《创新思维方法》PPT课件.ppt

第二章创新思维方法,2.1创新思维的障碍 思维惯性,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?,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?,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?,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,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）,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。,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。,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,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,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。,胶富丽,一样的B-52，不一样的物质,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。,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。,9、唯一解决方案思维惯性,一个成功的目标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。,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,思维的收敛,猫与冰箱的共同特点？,思维拓展,铅笔除了写字画画，举例说出20种用法？,2.2 传统创新思维的方法,2.2.1 试错法 Charles Goodyears 硫化橡胶酸性蒸汽（1839）选配最佳方案（1841）,试错法是历史上技术创造的第一种方法。,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,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,奥斯本船长,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。,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、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%）,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,（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“和田十二法 ” 。,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。,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？,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。,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,它是指改变原有物品的形状、尺寸、颜色、滋味、音响等，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,6）改一改,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？,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、形状和声音等方面进行局部替代。,8）代一代,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,10）反一反,“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”。,12）学一学,核检表法举例 喝水杯的改进,（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？,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？,3）谁（who）？ 谁来办最方便？谁会生产？谁可以办？谁是顾客？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？,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？输出功率多少？效率多高？尺寸多少？重量多少？,案例某商店改变生意清淡的方法,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,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）,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,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,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。,TRIZ的理论体系,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,九屏幕法,超系统,当前系统,子系统,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,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,九屏幕法的步骤,第一步： 先从技术系统本身出发，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,九屏幕法的进化,自然系统 树,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,LED照明灯灯,铅笔及其反系统,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,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,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,九屏幕法的实例2,在超系统中寻找方案,九屏幕法的实例2,在系统的过去寻找方案,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,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,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；使问题尖锐化，不走折衷之路。,什么是理想度？,定量描述：,最理想的状况：,定性描述：为实现有用功能的所有花费,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,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,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”的材料或物质 有害作用的自我消除,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。,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。,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,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,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,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,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。,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。,小人法实例1,水计量计 系统的组成部分：水，计量水槽 用小人表示各组成部分：红色小人-水，黑色小人水槽重心,水计量计 现在的状况,小人法实例1,开始排水,结束排水,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,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,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,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,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,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,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。,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。,九屏幕法,IFR法,小人法,金鱼法,STC算子,TRIZ中的创新思维方法,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。,金鱼法流程,金鱼法,金鱼法应用步骤：,问题：如何实现埃及神话故事中会飞的魔毯？,金鱼法实例1,1、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1,4、列出所有可利用资源 超系统 空气中的中微子流、空气流、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1,5、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,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,金鱼法实例2,1. 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,金鱼法实例2,4. 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,金鱼法实例2,5.利用已有资源，基于之前的构想（第三步）考虑可能的方案： 将运动员固定在游泳池的一侧或池底 水的摩擦阻力极大，如：在游泳池内灌注粘性液体，从而降低游泳者游动速度，增加负荷使其不能向前游动 游泳者逆流游动，如：借助供水系统的水泵，在游泳池内形成反方向流动的水流 游泳池为闭路式（即环形泳道） ,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,6、STC算子,什么是STC算子？ 尺寸（S）-时间(T)-成本（C）算子. 它是将尺寸, 时间和成本因素进行一系列变化的思维试验,一种工具，它通过以极限方式想象系统，进而打破思维定势。它包括一系列心里实验，涉及与某一对象的尺度、时间及成本相关的特性。,STC算子的目的:,克服由于思维惯性的障碍 迅速发现对研究对象最初认识的不准确和误差 重新认识研究对象,STC算子,STC算子的分析过程 明确研究对象现有的尺寸、时间和成本 想象对象的尺寸无穷大（S-），无穷小（S-0） 想象过程的时间或对象运动的速度无穷大（T-）， 无穷小（T-0） 想象成本（允许的支出）无穷大（C-）， 无穷小（C-0）,STC算子实例,房子 居住、进而温暖、舒适 尺寸，建造时间， 存在的时间，造价,尺寸,时间,成本,房子: 尺寸: 10*10 米 时间: 1 年 成本: 100万,城镇,特大城市,地球,宇航服,原子,大教堂,珊瑚沉积,帐篷,船,房车,舰船,宇宙空间站,山洞,树木,STC算子实例,通红的玻璃被在传送带输送,STC分析,轴 尺寸 时间 成本,STC算子实例,尺寸：轴的直径小 头发丝1/1000最小？ 气体原子 固体原子 液体原子 液体原子要求 容易熔化的物质 极高的沸点 比玻璃的密度大（2.5g/cm3）,STC算子实例,条件 熔点200300 沸点不低于1500 密度5.06.0g/cm 寻找这样材料？ 除了稀有金属，剩下的就是铋、铅、锡,STC算子实例,结论：用一个长长的、装有溶化的锡的托盘而不用传送带原子代替细轴,1，猫白天睡觉，冰箱夏天工作。都与正常规律相反 2，猫的瞳孔随光线变化，冰箱随气温变化。 3，猫吃东西，冰箱要用电 4，猫要疫苗，冰箱要定时清理 5, 猫是杂食的，冰箱也是。,