2.创新思维及方法

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创新思维及方法
内容大纲
1
创新思维的重要性 创新思维的主要障碍 TRIZ中的创新思维及方法
2
3
和尚与梳子
思维的重要性
人与人之间最大的区别,是脖子以上的区别。
—— 比尔· 盖茨
创新思维
创新思维是指人们在认知世界过程中、在创造具有 独创性成果的过程中,表现出的特殊的认识事物的方 式。 创新思维具有突破性、新颖性、多向性、独立性、 意外性、敏捷性、主动性、目的性、预见性、求异性、 发散性等特征。


凡尔纳 威尔斯 别利亚耶夫
内容大纲
1 2 3
创新思维的重要性 创新思维的主要障碍
TRIZ中的创新思维方法
试一试
• 在荒无人迹的河边停着一直小船,这只小船只 能容纳一个人。有两个人同时来到河边,并且 这两个人都坐着这条船过了河。 • 请问:他们是怎样过河的?
试一试
如何用6根火柴组成4个等边三角形?
2001年夏天,日本四国岛的果农生产出了一种方形西瓜,这种西瓜运输和储存方便
最终理想解确定的步骤
• 第一步:设计的最终目的是什么? • 第二步:理想解是什么?
• 第三步:达到理想解的障碍是什么?
• 第四步:它为什么成为障碍? • 第五步:如何使障碍消失? • 第六步:什么资源可以帮助你? • 第七步:在其它领域或其他工具可以解决这个问题吗?
思维惯性的作用
• 思维惯性的正面作用:是人们能够驾轻就 熟而迅速的解决相似的问题。
• 思维惯性的负面作用:在发明创新活动中, 它是影响创新思维的主要思维障碍。
传统的突破思维惯性的方法
• 发散思维(集中思维) 头脑风暴法 635法 • 逆向思维(正向思维) • 求异思维(求同思维) • ……
头脑风暴(635法)
形象的定式
形象的定式
形象的定式
“日”字加一笔能成哪些字?

以下字不算: • 田、白、旦、旧、甲、 • 申、由、电、目
专业知识的惯性
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。
化学
生物
物理
专业知识的惯性
克服专业知识的惯性
沃森和克里克 DNA双螺旋结构
术语的定式
术语类别:
■ 专业性很强的术语(B-19飞机) ■ 通用性工程术语(传感器、对流器) ■ 功能术语(支撑物、切割器、储存罐) ■ 日常术语、孩童术语(锅、棍子、绳子、孩 子惯用的词语)
进行小人法的步骤
• 第一步:对象中各个部分想象成一群一群的小人。(当
前怎样)
• 第二步:把小人分成按问题的条件而行动的组(分组) • 第三步: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)
• 第四步: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
IFR的特点
• 保持了原系统的优点 • 消除了原系统的不足
• 没有使系统变得复杂
• 没有引入新的缺陷
最终理想解的确定
最终理想解是解决问题的关键所在,很多 问题的IFR被正确理解并描述出来,问题就得 到了解决。设计者的惯性思维常常让自己限于 问题当中不能自拔,解决问题大多采用折中法, 结果就使问题时隐时现让设计者叫苦不迭。而 IFR可以帮助设计者跳出思维的怪圈,以IFR这 一新角度来重新认识定义问题,得到与传统设 计完全不同的问题根本解决思路。
实例1:清洁衣服
• 你如何使障碍消失? • 如果有一种纤维或者纤维结构可以清洗自己 • 什么资源可以帮助你? • 纤维、空气、穿衣服的人、衣橱、阳光…… • 在其它领域中或其它工具可以解决这个问题吗? • 自我清洁功能在大自然中可能是存在的(莲属植物), 自我清洁的衣服纤维还在研究中
实例1:清洁衣服
思维惯性
• 小明家有三个小孩,老大叫大毛,老二叫二毛, 老三叫什么? • 有一棵树,树下面有一头牛被一根2米长的绳子 牢牢的栓住鼻子,牛的主人把饲料放在离树恰好 5米之外就走开了.牛很快就将饲料吃了个精 光.牛是怎么吃到饲料的?
思维惯性的主要表现形式
• • • • • • 形象的定式 专业知识的惯性 术语的定式 功能的定式 类比方案 .........

定量描述:
理想度=
有害作用 COST
有用功能
定性描述:为实现有用功能的所有花费 最理想的状况:
资源的耗费 有害作用 有用功能
0
0 ∞
最终理想解(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:产品处于理想状态的解成为最终理想解 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
实例1:清洁衣服
◆ 清洁衣服 • 你如何使障碍消失? • 如果有其它方法可以破坏衣服与赃物的粘合 • 什么资源可以帮助你? • 水、衣服、赃物、清洗设备、其它家庭产品、电等 • 在其它领域中或其它工具可以解决这个问题吗? • 还有其他工业领域解决更通用的“清洗”和“移除灰尘” 问题。或者使用“How to”模型与科学效应库 超声波
实例1 核原料的海关稽查
将系统用多个小人表示执行不同的功能,然后重新组合这些小人,使 小人发挥作用,解决矛盾。
假设核原料是小黑人,集装箱外壳是小红人,当然小红人 要比小黑人多许多,即用多个小红人分布在小黑人的周围。这 里使用一种监测仪器或材料,假设为小蓝人。希望小蓝人穿过 小红人和穿过小黑人时具有明显的不同特性,这样就可方便、 快速地检测出小黑人,即核原料的存在。假如可选择一种材料, 即小蓝人,当它与小红人(材料已知)相遇时不会改变前进的 方向,而与小黑人相遇时则改变前进方向。
实例1 核原料的海关稽查
目前,存在着核原料走私问题。海关检查诸如拖车和集 装箱类大型运输车辆方面存在严重问题。 对海关管理的矛盾要求是:一方面必须快速而准确地 在大面积车辆上检测出是否存在少量的核原料,而这要花 费很多时间;另一方面,又不可能用很长时间检查每一辆, 因为这会大大降低边界的通行能力。
实例
割草机
• 割草机
• 问题:草坪上的草长得很快,而且参差不齐 • 传统解决方案:用割草机,嗓音很大等 • IFR:草坪上的草不需要修剪,自己始终维持在一 个高度 • 从IFR出发的解决方案:
如何使草不会长高?
聪明草种
实例 西瓜的运输
• 例如:西瓜在搬运中有什么缺陷?
实例 西瓜的运输
• 方 形 西 瓜
确定创新活动主题 6人一组,每人准备一张纸
每人每次5分钟内在纸上写下3个解,然后传给邻座 后者读后再用5分钟,再提出3个进一步解或作补充,然 后再传给邻座 依次类推,30分钟完成6个循环,每一个参加者的建议 都将经过5个人的补充或组合发展,故称六三五法
每一个小组把108条“解”进行分析、筛选,确定3-5条最佳答案 每一个小组推荐1-2人,上台讲解交流
……… ……… ……… ……… ……… ………
实例1:清洁衣服
◆ 清洁衣服
IDEAL FINAL RESULT
CLEAN CLOSES CLEAN CLOSES 不使用化学 清洁剂清洗衣物
衣物自我清洁
向现状退一步
如果不能达到
实例1:清洁衣服
◆ 清洁衣服 • 设计的最终目标是什么? • 清洁衣服 • IFR是什么? • 不需要任何化学清洁剂清洗衣服 • 达到最终理想结果的障碍是什么? • 衣服纤维不能完成这个功能 • 它为什么成为你的障碍? • 衣服纤维不能完成这个功能,衣服不会被清洁
常见的创新思维方法
幻想打造出的发明
作品 创意的命运 中幻 实现了或很 原则上被证 证明是错误的 想创 快将实现的 实可行性的 或者不可行的 意的 % 数量 % 数量 % 总数 数量
108 86 50 64 57 21 59 66 42 34 20 26 32 23 52 10 9 3 9 11 6
解决方案的空间: 可能是从IFR出发 到当前系统的任意 一个地方
• 理想最终结果(IFR)是解决问题过程中想象的最后结果 • 不要顾虑是否可以达到最终理想解(抛开各种客观限制条件)
实例1:清洁衣服
◆ 清洁衣服 • 设计的最终目标是什么? • 清洁衣服 • IFR是什么? • 衣服自我清洗 • 达到最终理想结果的障碍是什么? • 衣服纤维不能完成这个功能 • 它为什么成为你的障碍? • 衣服纤维不能完成这个功能,衣服不会被清洁
逆向思维
• 逆向思维:指与主流相反的方向进行思维的方法。 在创新过程中敢于标新立异,与事物的常理相悖, 获得一个又一个优秀的创造成果。
逆向思维实例
• 司马光砸缸
逆向思维实例
• 抽烟祈祷
内容大纲
1 2
创新思维的重要性 创新思维的主要障碍 TRIZ中的创新思维方法
3
TRIZ中的创新思维方法
1
IFR法 小人法 九屏幕法
创新思维归结成一句话是意料之外情理之 中,别人想不到你想到了 。
创新思维的重要性
常见的创新思维方法
创新思维方法的分类
逻辑思维
非逻辑思维
归 纳 思 维
演 绎 思 维
分 析 与 综 合 思 维
类 比 思 维
有 序 思 维
收 敛 思 维
想 象 思 维
联 想 思 维
直 觉 思 维
灵 感 思 维
发 散 思 维
实现IFR的几个建议
• 能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的分析策略
不是从这里开始 从这里开始…….
Hale Waihona Puke Baidu
现 状
IFR
…….
中间目标
自行消除有害的、 不足的、过度的作 用,完成有用功能
IFR的分析策略
IFR
当前系统
635法示意图
1 6 2
5
30分钟产生108个设想
3 4
猫与冰箱的共同点?
猫与冰箱的共同点?
• • • • • • • • • • • • • • • 移动 出现在屋里 在晚上工作 发声 发热 消耗能量 可以有不同的颜色 寿命 有不同品种 四条腿 作为礼物赠送 定期清洗 定期保养或维护 为主人服务 可以装食品
如何用4根火柴组成一个“田”字?
思维惯性
• 人们因为局限于既有的信息或认识的现象,形 成的一种固定的思维模式。也就是说人们习惯 于从固定的角度来观察、思考问题。 • 思维惯性是决定创新能力的关键因素。习惯于 单向思维、线性思维、惯性思维的大脑只能是 机械地重复旧的行为,只能是惯于接受大家所 说的,很难产生出创新的灵感和成果。
术语的定式
■ “B-19”: 在军人看来:一种军用飞机 在医生看来:人细小病毒B19
术语的定式
■ “F4”: 在军人看来:一种军用战斗机 在追星族看来:台湾人气偶像 在我们看来:???
功能的定式
■ 椅子的功能
类比方案的定式
“有一位既聋又哑的人,想买几根钉子,来到
五金商店,对售货员做了这样一个手势:左手两个 指头立在柜台上,右手所致拳头做出敲击状的样子。 售货员见状,先给他拿来一把锤子;聋哑人摇摇头, 指了指立着的那两根指头。于是售货员就明白了, 聋哑人想买的是钉子。聋哑人买好钉子,刚走出商 店,接着进来一位盲人。这位盲人想买一把剪刀, 请问:盲人将会怎样做?”
TRIZ中的创新思维方法
1
IFR法 小人法 九屏幕法
2 3
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
2 3
TRIZ中的理想化
• 在解决问题之初,先抛开各种客观限制条件 • 并以取得最终理想结果作为终极追求目标 • 针对问题情境,设立各种理想模型,即最优的 模型结构来分析问题
TRIZ中的理想化模型
• 理想化模型所涉及的要素包括: 理想系统 理想过程 理想资源 理想方法 理想机器 理想物质
……
什么是理想度?
我们不能达到IFR的状态,我们希望用一个低挑战性 的IFR分析问题
IDEAL FINAL RESULT ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
实例1:清洁衣服
IDEAL FINAL RESULT
不使用化学 不使用化学 清洁剂清洗衣物 可重复使用的化 清洁剂清洗衣物 学清洁剂
CLEAN CLOSES CLEAN CLOSES 不使用化学 清洁剂清洗衣物
衣物自我清洁
再向现状退一步
如果不能达到
练习:农场养兔子的难题
• 农场主人有一大片农场,饲养大量的兔子。兔子 需要吃新鲜的青草,农场主人不希望兔子跑的太 远而看不到。现在的难题是:农场主人不大可能 花钱请人割草,运回来喂兔子。 • 请问:这问题如何解决?
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