技术成就和预计效果目的和要求任务和态度步骤和方法思想和品德知识和能力健康和生命毅力和战术机遇和环境与协调条件和利用学习和运用总结和提高四内因三外、因三要素两要事坚决执行现代成功学的十二对规则现代成做人、做事、做学问方法学预计的效果提高做事的成功概率获取做事的最高效益力争广泛应用现代科学技术的成就现代心理学学理论现代哲学系统工程学数学规划优化多媒休技术网络技术数字化技术黄金分割智能化技术信息技术创新原理工程优化系统创新技法系统论统筹学优化方法系统技术创新技术1.2

现代成

方法论的体系和框架坚定地以科学发展观的思想作指导全面性与系统性

实践性与科学性 继承性与创新性协调性与稳定性可持续性与长期性科学研究的系统化程序:四个阶段第一阶段:调研;第二阶段:规划;第三阶段:实施;第四阶段:检验。科学研究应遵循的规则:十二对规则三个要素:目的和要求、任务和态度、步骤和方法。四项潜能:思想和品德、知识和能力、健康和生命、毅力和战术。三个外因:

机遇和 、环境和协调、条件和利用。两件要事:学习和运用、总结和提高。科研工作的方法论体系——做事程序和规则A.科学研究理想的路程阶段阶段名称阶段内容13I调研及选题在需求调研、环境调研、风险调研基础上,选定科学研究任务2对任务的剖析及7P规划对任务剖析基础上,对指导思想，研究目标、环境、程序、内容、方法，工作质量检验等七方面进行规划31+3+X实施及获取创新成果在对主辅功能，结构、使用和制造性能及特殊性能优化基础上,获取创新成果45A检验及总结一般规律用理论、经验、试验、

系统及通过使用进行检验,再总结出一般规律科学研究理想的四个阶段提高科学研究成功概率和效益的十二对规则B.科学研究应遵循的十二对规则机遇(时间)环境(地点)条件业务能力身体状况工作毅力2主观因素3客观因素1做事三要素正确思想指导的目标为什么要做?考虑主客观因素内容做什么?理想的步骤及方法怎样去做?4两件要事不断学习定期总结1.科学研究理想的四个阶段科学研究目标域DO信息获取目标

提出检查指导思想了解客观要求确定研究步骤科学研究目标的实现研究结果检验研究指导思想域DI科学研究环境域DE科学研究过程域DP科

科学

学研

研究

究内

方容

法域

域DC

DM研究质量检验域DA二对任务的剖析及7D规划三1+3+X实施及获取创新成果四5A检验及总结调研和选题域DA需求环境风险一3I调研及选题1.1科学研究第一阶段:3I

调研和选题实际需求：要了解国家发展对该项科学研究的需求情况,进而确定研究的必要性。工作环境：了解政治、经济、人文、法律、社会（指国际与人际环境）、生态、技术、

、市场与政策等环境因素,进而确定科研任务同环境的协调性。风险

：研究工作有无风险，考虑该科学研究任务的切入点是否适当,是否是事物的生长点。福岛核电站的严重教训是在工程设计时忽略了环境和风险这两项调研。1.1科学研究第一阶段:3I

调研和选题科学任务的来源:国家任务:如973项目、863项目、国家重大专项、国家自然科学基金重大项目、重点项目和面上项目;横向任务:如企业来的任务;自选项目:自己通过发现问题,提出要研究的问题。需要考虑和审核的问题:是否符合国家和广大人民的需要?任务难度及可以完成任务的期限?研究任务契机及切入点是否合适?完成此项任务 因素是否具备?完成此任务的所有客观条件如何?1.1科学研究第一阶段:3I

调研和选题我所从事的科学研究任务的选题:1.振动利用工程:1956年在我念时,选定了这一研究方向,这一研究方向既考虑的国家的需要,经过

导师 的同意,此后,进行了长达30年研究,写出了10多部著作,第一部著作花了7年时间。产品设计理论方法:虽然我是从事产品设计工作的,但正真开始研究是从20世纪90年代,我发现产品设计方法的研究虽有百多年历史,提出数十种方法,但不很完善,从此开展了研究,撰写出多部著作。现代成 :

这是自选的科学研究任务,我在工作中发现:方法论对于任何集体和个人都很重要,为此,我开始了这一课题的研究,经过几年的研究,已写出了方法论的著作多部。所选定的题目都具有重要理论意义和实用价值。2.科学研究第二阶段:对任务的剖析及7D

规划对任务的剖析：将工作任务分解为若干子系统。要分清主次，重点突出，兼顾一般；要攻克难点，重视创新点,抓住关键环节。将工作任务分解为若干个层次。用系统工程学的方法，将具体内容从纵向的角度分成几个层次，找出事物发展的内在规律,逐步地解决问题。分析工作任务所要达到的目的和要求。目的应该十分明确;因为所承担的工作任务是否已经完成要通过具体的指标予以衡量，所以，对该项任务所要实现的要求：IQCTES.确定完成此项任务应具有的态度。要想把工作任务完成好，必须要有正确的态度和理念：要有实事求是的工作态度，要有创新的理念,要充分发挥 潜能和重视客观因素的影响。拟订所完成任务的步骤和方法。要选择理想的步骤和科学的方法，要分阶段来完成科学研究任务,对成果要逐步积累。6)预估可以取得的创新成果。主要是能获得的创新成果。2.科学研究第二阶段:对任务的剖析及7D

规划规划的七项内容：确定工作目标：也就是所指的广义目标

IQCTES和技术目标：功能的实现和性能优化；明确指导思想：在科学发展观和系统工程的思想指导下开展工作；考虑工作环境：如政治、经济、人文环境、法律环境、国际环境与人际环境、生态环境、技

术环境、 环境、市场环境等的要求等；1.2科学研究第二阶段:7D

规划及获取新结果拟订工作步骤：合理的工作过程和步骤是调研、规划、实施和检验，以实现功能的需求和性能的优化；规划工作内容：工作内容就是面向功能和性能的功能优化、动态优化、智能化和可视化或数字化等工作；选择工作方法：如选择系统化、信息化各种优化法、创新原理和方法和学方法等；检验工作质量：如通过理论评估、试验、分析和使用等进行检验。执行和不执行7D规划所做的比较序号1234567规划内容工作目标指导思想工作环境工作过程工作内容工作方法工作质量检验正面效应及正能量目的性全面性、规范性、思想性协调性客观性计划性规范性具体切入科学性有效性结果清晰性效应及负能量盲目性片面性盲目性性随意性缺乏计划性内容空洞抽象违背科学规律,

失效性模糊性可能出现的问题1、功能和性能达不到要求；2、返工，误工，延期；3、工作结束后出现问题；4、经济性差，造成不必要的浪费。1.2科学研究第二阶段:7D

规划及获取新结果一.对一位博士生的规划:我对一位博士生的博士进行了规划,在攻读博士期间完成以下任务:在理论上有所突破,写出10篇SCI

;能解决工程中一两个重大实际问题;申请两三项发明专利;通过试验验证得到的结果,并能应用于实际。二.对方法论研究的规划:三年前我提出要对现代成 日的研究进行了规划:提出现代成 方法论的新体系;撰写出多部方法论方面的著作;推广方法论体系,以提高集体和个人工作效益;将方法论教育和素质教育紧密结合起来。三.自然科学基金申请:即是科研工作的规划,去年我花了一个星期写了一份申请书,得到了批准。1.3科学研究第三阶段:1+3+X实施（1+3）+X综合实施的内容与特点以功能优化为先导动态优化智能化数字化动态优化动态可靠性数智能化工

工作

作参

过程智能化制造过程可视化装配过程可视化1+3+X综合工作法的内容非线性不确定时变强耦合次的1+3+X综合实施的特点图2次科学研究的1+3+X综合工作法的内容与特点多变量1.3科学研究的第三阶段:1+3+X综合实施主功能转变加工对象（被加工物件、物体或物质）的几何形态、物理状态、化学组成、生理机能和进行信息的传输与处理等工作。辅助功能为实现基本功能需完成的辅助工作，例如，加工对象（物件、物体或物质）的转运、装卸和固定等；工作机构需获得所需的运动形式；系统需获得所需的动力；

指令信号的发出及执行；工况信息

、测试与系统的控制等。运动输出信息传出能量传出物质输出指令输出能量输入信息物质输入运动输入指令输入图3 科学研究要实现的主功能与辅助功能1.3.1

科学研究要实现的主功能和辅助功能的优化：图4科学研究要实现的三大性能优化工作可靠性人机安全性材质造应性工作耐久性结构紧凑性环境无害性造型艺术性设计经济性结构性能I正确思想Q狭义质量C价格T生产周期E环境S科学研究工作质量使用性能工效实用性工作稳定性指标优越性设备动力性状态测控性故障可诊性操作宜人性使用经济性制造性能制造工艺性零件规范性容差合理性生产时间性设备维修性装运可行性废品回收性制造经济性1.3.2

科学研究工作要实现三大性能的优化:1.3.2

科学研究工作能获取的创新成果举例在“振动利用工程”的研究中实现了八个方面的创新,包括原始创新和集成创新：１研究了新原理(4种新原理),如概率等厚筛分新原理

２发明了新机构(6种新机构),如激振器偏转式新机构

３建立了新模型(10个新模型),如间隙滞回系统新模型

４发展了新理论(若干新理论),如振动同步传动新理论

５研发了新技术(多种新技术),如振机弯振预防新技术

６提出了新方法(两种新方法),如产品综合设计新方法７研制了新机器(10种新机器),如惯性概率新筛机８创建了新学科(一个新学科),即振动利用工程新学科在这个过程中,获得了诸多的创新性成果。1.4

科学研究的第四阶段:5A检验科学研究工作质量检验通过试验来检验工作质量通过用使用检验工作质量如直接通过使用如通过试验方法理对工作质量进行检验如采用模糊评价法科学研究工作质量的评估及检验模型通过专家系统检验工作质量如通过评估专家系统经验法对工作质量进行检验如利同以往结果比较1.5

科学研究取得的若干成果在科学研究方面，先后完成数十项国家纵向和横向重大科研项目，包括国家自然科学基金重大项目、重点项目、面上项目和973、863项目等。开辟了几个重要的学术方向：在振动利用工程学的研究中,创建了振动学与机器学相结合的新学科“振动利用工程学”（图5）。该方向的科学研究工作曾获国家科技进步奖两项、国家发明奖一项。在产品设计领域，研究并提出了基于系统工程的产品综合设计理论与方法及系统化的设计理论与方法，撰写了产品设计方法学等8部专著，还主编了6卷本、2卷本和1卷本《机械设计手册》共3种。该方向曾获国家科技进步二等奖两项、光华工程科技奖一项（图6）；

6卷本《机械设计手册》（第5版）曾获中国机械工业科学技术一等奖。在方法论的研究中，提出了较系统的高效做事的方法论体系，还撰写出了《现代成《顶层设计》和《撰写》、《成功做事方法学》、方法学》等专著（图7）。1.5

科学研究取得的若干成果图5

振动利用工程和产品设计方面的部分著作及6卷本<机械设计手册>图6

方法论方面的5部著作图7正在接受光华工程科技奖2.高效做事的十二对规则图8做好科学研究的十二对规则三大要素提高科学研究成功概率和效益的十二对规则做好科学研究的十二大要素四项潜能执行执行执行

执行者的者的

者的

者的思想业务

健康

工作品德能力身体

毅力明确

具体理想的目的内的方标

容

法执行

执行

执行任务

任务

任务的机

的环

的条遇

境

件客观三维时空不断

定期学习

总结两件要事2.1.1目标科学研究要有明确目标,要有正确思想指导。对于年轻人来说,应早立志，立大志。因为志向是人生的灯塔，有什么样的理想和信念，就会有什么样的人生。所以搞科学研究,首先应以祖国建设的发展作为自己的奋斗目标，立志为中华民族的伟大复兴而奋斗，同时，在这个进程中实现自身的价值。没有奋斗目标的人生是糊涂的人生,

很难有大的作为。搞科学研究同样要有明确的目标,所谓目标就是科学研究的方向,方向正确,不会走错路。正确的目标是由正确的思想所支配,

正确的思想昵?就是从广大人民利益出发,即从国家利益出发考虑问题。2.1科学研究要明确三个要素

1.1目标2.1科学研究要明确三个要素

2.1.2任务科学研究任务的选择首先要从国家的需要出发,但还可以在

一定范围内变动。例如,

开发新的产业和事业及科学研究工作的选题最好选择在事情发展的萌芽时期或上升期,切勿选择在旺盛期或下降期,

再要考虑 因素和客观因素。图9

科研选题的理想区段—萌芽时期或上升期萌芽时期或上升期旺盛期或下降期2.1.3

方法：要广泛应用现代科学技术成就在科学发展观指导下开展工作，它可以使执行的工作得以全面、稳定、协调和可持续的开展;应用系统论和系统工程的思想和方法;要广泛应用现代

:计算机技术、网络技术、智能化技术和数字化技术;各种优化的理论和方法,如黄金分割、运筹学、工程优化、数学规划优化、 系统等;5)创新的原理和方法;6)

学的理论和方法。其中最重要的是要重视“实践”和“创造”,“实践”和“创造”

是 成功的必由

。2.1

科学研究要明确三个要素2.2.1

思想品德思想品德包括以下各项内容::对于任何人来说,这是成功做事一个十分重要的影响因素;心理素质:在处事过程中,常常会遇到各种各样的问题和

,

在 面前,

良好的心理素质显得十分重要;学风和作风:一个人的学风十分重要,要有实事求是的学风,一个人做事要“诚信”;生活

:一个人的生活 和作风十分重要,

也会影响处事能否取得成功。2.2

科学研究要发挥

方面的四项潜能2.2.2业务能力（知识）在科学技术高度发展的今天，科学技术的面越来越广，深度越来越深，专门化的程度越来越高。要想从事高新技术的研究，如果没有专门的知识和能力，就很难胜任所工作任务。须要以百倍的努力去掌握这些先进的科学技术知识。文化知识：这是基础，如文化水平，写作能力；科学知识：这也是基础，基础科学和应用科学；技术知识：掌握技术是参与工作的重要条件。2.2

科学研究要发挥

方面的四项潜能2.2.2业务能力（能力）培养好自己的几个能力，如

能力、分析与解决问题的能力、实践能力、创新能力和社交能力等。工作能力是完成工作任务的根本保证。能力：自己学习的本领；分析和解决问题的能力：掌握科学方法；实践能力：参与实际工作的能力；创新能力：要有创新的理念与技巧；社交能力与组织能力：与别人交往和协作的能力。2.2

方面四项潜能2.2.3保持身体健康和珍惜生命身体健康是实现人生奋斗目标的 和前提。有效防治、积极治疗是预防和战胜疾病的有效方法，人的生命是完成事业的根本保证。如果人都没有了，什么奋斗的人生可谈的呢？所以要珍惜自己的生命。最近我写了如下的一首诗:要珍爱生命生命实珍贵，一别不复回，青春须爱惜，切莫任其便,

安全应为先，意外需防备，只愿人长久，事业增光辉。2.2

科学研究要发挥

方面的四项潜能2.2.4

工作毅力与奋斗精神在这里最重要的就是“勤奋刻苦”和“顽强拼搏”的精神。青少年时期是每个人一生中最重要和最宝贵的时期。多数青少年能牢牢地把握和利用这一阶段宝贵的时间，他们十分珍惜自己宝贵的青春岁月，“勤奋和刻苦”和“顽强拼搏”在他们身上得到充分的体现。取得成功的人还离不开“不怕艰苦”和“百折不挠”的奋斗精神。2.2

科学研究要发挥的 方面的四项潜能2.3.1机遇一个人做事能否取得成功，与其外部条件（机遇、环境和条件）有十分密切的联系。时机或机遇是事业取得成功不可忽视的因素。

任何成功者都是十分积极地去创造有利的外因的,人们常说“机不可失，时不再来”，，“机会来的时候像闪电一般短促，全靠你不假思索的利用”。吉利 在上一世纪末,开始发展轿车产业和创办民办教育事业,正是抓住了两个大好时机,抓住了两个最佳的切入点。2.3科学研究要重视客观方面的三2.3.2环境地点与环境对完成某些任务来说十分重要。例如，吉利创办的吉利大学，如果在浙江临海办学，短期内甚至长期都难以达到现在的规模。所以要完成与地点有关的一些任务，必须选择好合适的地点。当然也有不少工作，与地点无关，另当别论。环境也可以从更广泛的意义上去理解,如社会环境、自然环境、政策环境、技术环境、 环境、市场环境和国际及国内环境等。2.3科学研究要重视客观方面的三2.3.3条件这里指的条件主要是工作的条件。一个人做事能否取得成功，与其外部条件有十分密切的联系。例如，你要在某一领域的研究工作取得成功，除了自身的一些因素外，还要有良好工作条件作为支撑。要有、们的支持，要有一个很好的群体和科研团队协助你完成所承担的工作。反之，如果没有良好条件的支撑，也就不可能很好地完成所承担的工作任务。2.3科学研究要重视客观方面的三2.4科学研究要做好两件要事:学习和总结2.4.1不断学习在科学技术得到高度发展的今天,文化知识日新月异,

科学技术层出不穷,生活条件和环境在不断的改变,在这种新