第二章-创造性设计方法.pptx

第二章第二章 创造性设计方法创造性设计方法 设计是一个创新的过程，产品创新的过程是一个提出概念、设计方案、决策新产品的过程。第二章第二章 创造性设计方法创造性设计方法一.创造力和创造过程1.创造力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念信念意志性格兴趣爱好2.创造发明过程创造发明过程意念（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）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。二二.创造性思维创造性思维 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。二二.创造性思维创造性思维 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。二二.创造性思维创造性思维二二.创造性思维创造性思维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2.创造性思维的形式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l收敛思维l分合思维l逆向思维l联想思维1）抽象思维）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2）形象思维）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3）直觉思维）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4）灵感思维）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、紧张的思索灵感的分类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5）发散思维）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6）收敛思维）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）7）分合思维）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。8）逆向思维）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。9）联想思维）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。3.创造性思维的特点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、流畅性三三.创造法则创造法则综合法则还原法则对应法则移植法则离散法则l强化法则l换元法则l组合法则l逆反法则l群体法则1.综合法则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。2.还原法则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。3.对应法则对应法则在设计中，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。4.移植法则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。5.离散法则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。6.强化法则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。7.换元法则换元法则即替换、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。8.组合法则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。9.逆反法则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。10.群体法则群体法则发挥群体智慧，集思广益，取长补短的创造法则。四四.创造技法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l形态分析法l设问法l检核目录法lKJ法l功能思考法l灵感法l机遇发明法l逆向发明法l模仿创造技法1.头脑风暴法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。头脑风暴法的特点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。2.类比法类比法异中求同，同中见异；例：人类的动作机器人、机器手；l面包体积增大泡沫塑料气泡混凝土3.检核目录法检核目录法转化：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4.逆向发明法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5.模仿创造技法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，形态仿生等仿生过程原理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)具体仿生设计过程仿生设计过程原型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）五、现代机械设计方法五、现代机械设计方法由由于于设设计计方方法法学学(Design(Design methodology)methodology)和和创创造造方方法法学学(Creation(Creation methodology)methodology)的的迅迅速速发发展展，机机械械产产品品的的设设计计工工作作发发生生了了质质的的变变化化，出出现现了了一一系系列列新新兴兴学学科科分分支，主要有：支，主要有：设计方法学设计方法学优化设计优化设计(Optimal design)(Optimal design)价值工程价值工程(Value engineering)(Value engineering)计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(CAD)、可靠性设计可靠性设计(Reliability design)(Reliability design)工业艺术造型设计工业艺术造型设计(Visual design)(Visual design)模块化设计模块化设计(Modular design)(Modular design)反求工程反求工程(Inverse engineering)(Inverse engineering)有限元法有限元法(Finite element method)(Finite element method)机械动态设计机械动态设计(Dynamic design)(Dynamic design)等等。等等。相似性设计相似性设计(Similarity design)(Similarity design)系统化设计系统化设计(Systematization design)(Systematization design)并行设计并行设计(Concurrent design)(Concurrent design)人人 机机 工工 程程 学学(Man-machine(Man-machine engineeringengineering，ergonomics)ergonomics)模态设计模态设计(Modal design)(Modal design)等等。等等。1.机械产品的设计过程机械产品的设计过程概念设计总体方案结构设计工艺设计改进设计 调研与规划 方案设计 详细设计 生 产 试验改进2.机械设计中常用的创新方法机械设计中常用的创新方法1)智力激励法智力激励法人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情况下能得到较好地发挥。一批人集合在一起，针对况下能得到较好地发挥。一批人集合在一起，针对某个问题进行讨论时，由于各人知识、经验不同，某个问题进行讨论时，由于各人知识、经验不同，观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各种主意能互相启发，填补知识空隙，启发诱导出更种主意能互相启发，填补知识空隙，启发诱导出更多创造性思想，通过激励、智慧交流和集智达到创多创造性思想，通过激励、智慧交流和集智达到创新的目的。新的目的。2)提问追溯法提问追溯法提问追溯法是有针对性地、系统地提出问提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题，在回答问题过程中，便可能产生各种解决问题，在回答问题过程中，便可能产生各种解决问题的设想，使设计所需要的信息更充分，解法更题的设想，使设计所需要的信息更充分，解法更完善。提问追溯法有完善。提问追溯法有奥斯本检核表法、希望点列奥斯本检核表法、希望点列举法、缺点列举法。举法、缺点列举法。3)联想类推法联想类推法通过由此及彼的联想和异中求同，同中求异通过由此及彼的联想和异中求同，同中求异的类比，寻求各种创新解法。利用联想进行发明创的类比，寻求各种创新解法。利用联想进行发明创新是一种常用而且十分有效的办法。许多发明者都新是一种常用而且十分有效的办法。许多发明者都善于联想，许多发明创新也得益于联想的妙用。类善于联想，许多发明创新也得益于联想的妙用。类比联想由一事物或现象联想到与其有类似特点的其比联想由一事物或现象联想到与其有类似特点的其他事物或现象，从而找出创新解法。他事物或现象，从而找出创新解法。4)返向探求法返向探求法 将将人人们们通通常常思思考考问问题题的的思思路路反反转转过过来来，从从背背逆逆常常规规的的途途径径探探寻寻新新的的解解法法，因因此此返返向向探探求求法法亦亦称称逆逆向向思思维维法法。例例如如声声音音既既是是振振动动那那么么振振动动为为什什么么不不能能复现原声呢？通过这样的反问，发明了留声机。复现原声呢？通过这样的反问，发明了留声机。5)系统分析法系统分析法对对于于技技术术系系统统，根根据据其其组组成成国国有有影影响响其其性性能能的的全全部部参参量量，系系统统地地依依次次分分析析搜搜索索，以以探探索索更更多多和和解解决问题的途径。决问题的途径。6)组合创新法组合创新法组组合合创创新新法法是是将将现现有有技技术术和和产产品品通通过过功功能能、原原理理、结结构构等等方方面面的的组组合合变变化化形形成成新新的的技技术术思思想想的的和和新新产产品品。组组合合法法应应用用的的技技术术单单元元一一般般是是已已经经成成熟熟和和比比较较成成熟熟的的技技术术，不不需需要要从从头头开开始始，因因而而可可以以最最大大限限度度地地节节约约人人力力、物物力力和和财财力力。组组合合创创新新的的类类型型很很多多，常常用用的的有有性性能能组组合合、原原理理组组合合、功功能能组组合合、结结构重组、模块组合等。构重组、模块组合等。