设计方法学与创新设计方案.ppt

4.1.4分离原理 分离原理是把某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴露出来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾或寻求某种设计特色。这是依据事物之间的互补性依赖性提出的创新原理。 分离原理在创新设计过程中，提倡将事物打破并分解，而综合原理则提倡组合和聚集，因此，分离原理是与综合原理思路相反的另一个创造原理。分离原理的基本特征是：突破事物原有形态的局限，在创新性分离中产生新的价值；分离的思路虽然与综合相反，但二者在实际创造活动中，依然是相辅相成的辩证的统一体，需结合运用。 有些技术系统或者产品是通过功能和结构的互补来体现其价值，如眼镜架和眼镜片。通过分离原理，将两者分开考虑，设计发明出新型的隐形眼镜。脱水机是从早期的双缸洗衣机中分离出来的一种产品。 在机械领域，组合夹具、组合机床、模块化机床等都是分离创新原理的应用结果。 4.1.5组合原理 为了解决某个技术问题，将两种或两种以上的技术思想或物质产品的一部分或整个部分进行适当的结合，形成新的技术思想，或设计出新产品，这就是组合创造。 组合原理有四种类型： 1. 主体附加：在原有的技术思想中补充新的内容，在原有的物质产品上增加新的附件。如在车锁上添加遥控开关锁的功能，可驱蚊台灯的出现，都属于主体附加的组合原理。 2. 异类组合：两种或两种以上不同领域的技术思想的组合，两种或两种以上不同功能的物质产品的组合。如激光超声波灭菌法是激光技术与超声波技术的组合，磁悬浮轴承是轴承与电磁学原理的异类组合。 3. 同物组合：若干相同事物的组合。如双万向连轴器的组合，既可以实现两根不平行轴之间的传动，又可以使瞬时传动比恒定。瑞士军刀也是同物组合的典型例子。 4. 重组：在事物的不同层次上分解原来的组合，然后再按照新意图进行重新组合。重组在经济、管理、工业、科学技术等方面都是能够挖掘和发挥现有潜力的一种非常有效的创造手段。 4.1.6逆反原理 破除思维定势，对已有的理论、科学技术方法、熟悉的事物保持陌生怀疑的态度，用新的观点、从新的角度去看待并处理问题，往往可以获得新的惊奇的发明，这就是逆反原理。 逆反原理采用逆向思维方式，区别于人们通常的顺向习惯，而沿着事物的相反方面，用反向探求的思维方式来解决问题。运用逆向思维，许多靠顺向思维不能或难以解决的问题可能就迎刃而解，复杂转变为简单。在发明创新活动中，有时从事物的反面去思考问题，通过对现有产品或课题设计进行反方向的思考，往往能打开思路，从提出新的课题设计或完成新的发明创新。 逆反原理利用事物的可逆性。事物具有可逆性，可以从反方向着手，寻找常规的分支，并沿着分支继续思考，运用逻辑推理去寻找新的方法或方案。 逆向原理的特点是不断打破思维定式，进行多向思维，不迷信权威，把熟悉的东西视为初识，用陌生的态度，从新的角度，用新的观点去看待这些司空见惯的事物、习惯、原则和方法。 4.1.7仿形原理 仿形，源于仿生。仿生的概念伴随着人类发展的历史，从远古到现代，一直与时俱进、历久弥新。仿生是人类生存的需要，是古代人类智慧的结晶，是人类精神的寄托与归宿，也是人类已有的一种文化现象和生存方式。仿生，是人们模拟、模仿自然界中生物的结构形态的一种思想和创造发明的原理。随着时间的推移，人们不仅仅模仿生物，开始把目光投向更广阔的大自然中的各种事物，仿形的创新原理应运而生。 仿形原理又称造型法，即通过对自然中已有事物的形状特征进行分析比较，直接或者间接的进行模仿，或者对人或动物的动作进行仿真，创造新事物。仿形原理可以模仿的内容包括：事物的形态、事物表面机理与质感、事物的结构、事物的功能、色彩、形式与意象等。 例如，手指状百叶窗清扫刷、网球拍羽毛球拍的拍弦整理梳、人造太阳加热器、机器人等，都是按照仿形原理发明的。“水滴石穿”在将水加压后演变为水射流加工的特种加工方法。 4.1.8价值优化原理 现代创造的任务，与价值工程的目的在很大程度上是接近的。创造具有高价值的产品，是产品创造追求的重要目标。因此，价值优化或提髙价值的指导思想，也是创造活动应遵循的理念。在此基础上，形成了价值优化的创造原理。 提高产品价值是创新设计的重要目标。这里所说的价值是指产品的功能与成本的相对关系。F(Function)为产品具有的功能，C(Cost)为取得该功能所耗费的成本，则产品的价值V(Value)为： V=F/C 由产品价值的定义式(4-1)可知，价值优化的基本途径是通过改变功能和成本的相对关系来提髙产品的总价值。 4.2创新技法 创新是有一定规律可循的。创新技法，是人们根据创新原理解决创新设计问题的创意，是促使创造性思维完成创造活动