典型技法——形态分析法力学创新思维导航河海大学.PPT

力学创新思维导航 力学创新思维导航 雷 冬 leidong@hhu.edu.cn 河海大学国家级力学实验教学示范中心 工程力学江苏省品牌专业 创造的原理，最终是信息的截断和再组合。把集中的信息分散开，以新的观点再将其组合起来。 ——[日)高桥浩 组分型创新技法 [案例] 神奇的CT [案例] 神奇的CT 在英国，有位叫赫斯菲尔德的科学家，将X光技术与电脑技术进行组合而发明出电脑断层扫描技术(CT技术)，他不仅荣获1979年的诺贝尔医学奖，而且使他供职的英国科艺百代公司(EMI)从这项发明的商品化中受益匪浅。 在这个领域，X光技术日益表现出来的诸多缺陷促使他寻找一条创新之路。他设想，如果利用射线将人体拍成一张张的断层“照片”，然后把这些射线“照片”输入计算机，由计算机对这些由数据组成的信息进行处理和转化，就可以得到人体内部组织的完整图像，这将对医学透视和诊断大有补益。 它拍摄的人体内部照片更清楚、更全面。因为CT扫描可以显示出X光照不到的柔软组织，并克服了高密度物质(如骨骼)的遮盖效果，而这种高密度物质在传统X光照片中会遮住其后面的组织。 X光机和电脑都是划时代的重大发明，为医疗诊断学开创了一条崭新的道路。在赫斯菲尔德发明CT的案例中，发明人应用了组合创造法。 在创造活动中，将若干已有的事物进行组合，并使组合体在功能或性能等方面发生变化的创造，就是组合创造，相应的方法即为组合创造法。 组合法 组合是客观世界中十分普遍的现象。小至微观世界的原子、分子，大至宇宙中的天体、星系，到处都存在组合的现象。组合的结果是复杂的，组合的可能性是无穷的。 为组合现象提供精确的数学描述是组合数学和概率论，其中包含大家所熟知的排列组合和各种“博彩”游戏。 从人的思维角度来看，想象的本质就是组合。心理学研究表明，创造性想象可以借助不同的手段去建立不同的表象。 中国古代的“龙”就是以蛇为主体，结合兽脚、马头、鹿角、鱼鳞等其他特征的超现实想象。人面狮身的斯芬克斯和传说中的美人鱼都是人类组合思维的杰作。 任何复杂的思维过程都包含分析和综合，分析是在思维上把事物的整体按不同的角度或标准分解为各个部分、个别特征和不同的方面；综合是在思维中把各个部分、个别特征和方面结合起来。所以说，在一定程度上“组合就是创造”。 组合法 例如，一支饮料吸管和一把小勺放在一起并不是创造组合而把小勺固定在吸管的一端，并满足人们的实用和审美要求时，就可以称为创造组合。 所以说，组合法是一种以综合分析为基础，并按照一定的原理或规则对现有的事物或系统进行有效的综合，从而获得新事物、新系统的创新技法。 同类组合就是若干相同或相近事物的组合，又称为同物组合。 同物组合的目的在于保持事物原有功能或原有意义的前提下，通过数量的增加来弥补功能的不足或产生新的功能。 最简单的同物组合有，子母灯、情侣表、双插座等。复杂的同物组合的一个典型例子是自动控制中三片CPU的设计，就是利用冗余来提高 同类组合 英国人列文.虎克发明了望远镜（魔镜） 同类组合 材料组合是利用各种化学、物理原理，将不同的材料组合起来，从而获得新材料的方法。 组合成的新材料较原材料表现出更好的强度、轻度、成本等诸多方面的优异特性。从各种家居装修中的铝合金门窗到航空航天中的特殊合金材料等，各种材料组合的现象无处不在。 材料组合 元件是具有某项功能的器件或物品。元件组合不是简单的零部件装配，而是把具有相互独立功能的两种或两种以上的东西以适当的方式结为一体，从而使组合后的事物具有多种功能。 元件组合最著名的例子是风靡世界的瑞士军刀。此外还有具有多功能的“随身听”，复读机，音乐卡，音乐玩具，具有收音机、电视机、万用表、计算器功能的手表，带微型电扇的太阳帽等等。 元件组合 又称重组组合，是指在事物的不同层次上分解原来的组合，然后再根据新的目的进行重新组合。其特点是；在一个事物上进行，不增加新的事物，重组主要是改变事物各组成部分间的相互关系。 日常生活中，随处可见这样的例子。例如，流行的儿童玩具“变形金刚”，分体组合家具等. 分解组合 组合法中的经典方法是形态分析法，是美籍瑞士科学家茨维基于1942年提出的。它是以系统分析和综合为基础，用集合理论对研究对象相关形态要素的分解排列和重新组合，得出所有可能的总体方案，最后通过评价进行选择。 第二次世界大战期间，美国情报部门探听到法西斯德国正在研制一种新型巡航导弹，但费尽心机也难以获得有关技术情报。然而，火箭专家兹维基博士却在自己的研究室里，轻而易举地有哪些信誉好的足球投注网站出法西斯德国正在研制并严加必威体育官网网址的乃是带脉冲发动机的巡航导弹。 兹维基博士难道有特异功能？没有。他能够坐在研究室里获得技术间谍都难以弄