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機械的創新設計方法及其研究

發布時間:2023-03-19 04:52:29

A. 機械創新設計的方法都有哪些

創新設計的正常開展和完成,必須正確運用創新設計方法。常用的創新設計方法主要有下面幾種:
一、智力激勵法
智力激勵法又叫集思廣益法,它是由美國創造學家A.F.奧斯本提出的。人的創造性思維特別是直覺思維在受激發情況下能得到較好的發揮。一批人集合在一起,針對某個問題進行討論時,由於每個人的知識和經驗不同,觀察問題的角度和分析問題的方法各異,提出的各種意見能互相啟發,從而誘導出更多創意。通過激智、集智、交流,可實現創新的目的。智力激勵法可以通過召開會議,也可以通過信函、書面等形式,達到互相啟發、補充和完善見解,或發展為新的見解。
二、提問追溯法
提問追溯法是有針對性地、系統地提出問題,在回答問題過程中,便可能產生各種解決問題的設想,使設計所需要的信息更充分,解法更完善。提問追溯法提出的問題如下:
1)有沒有其他用途?有沒有新的用途?稍加改進有沒有其他用途?
2)能否借用其他經驗或發明?是否有相似的東西?是否有可模仿或可借用的東西?3)能否在結構、造型或其他方面變化一下?能否增加或減少什麼?能否加高或降低一點?能否加長或縮短一點?能否加厚或減薄一點?能否減輕或加重一點?能否擴大或縮小一點?能否重新組合或再分解?
4)能否用其他東西代替?能否用代用的原材料、半成品或其他的代用製造方法?
5)能否增加或減少功能?
6)能否在成本不變的前提下提高產品的性能?
7)能否採用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的製造工藝、提高零部件的標准化程度來降低成本?
通過一連串從不同角度的發問,可啟發思維,提出新的設計方案。
三、缺點列舉法
運用缺點列舉法始於發現事物的缺點,挑出事物的毛病。在明確需要克服的缺點後,有的放矢地進行創造性思考,並通過改進設計去獲得新的設計方案。例如,一家生產汽車喇叭繼電器的小廠,為了改變產品銷路不暢的被動局面,廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析,在廣泛收集用戶意見的基礎上,分析產品的缺點,然後針對缺點採取各種不同的措施,改進了原有的產品,很快打開了銷路,銷售量一年內便增長了一倍。
四、希望點列舉法
希望點列舉法從設計者(發明者)或用戶的意願出發提出新設想、新要求,從而激發人們去開發新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機,還希望有彩色的、遙控的。又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲,而且能見其人,為適應這種要求,開發了可視電話。
希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂於某「點」,然後發散思維,最後又集中於某種創意。但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣,而且更側重自由聯想。
五、聯想類比法
聯想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。對應聯想由一件事物聯想到與其對立的另一事物。例如由小想到大,由集中想到分散等。要增強聯想能力,必須注意增加知識和經驗,不但注意吸納本專業及其他專業的學科知識,更要重視參加各種實踐活動。利用聯想進行發明創造是一種常用而且十分有效的方法,很多發明家都善於聯想,也得益於聯想的妙用。例如,貝爾發明電話,開始沒有成功,以後從吉他的聲音中想到了共鳴原理,改進了裝置,才使電話發明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網聯想到可以從上到下造橋,從而發明了吊橋,突破了傳統的造橋模式。
聯想類比由一事物或現象聯想到與其有類似特點(如性質、外形、結構、功能等)的其他事物或現象。例如,由水波想到聲波、光波;由水波可出現干涉現象,想到光也有干涉現象等。
六、反向探求法
反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來,從背逆常規的途徑探尋新的解法,因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發明初期,為了避免鎢絲在高溫下的氧化,需要將燈泡內抽真空,但是使用後發現抽真空後的燈絲通電後仍會變脆。為了解決這個問題,當時多數人的意見是繼續提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法,他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡,試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發的作用,可使鎢絲在其中長期工作,因而發明了充氣燈泡。又例如:化學能為什麼不能變成電能?聲音既是振動,那麼振動為什麼不能復現原聲?根據這些反問,相繼發明了電池、留聲機。
七、組合創新法
組合創新法是將現有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。組合法的優點是組合形式多樣,應用廣泛,便於操作,經濟有效。組合創新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術,不需要從頭開始,因而可以最大限度地節約人力、物力和財力。在當代社會生產和生活中,存在著大量已經開發出來的技術,只要合理組合,就能創造出適合需要的技術系統。例如,美國的「阿波羅」宇宙飛船由700萬個零件組成,但沒有一個零件是新研製的,用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統。同樣「阿波羅」宇宙飛船技術中的全部技術都是現有技術的組合。
組合創新法的類型很多。常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結構重組、模塊組合等。雖然組合創新法所使用的技術是已有的技術,但適當組合後,同樣可以做出重大的發明。

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