第二章创造性设计方法

第二章创造性设计方法第1页，共45页。优选第二章创造性设计方法第2页，共45页。2.创造发明过程意念（发明创造始于意念）概念报告（意念→实际方案）可行模型（验证概念）工程模型（展示概念功能）可见模型（实验测试）样品模型（确定制造工艺等）小批生产（实现创造价值）第3页，共45页。思维方法设计是人们有目的寻求尚不存在的事物，其过程就是把各种细微的外界事物和感受，组织成明确的概念和艺术形式，从而构筑起满足于人类情感和行为需求的物化世界，即创造物质的产品和环境与创造精神的产品和环境，有时两者兼而创造之。可见设计的本质就是创造。思维是一种复杂的心理现象，是人的大脑的一种能力。二.创造性思维第4页，共45页。常见的思维障碍思维惯性：这次这样解决了一个问题，下次遇到类似的问题或表面看起来相同的问题，不由自主地还是沿着上次思考的方向或次序去解决思维定势（习惯性思维）：思考同类或相似问题的惯性轨道，来自于心理定势。过去的思维影响当前的思维，形成了固定的思维模式。二.创造性思维第5页，共45页。思维定势是一种按常规处理问题的思维方式。它可以省去许多摸索、试探的步骤，缩短思考时间，提高效率。在日常生活中，思维定势可以帮助我们解决每天碰到的90%以上的问题。但是思维定势不利于创新思考，不利于创造。思维惯性和思维定势合起来称为思维障碍。突破障碍就是突破自我，进一步就是超越自我。超越是一个很高的境界，超越自我才是创新。二.创造性思维第6页，共45页。二.创造性思维1.常规思维与创造思维的区别常规思维创造性思维常规性单向性单一性逻辑性独特性多向发散性综合性非逻辑性第7页，共45页。2.创造性思维的形式抽象思维形象思维直觉思维灵感思维发散思维收敛思维分合思维逆向思维联想思维第8页，共45页。1）抽象思维在反映事物共同属性和本质属性的概念基础上，进行判断、推理、反映现实的一种思维形式。个别感性→一般理性→个别理性方法归纳：特殊、个别事实→一般原理、概念演绎：一般原理、概念→特殊、个别事实分析：分解事物，研究其各个属性、部分、方面综合：将事物各属性、部分、方面结合成整体抽象：感性具体→理性抽象具体：理性抽象→理性具体第9页，共45页。2）形象思维通过实践由感性阶段到理性阶段，最后完成对客观世界的理性的认识。表象——意象感知形象表象映象视觉听觉触觉外界事物意象选择排列组合新象第10页，共45页。3）直觉思维根据少量的本质性现象为媒介，直接把握事物的本质与规律。

直觉思维的过程：经验直觉概念逻辑推理理论第11页，共45页。4）灵感思维借助于直觉启示而对问题得到突如其来的领悟或理解。灵感产生阶段：灵感产生条件准备潜伏顿悟检验知识长期的积累智力水平的提高良好的精神状态，和谐的外部环境长时间、紧张的思索第12页，共45页。灵感的分类灵感外界偶然机遇型内部积淀意识型思想点化原形启示形象体现情境感发无意遐想类潜意识类潜知的闪现潜能的激发创造性梦幻下意识的逻辑第13页，共45页。5）发散思维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、多层次去思考、去探索的思维形式。发散思维特性流畅性：发散思维的速度变更性：发散思维的灵活独特性：发散思维的本质第14页，共45页。6）收敛思维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。（与发散思维相反）第15页，共45页。7）分合思维把思考对象在思想中加以分解或合并，以产生新思路、新方案。第16页，共45页。8）逆向思维把思维方向逆转，用与原来的想法对立的，或表面上看来似乎不可能并存的两条路去寻找解决问题的办法。第17页，共45页。9）联想思维把已掌握的知识与某种思维对象联系起来，从其相关性中得到启发，从而获得创造性设想。第18页，共45页。3.创造性思维的特点思维方向的多向、求异性思维过程的突发、跨越性思维效果的整体、综合性思维结构的广阔、灵活性思维表达的新颖、流畅性第19页，共45页。三.创造法则综合法则还原法则对应法则移植法则离散法则强化法则换元法则组合法则逆反法则群体法则第20页，共45页。1.综合法则在分析各个构成要素的基础上加以综合，使综合后的整体作用导致创造性的新成果。例如：瞎子背瘸子；摩托车；“阿波罗”登月计划。第21页，共45页。2.还原法则抓住事物的本质，回到根本，抓住关键，将最主要的功能抽出来，集中研究其实现的手段与方法，以得到具有创造性的最佳成果。又称抽象法则。例如：洗衣机的发明；电车的发明等。第22页，共45页。3.对应法则在设计中，相似原则、仿生设计、模拟比较、类比联想等都是对应法则的应用。第23页，共45页。4.移植法则把一个研究对象的概念、原理、方法等运用于另一个研究对象并取得成果的有效法则。例如：手机的短信功能、照相功能。第24页，共45页。5.离散法则冲破原先事物面貌的限制，将研究对象予以分离，创造出新概念、新产品。例如：隐形眼镜；音箱等。第25页，共45页。6.强化法则指通过技术革新，增强产品某方面功能的创造原则，也称聚焦原理。例如：浓缩药丸；浓缩洗衣粉；增强塑料等。第26页，共45页。7.换元法则即替换、代替的法则。例如：

1）用树脂代替水泥，发明了聚合物混泥土；

2）用电流强度大小的变化代替模拟声波的变化，发明了电话。第27页，共45页。8.组合法则将两种或两种以上的学说、技术、产品的一部分或全部进行适当结合，形成新原理、新技术、新产品的创造法则。例如：计算器用太阳能电池，装上日历、钟表；航天飞机是火箭与飞机的组合。第28页，共45页。9.逆反法则打破习惯的思维方式，对已有的理论、科学技术、产品设计等持怀疑态度，“反其道而行之”的创造法则。例如：无针式注射器；立体绿化等。第29页，共45页。10.群体法则发挥群体智慧，集思广益，取长补短的创造法则。第30页，共45页。四.创造技法头脑风暴法综摄法类比法联想法移植法缺点法希望点列举法废物利用法专利利用法形态分析法设问法检核目录法KJ法功能思考法灵感法机遇发明法逆向发明法模仿创造技法第31页，共45页。1.头脑风暴法通过一种特殊的小型会议，使与会人员围绕某一课题相互启发、激励，取长补短，引起创造性设想的连锁反应，以产生众多的创造性成果。第32页，共45页。头脑风暴法的特点与会人员10人左右；会议时间1小时左右；鼓励自由思考，标新立异；不允许批评他人的设想；与会者平等，不提倡少数服从多数；有的放矢，不空谈；力求将各种设想补充、组合、改进，从数量中求质量；及时记录、归纳总结各种设想，不作过早定论；推迟评价，把见解整理分类后，再召开会议决定方案。第33页，共45页。2.类比法异中求同，同中见异；例：人类的动作→机器人、机器手；面包体积增大→泡沫塑料→气泡混凝土第34页，共45页。3.检核目录法转化：是否可作他用？引申：有别的东西与之相似吗？改变：改变原有的颜色、形状、气味、形式、结构等放大：加强一些、高一些、长一些、大一些缩小：减少一些、变小、变低、变短、浓缩、省略代替：有没有其他东西可代替？变换：构件能否更换顺序、位置等颠倒：颠倒、反转使用组合：现有技术能否组合成新产品第35页，共45页。4.逆向发明法从常规的反面；从构成成分的对立面；从事物相反的功能等方面考虑；原型→反向思考→设计新的型式第36页，共45页。5.模仿创造技法指人们对自然界各种事物、过程、现象等进行模拟、科学类比（相似、相关性）而得到新成果的方法。

——仿生学研究范围：机械，物理，化学，人体，智能等分类：功能仿生，形态仿生等第37页，共45页。仿生过程原理生物体仿生创造思维新产品(感性)具体抽象(思维)具体第38页，共45页。仿生设计过程原型A原型A’原型B原型B’原型C模拟1（仿生）模拟2（仿生）模拟3（仿生）第39页，共45页。五、现代机械设计方法由于设计方法学(Designmethodology)和创造方法学(Creationmethodology)的迅速发展，机械产品的设计工作发生了质的变化，出现了一系列新兴学科分支，主要有：设计方法学优化设计(Optimaldesign)价值工程(Valueengineering)计算机辅助设计(CAD)、第40页，共45页。可靠性设计(Reliabilitydesign)工业艺术造型设计(Visualdesign)模块化设计(Modulardesign)反求工程(Inverseengineering)有限元法(Finiteelementmethod)机械动态设计(Dynamicdesign)等等。第41页，共45页。相似性设计(Similaritydesign)系统化设计(Systematizationdesign)并行设计(Concurrentdesign)