先进制造技术2.3.1[研究生]

创新设计技术
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1）形象思维和抽象(逻辑)思维
形象思维 属于非逻辑思维，是运用过去感知过的事物的
映像进行分析、综合、抽象、概括的过程。它以直观 形象作为再思维的目标及基础，使用反映同类事物一 般外部特征的形象；形象思维基本上由右脑进行；
抽象思维亦称为逻辑思维。它是以抽象的概念和推论为
形式的思维方式，是认识过程中用反映事物共同属性 和本质属性的概念作为基本思维形式，在概念的基础 上进行判断、推理、反映现实的一种思维方式。它使 认识由感性上升到理性。抽象思维基本上由左脑进行；
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2）技术创新过程的特点：
创新的过程是不完全确定的 创新的过程是知识密集的 创新的过程是有争议的 创新的过程是跨边界的
技术创新的过程不仅是创新者的个人行为， 技术创新系统是由与技术创新全过程相关的 机构、组织和实现条件构成的体系。它涉及技术、 经济、社会三个不同领域，具有输出技术知识、 物质产品和经济效益三种功能。
分析与综合是最基本的创造思维过程，由它们构成 一个创造过程的思维框架。
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4）发散和收敛思维
发散思维： 遇到问题时，根据问题提供的信息，沿
着非常规方向、正向、逆向、全方位思维和多角度 寻求可能的解答。 在技术原理的开发方面，应用发散思维
可以从多側面、多角度、多领域、多场合对同一技术原理的应 用途经进行设想。
制造的；
小批生产：在生产线上将创造发明以小批量生产的形式来实现。
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机械创新设计：是指充分发挥设计者的创造力，利 用人类已有的相关科学技术成果（含理论、方法、技术、 原理等），进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性 及实用性的机构或机械产品（装臵）的一种实践活动。 机械创新设计包含两个部分：一是改进完善生产或生活中现
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深刻认识和理解创新思维的实质和类型，不仅有 助于掌握已经开发出来的现有的创造技法，而且能够 推动和促进人们开拓新的创造方法。 把握创新思维的关键是在认识并能综合运用不同 思维类型的特点、功能与作用。
常规思维的特点：常规性（习惯性和通常性）、
单向性（只向常规的习惯方向思考）、单一性 （只考虑一种方案、一种思路）、逻辑性（通 常的逻辑思维范畴）； 创造性思维的特点：独特性（即与众不同）、 多向发散性（即立体性思维、多答案）、非逻 辑性（出人意料）、连动性（由此及彼性）， 综合性（即创造是多种思维方式的综合，在综合 中创新）。
收敛思维： 是把来自多方面的知识信息指向同一问
题，通过分析综合、逻辑推理后引出答案。
将创造原点抽象化，然后用收敛思维和发散思维的 思维模式求解，是一种十分有效的创造思维法则。
意念：发明创造始于意念； 概念报告：内容包括意念之间的联系及制约关系和把意念转变
成为实际方案的途径；
可行模型：是对概念是否可以实现进行研究的一个必要步骤； 工程模型：展示概念能否实现其功能的一个重要步骤； 可见模型：从工程模型演变成为可见模型的一阶段；
样品模型：它不是由发明创造者在实验室制造的，而是由车间
除了技术上的创新外，还有管理上的创新，销售上的 创新，售后服务上的创新等等。这里主要讨论 技术上的 创新。
所谓创新设计就是旨在提供具有社会价值的、 新颖而独特产品的一类设计方法。
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在制造业中，创新设计主要包括产品创新设计和 过程创新设计、市场创新、管理创新等方面。 一般把产品的技术创新分为如下两类： 一种是无重要新技术，但在形式上翻新，因而能获得相 应竞争能力； 一种是含有（开发了）重要的新技术，使产品竞争力有 重要提高，或形成新竞争力的制高点； 机械创新设计包含两个部分： 一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、 可靠性、经济性、适用性等； 二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产或生 活的需要。 突破性创新和渐进式创新
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1 技术创新的定义、特点和类型
1）技术创新的概念： 技术创新是运用新的思想和技术、新的手段，使
企业得到发展和增加受益的过程。换言之，创新是以技 术创新性成果的生产实现和市场实现为基本特征的“技 术—经济”过程。成功的技术创新是与商业竞争力联系在一起
的，并在很大程度上取决于信息和知识的流动。
直觉思维是一种在下意识状态下，对事物内在复杂关系突发 式的领悟过程，具有创造灵感忽然降临的色彩。在今天市场竟争 十分激烈的情况下，企业必须根据市场上出现的需求，快速地创 造开发全新的产品去占领市场，单凭天赋灵感的创造方式显然不 能满足要求。人们必须根据所提出的创造目标，进行逻辑推理式 思维。 逻辑思维方式就是把目标展开、分解和综合，寻求各层分目 标的解，然后找出最终整体解，用主动的可按部就班的工作方式 向目标逼近。 实际上，大量的创造过程是这两种思维方式交叉和综合的结 果。
2.3.2.4 用变型设计实现快速响应设计的策略
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2.3 竞争优势创建技术
2.3.1 创新设计技术
2.3.1.1 概述
创新是设计的本质和灵魂，是设计活动的最终指标。
随着科学技术突飞猛进的发展，大量的科技成果转化为生产力， 产品更新的周期大大缩短，产品的市场竞争也日益激烈，在这种形势 下，创新设计是产品适应新的市场形势的最好途径，创新产品能够满 足甚至创造出新的需求，因此必然有较强的市场竞争力。
明朗阶段：经过长时期的酝酿、潜伏的或不同寻常
的观念和办法，有时使问题的解决一下子豁然开朗， 这叫做“顿悟”。
验证阶段：此阶段对新想法进行检验和证明，并完
善创新成果。
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美国“新产品和过程发展组织与管理协会”的顾问 G.Freedman先生提出可把发明创造过程归纳为如下七个步 骤：
管理创新：目的是改善和创造更好的组织环境和制
度，使企业各项活动更有效。例如：知识管理、创新 管理和变革管理都是管理创新的范畴，管理创新影响 其他的创新。
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2. 创新设计的特征和一般过程
1）创新设计具有以下几个特征：

人为目的性：在创新设计中，其主体都是具有主观 能动性的人，并且设计本身是一种有目的的活动； 新颖独特性：创新设计不是单纯的重复和模仿，而是在自己、
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机械创新设计的一般过程（四个阶段） （1）确定（选定或发明）机械的基本原理； （2）机构结构类型综合及优选 （3）机构运动尺寸综合及其运动参数优选； （4）机构动力学参数综合及其动力参数优选；

机械创新设计的特点：
• 涉及多种学科； • 设计过程中相当部分工作是非数据性、非计算机性，必 须依靠在知识和经验积累基础上思考、推理、判断，以 及创造性发散思维（灵感、形象的突发性思维）相结合 的方法； • 应尽可能在较多方案中进行方案优选； • 是多次反复、多级筛选过程。
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3）分析和综合思维
分析与综合是一个逻辑性很强的思维过程。
面对所提出的创造对象、任务或设想，首先需要进行分 析。要对问题的提法有清晰而明确的描述，然后去伪存真， 由表及里，把本质和非本质的问题加以区别。对于复杂问题 要将其分解为逻辑层次与关系清晰的各级子问题，必要时， 在完成一轮分析过程后，反馈到起点，对问题做重新描述， 以生成一个新的更合理的起点。 综合是分析的反向过程。在求得各子问题的解之后，必 须通过建立联结，构成总体，实现最终需要的总体功能。这 种联结可能已在分析过程中初步建立，但在各子问题的解求 得之后，联结将会发生变化，甚至通过综合过程，建立含有 多种联结方式的解域，然后借助各种评价手段，确定最佳解， 综合过程常是一个创新过程。
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技术创新是以企业为主体的，其成功与否 还取决于企业内部的技术力量、知识储备、与 外界的技术交流、以及投资力度和市场环境。 技术创新与创造发明在行为目的、管理方 法和实践方式上都有着明显的差别。 创新设计与一般意义上的发明、创造有所 不同，主要区别在于创新设计更强调经济层面 上的特征和创新本身的商业价值。创新设计被 认为是一种技术经济活动，是以技术为手段实 现经济目标的活动。
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3）技术创新的分类：
技术创新涉及企业活动的所有方面，根据其应用场 合的不同可以分为四类：
产品创新： 改善和创造新的产品和服务，进一步满
足顾客需要；
过程创新： 目的是改善和创造活动中的某一过程，
包括工艺过程和业务过程；
市场创新： 目的是改善和创造更好的方法，以利于
企业与顾客（用户）交流和沟通，提高市场占有率；
创造发明是另一个概念，可以定义为把意念转变为新的产
品或工艺方法等的过程，其包括新现象的发现，新的概念、新的 原理和理论的形成，以及新工艺和新设备的发明，通常在实验室 中进行。创造发明的目的不一定明确，有些发明是出自客观需要， 有些发明出自偶然。
创造发明与技术创新有着内在的联系。只有当创造发
明转化为社会化商品时，称为创新。例如，创造发明可以体现为 专利，专利在新产品或新过程中的应用就是技术创新。
的领悟或理解的一种思维形式。它是一个突然闪现、瞬间
即逝的短暂思维过程，是一种把隐藏在潜意识中的事物信息，在 需要解决某一问题时，其信息就以适当的形式突然表现出来的创 造能力；
直觉思维与灵感思维 的基础是人们已经获得的知
识和经验，并且常在思想高度集中、苦苦思索时产生 出来，他的结果常常非常新颖，并且具有突发性。
先 进 制 造 技 术
主讲：邓朝晖
教授 博士
湖南大学 机械与汽车工程学院
内容提要
2.3 竞争优势创建技术
2.3.1 创新设计技术
2.3.1.1 概述
2.3.1.2 创新思维
2.3.1.3 创新工作方法
2.3.2 快速响应设计技术
2.3.2.1 快速响应设计的时代背景 2.3.2.2 快速响应的含义 2.3.2.3 实现快速响应的关键