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1 创新与独特的创新思维方法 ——河南省创新方法试点企业普及推广工作 姓名:刘小可 单位:河南省科学技术信息研究院 中国梦是一个拨动人心弦的意蕴,连接着过去与现 在、历史与未来,连接着国家与个人、中国与世界, 是人类社会共同梦想中的一幅美妙画卷,独具东方文 明神韵的一道亮丽风景。 创新是实现中华民族伟大复兴中国梦的基础力量。 是民族进步之魂。 中国科学院第十七次院士大会 中国工程院第十二次院士大会

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创新与独特的创新思维方法

——河南省创新方法试点企业普及推广工作

姓名:刘小可

单位:河南省科学技术信息研究院

中国梦是一个拨动人心弦的意蕴,连接着过去与现在、历史与未来,连接着国家与个人、中国与世界,是人类社会共同梦想中的一幅美妙画卷,独具东方文明神韵的一道亮丽风景。

创新是实现中华民族伟大复兴中国梦的基础力量。是民族进步之魂。

中国科学院第十七次院士大会中国工程院第十二次院士大会

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创新与独特的创新思维方法

一、创新概述

二、创新思维与方法

三、TRIZ创新思维方法

一、创新概述

国家

企业

人才

创新创新时代

天赋

(灵感)

悟性

(思维)

勤奋

(汗水)

创新能力

一、创新概述

寻路:方法 创新 转变

原始创新 联想 转化

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一、创新概述

创新的涵义

——创新的定义

——创新的本质

——创新的特点

——创新的规律

创新是什么?

一、创新概述

(1)创新的一般定义

A、《新华字典》——

《周易》——

B、创新单词=“innovation”

这个词起源于拉丁语,原意有三层含义:

创新 = 抛弃旧的 + 创立新的

革故鼎新 = 革(除故) + 鼎(取新)

创新 = 更新 + 变革 + 制造新事物

更新 + 创造新的东西 + 改变

一、创新概述

C、熊彼特创新理论

1、新技术、新发明在生产中的首次应用;

2、建立一种新的生产函数或供应函数;

3、在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新组合。

一种理论

经济领域

第一次

创新

熊彼德的伟大贡献

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一、创新概述D、其他创新定义

1. 引入新事物的行为:新引入事物(美国传统词典)

2. 新构想、新方法或新策略。(美国韦伯斯特在线词典)

3. 创新就是“一项发明的首次应用”,认为与新产品直接相关的技术变动就是创新。(美国经济学家曼斯菲尔德M.Mansfield,1971)

4. 工业创新或技术创新是指“第一次引进一个新产品或新工艺中所包含的技术、设计、生产、财政、管理和市场步骤”(英国经济学家佛里曼C.Freeman,1997)

一、创新概述从形式上看,

+

=从无到有+从旧到新 = 全新+替代

=首创+再创 = 质变+质量变

从内容上看,

创造 更新= +创新

创新 价值实现

一、创新概述案例(模仿——吸收——改良创新)

苹果很多技术都是模仿

21世纪是一个“整合”与“商业模式创新”的世纪。

新产品开发是企业技术创新工作的最重要内容。

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一、创新概述

发明创新的等级

发明的级别

□第一级:简单发明□ 多数为参数优化类的发明

□ 实例:为更好的保温,将塑钢窗加厚

□ 实例:载重更大的卡车

发明的级别

□第二级:较小的系统改进□ 应用折中法就可以解决系统存在的问题

□ 实例:斧头的空心手柄

□ 实例:配备灭火器的焊接装置

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□第三级:较大的系统改进□ 彻底的解决了系统问题,属于创新性的发明

□ 实例:子午线轮胎

□ 实例:圆珠笔

发明的级别□第四级:基于一种新原理的改进□ 新系统采用了一种新的工作原理

□ 实例:内燃机

□ 实例:充气轮胎

□ 实例:记忆合金做管接头

发明的级别

□第五级:发现新现象 □ 一门新工业、新学科的诞生

□ 形状记忆合金

□ 飞机

□ 照相术

□ 电灯泡

□ 蒸汽机

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创新的本质

更新、重生

价值创造

突破、进取

市场竞争导向

一、创新概述

创新的本质1、创新的本质——更新、重生

A、创新的本质是“更新”、“重生”(renewal)——纳尔逊(Richard Nelson)和那森.羅森勃格(Nathan

Rosenberg,1993)

创新的本质是不做复制者。

——因而单纯的模仿不是创新,流行的“重复”和“仿秀”意识

都是背离创新精神的,会造成原创力的逐渐降低。从时代转变的角度看问题,创新的本质在于继往开来。

【案例】湖南卫视《我们约会吧》VS江苏卫视《非诚勿扰》

2、创新的本质——价值创造

同理:企业创新本质是价值创造。

价值要有增值;

价值创造过程中要有新的形式。

价值创造

创新的本质

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创新的本质

3、创新的本质——突破、进取

A、创新的本质是进取,是推动人类文明进步的激情。创新

的反面是“守旧”。创新就要淘汰旧观念、旧技术、旧体制,培育新观念、新技术、新体制。

B、创新的本质就是“突破”、“开拓创新”。 创造性思维方法的培养是能够创新的前提。

创新的本质

4、创新的本质——市场竞争导向

A、市场是检验技术创新的标准。技术创新的主要动力来自市场,最重要的是要有市场效果,这是检验技术创新成功与否的唯一标准。

【名言】海尔集团总裁张瑞敏说:“要把市场的难题作为创新的课题。”

B、技术创新的目标是要实现最大的市场价值。这种市场价值目标是“双赢”目标,是生产、消费双方面获得效益。

【案例】戴尔公司没有自己的制造产品零部件企业,但在市场与顾客需求、零部件的配套厂商等方面“整合与创新”能力极强。

C、技术创新是企业的生命,但打造企业的根本在市场,技术往往由市场所决定。

【名言】美国思科公司首席执行官钱伯斯说:“ 好的技术不一定能成功,市场 终还是要打败技术。”这就是市场与技术之间的辩证统一。

创新的特点

人文性

首创性

市场性

系统性

时效性

规律性

知识性

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创新的特点1、创新的人文性——创新是人与生俱来的一种能力,创

新是可以在后天靠培训而重新激发和提升的一种能力。

【图示】人类原始创新能力

创新的特点2、创新的首创性——创新是一定新技术、新工艺、新材

料等在生产实践中首次产生了经济效益的应用。

创新是一项创造性活动。它不仅重视开发研究或发明创造

,而且重视应用、转化、管理、市场和效益,因而特别重视技术要素同其他要素的重新结合。

创新的特点3、创新的市场性——技术创新伴随商品经济兴旺而发展

,市场是技术创新的动力和源泉,也是技术创新的基本出发点和落脚点。技术创新的动力来源于市场竞争,也回归于市场。

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创新的特点4、创新的系统性——创新是一个系统工程,具有过程性

和系统性,不是单项活动或单一环节,更不仅是一项技术活动,必定与企业和社会的其他部门有综合性。

技术成果只有形成市场体系才能充分体现它的价值。

【案例】爱迪生发明灯泡后的应用体系

灯泡

发电 电网

创新的特点

5、创新的时效性——创新具有市场需求的时效性特征,

这种特征表现在不同创新类型的时序分配上;

【图示】产品创新与产品生命周期图

创新的特点6、创新的规律性

——创新需遵循事物发展的客观规律和一定的方法,盲

目地和凭人的灵感或自我发散思维的创新是不易获得好结果的。

【案例】TRIZ解决了前苏联试错法的问题。

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创新的规律

1、规律的涵义——创新的内在属性。

2、规律的表现形式——创新规律体现在创新的理论与方法

3、规律的作用——认识和掌握创新规律可以有效提高创新的效率。

【名言】关于TRIZ的作用,阿奇舒勒:“你可以等待100年获得顿悟,也可以利用这些原理用15分钟解决问题。”

【图示】

1、思维涵义

——是人脑对客观事物间接的和概括的反映,是认识的高级形式。

二、创新思维与方法

惯性思维——形象的定式

A 跳蚤的例子

B 猴子吃香蕉的例子

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惯性思维——形象的定式

什么是思维惯性惯性思维

是指人们在思考、解决问题时容易套用固定的思路或模式的意识倾向。

长期实践与经验的积累,在处理日常事物和一般性问题时,可以驾轻就熟、得心应手,提高效率,节约成本,使问题简单

面临新情况、新问题时,思维定势会阻碍我们形成新观念、新构想、新点子、发现新事物,成为我们思维的枷锁、前进的羁绊

几乎所有的问题上,人脑有根据自己的经验、知识和偏见,而不是根据面前的佐证去作判断的强烈倾向。

——贝弗里奇,《科学研究的艺术》

二、创新思维与方法

两个半小时 分钟

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思维障碍——思维定势3、思维定式产生原因:

权威

从众 先验

情感

【名言】思维一旦进入死角,其智力就在常人之下。你的思维一旦进入死角,进入定势,你的智力,再聪明的人的智力就在常人之下。

思维定势

思维惯性的主要表现

形象 专业知识

术语 功能

思维

惯性

创新方法研究会 2009

思维障碍——思维惯性(1)形象的惯性

涵义:习惯于人的脑海中所印入的相貌和行为。

【案例】

1、文艺作品特别是影视作品中的好人、坏人的现象。

2、外星人总是难以脱离人类的形象。

【视频】《阿凡达》纳威族人形象。

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思维障碍——思维惯性(2)专业知识的定式

涵义:习惯于本领域或相关领域的思维,这大多是由于专业知识的狭窄所造成的。

【案例】 DNA双螺旋结构的发现

克里克+沃森=物理+生物

=专业交换的结果。

思维障碍——思维惯性(3)术语的惯性

涵义:习惯于通常词语的理解定位。

【案例】

1、专业性很强的术语(蒙皮、进给);

2、通用性工程术语(传感器、对流器);

3、功能术语(支撑物、切割器、储存罐);

4、日常术语(锅、棍子、绳子);

5、孩童术语(孩子惯用的词语)。

思维障碍——思维惯性(4)功能的定势

涵义:习惯于物体的原始作用。

【互动案例】

在图中,中间字到底是多少?

横向看:A、B、C

——字母B

纵向看:12、13、14

——数字13

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(三)创新思维方法——创新思维涵义

——创新思维的特性

——创新思维作用

——创新思维的典型方法

创新思维涵义 1、涵义

——是指人们克服习惯思维定势,创造具有新颖、独特事物的一种认识方式。

A、创新思维就是不受现成的常规的思路的约束,寻求对问题的全新的独特性的解答和方法的思维过程。

B、创新思维是相对于传统性思维。

C、创造性思维是所有人都有的,但是,不是所有的人都能够用它,大量的创新思维被埋没了。

【案例】学生问老师天上有几个太阳?

创新思维特性2、特性

——突破性 ——新颖性

——多向性 ——发散性

——意外性 ——敏捷性

——主动性 ——目的性

——预见性

——求异性

——独立性

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创新思维作用

创新思维是技术创新取得突破性、革命性进展的先决

条件,是一切科学研究的起点,且始终贯穿于技术创新的全过程,是创新的灵魂。

【名言】江泽民:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”

【名言】管理大师德鲁克说,“对企业来讲,要么创新要么死亡。”

【案例】为什么提拔他?(按部就班与创新思维的人)

创新思维

创新灵魂

思维——思维训练6、思维训练

——思维训练的作用

——思维训练的方法

思维——思维训练1、思维训练的作用

1)进行创新思维训练,打破原有惯性。

2)拓宽思路,寻找更多可利用的资源。

3)突破思维定式,多角度和换位思考。

【互动案例】

将10个硬币排列成横竖都

有6个硬币的十字,可不可以?

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思维——思维训练2、思维训练的方法

(1)思维的收敛

【案例】猫语冰箱的共同点有哪些?(体积、重量、形状......)

(2)思维的拓展

【互动案例】

1、铅笔除了写字画画,请举例说出20种用途? 2、“园中一点”一笔画。

条件:取一支笔、一张纸。

问题:在这张纸上一笔画出一个圆,但园中必须有一个点。

(二)传统创新思维方法 传统创新思维方法

——灵感火花法(万有引力、蒸汽机)

——头脑风暴法(拍脑袋)

——试错法(爱迪生灯泡、固特异硫化橡胶)

(三)创新思维方法——灵感火花法(1)灵感火花法

涵义:极少数人所具有的“思维火花”偶然碰撞的结果。

——发明创造似乎充满着传奇色彩和偶然性。

【案例】

1、从天而降的苹果令牛顿发现了万有引力;

2、凯库勒的悠然一梦换来了苯分子式的发现;

3、老祖母的热水壶给了瓦特发明蒸汽机的灵感;

4、贝尔先生毛手毛脚的助手促使他发明了电话; 5、一场意外事故使彭奈迪脱斯发明了安全玻璃……

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(三)创新思维方法——头脑风暴法(2)头脑风暴法

【图示】头脑风暴法P73

【案例】1、拍脑袋

2、想当然

3、凭经验

特点:简单、易操作、偶然性。

适于:简单的1-2级发明。

(三)创新思维方法——试错法(3)试错法

含义:不停地试验下去直至成功。

【图示】试错法P73【案例】

1、爱迪生发明灯泡——爱迪生发明灯泡时用了1600多

种不同耐热的材料,做了5万次实验。

2、固异特橡胶发明——查尔斯.固特异用其一生的时光无数次试验发明了“硫化橡胶” 。

特点:目的性不强

适用:1-2级发明。

TRIZ思维方法1、九屏幕法

2、IFR法3、小人法

4、金鱼法

5、STC算子

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创新方法研究会 2009

九屏幕法示意图

超系统的过去 超系统 超系统的未来

系统的过去 系统 系统的未来

子系统的过去 子系统 子系统的未来

TRIZ思维方法——九屏幕法

TRIZ思维方法——九屏幕法1、九屏幕法(联想)

【导引】世界没有联想,世界将会怎样?

联想:两事物间在本质或现象上某些相似之处,从已

知事物推导出来未知的事物,并获得新知识。

【案例】

说说“树”

的过去、现在和将来是什么?

TRIZ思维方法——九屏幕法(1)涵义

——九屏幕法是系统思维的一种方法。把问题当成一

个系统来研究,关注系统的整体性、层级性、目的性,关注系统的动态性、关联性、即各要素之间的结构。

九屏幕法是按照时间和系统层次两个维度进行思考。

【案例】

成语:“城门失火”与“殃及池鱼”联接思考。

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TRIZ思维方法——九屏幕法

TRIZ思维方法—— IFR法2、IFR法——(理想)

【导引】理想就在你的身边。

(1)TRIZ中的理想化:在问题解决之初,先抛开各种限制条件,针对问题情境,设立各种理想模型,即 优的模型结构来分析问题,并以取得 终理想结果作为终极追求目标。

(2)TRIZ中的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

TRIZ思维方法—— IFR法(3)理想化模型的层次: 理想 理想 次理想。

(4)系统的理想化程度用理想度来衡量

定量描述:

定性描述:为实现有用功能的所有花费,提高理想度是

每个系统一致的进化方向,所有的系统都是朝着提高理想度的方向发展。

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TRIZ思维方法—— IFR法(5) 终理想结果-IFR(Ideal Final Result ):

——系统在 小程度改变的情况下能够实现 大程度的自服务(自我实现、自我传递、自我控制等)

(6) 终理想结果的特点:

TRIZ思维方法—— IFR法(7)应用IFR的步骤:

1)设计的 终目的是什么?

2)IFR是什么?

3)达到IFR的障碍是什么?

4)出现这种障碍的结果是什么?

5)不出现这种障碍的条件是什么?

6)创造这些条件时可用的已有资源是什么?

【案例】割草机的噪音

TRIZ思维方法—— IFR法(8)实现IFR的几个建议: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。

【案例】

防止矿渣变硬,如何防止矿渣变硬?

(9)IFR法的小结

直接设想 理想的技术系统,在解决问题的 初就使矛盾更加尖锐化。有利于更彻底的解决矛盾,得到 理想的解决问题方案。明确解题方向,双向寻求解决问题的线路,提高解题效率,获得更加睿智的解。

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TRIZ思维方法——小人法3、小人法(糊想)

【导引】模糊的想法有时候也许是个好办法。

(1)含义

——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。

(2)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

TRIZ思维方法——小人法(3)进行小人法的步骤

1)对象中各个部分想象成一群一群的小人。(当前怎样)

2)把小人分成按问题的条件而行动的组(分组)。

3)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)

4)过渡到技术解决方案。(变成怎样)。

(4)使用小人法的常见错误:画一个或几个小人。

TRIZ思维方法——小人法

【案例】1、 杯子的设计问题:喝茶时茶叶会顺水喝入口中怎么办?

分析系统的组成部分,不同的对象用不同颜色的小人组来替代,用小人替代系统的各个组成部分,白色小人—杯子,黄色小人—茶叶,蓝色小人—水。

按问题条件将小人重组实现要求的结果,白色的小人就像门卫,允许蓝色小人出去,阻止黄色小人出去。

按小人图示考虑实际的技术方案。

最终方案:在杯子内嵌入一个过滤网,茶水流出,茶叶留存的杯子内。

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小人法【案例】2、水计量计

当水量到达计量值时,由于重力作用,左端下沉,排出

计量水量问题:排出一部分后,计量水槽重心右移,右端下沉,水无法完全排出。

系统的组成部分:水,计量水槽,用小人表示各组成部分:红色小人--水,黑色小人—水槽。

现在的状况:开始排水、结束排水

水计量计:调整小人位置,得到期望的结果,红色小人要都跳下去,考虑跷跷板的原理排水过程结束排水。

TRIZ思维方法——小人法(5)小结

形象生动的描述技术系统中出现的问题。 通过用小人

表示系统,打破原有对技术系统的思维定式,更容易地解决问题,获得理想解决方案。 能动小人的引入,突破了思维定式,思考的过程由一个人的思考变为两或多人的思考,解题思路得到进一步的拓广。

TRIZ思维方法——金鱼法4、金鱼法(幻想)

【导引】用你的幻想成就现实。

(1)金鱼法源自俄罗斯普希金的童话故事:金鱼与渔夫。故事中描述了渔夫的愿望通过金鱼变成了现实。映射金鱼法是让幻想部分变为现实的寓意。采用金鱼法,有助于将幻想式的解决构想转变成切实可行的构想。

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TRIZ思维方法——金鱼法(2)金鱼法流程:幻想式解决构想

TRIZ思维方法——金鱼法金鱼法应用步骤

1)将问题分为现实和幻想两部分;

2)问题1:幻想部分为什么不现实;

3)问题2:在什么条件下,幻想部分可变为现实;

4)列出子系统、系统、超系统的可利用资源;

5)从可利用资源出发,提出可能的构想方案;

6)构想中的不现实方案,再次回到第一步,重复。

【案例】会飞的魔毯

TRIZ思维方法—— STC算子5、STC算子——(畅想)

【导引】展开你的想象力,畅想无穷的后果。

(1)涵义

——通过STC算子(尺寸S -时间T -成本C),将尺寸、

时间和成本因素进行一系列变化的思维试验。

(2)STC算子的目的

克服因思维惯性产生的障碍,迅速发现对研究对象 初

认识的不准确和误差,重新认识研究对象。

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TRIZ思维方法—— STC算子(3)STC算子的分析过程

1)明确研究对象现有的尺寸、时间和成本;

2)想象对象的尺寸无穷大(S->∞),无穷小(S->0 )

想象过程的时间或对象运动的速度无穷大(T-> ∞),无穷小(T->0 )

想象成本(允许的支出)无穷大(C->∞),无穷小(C->0 )

说明

每个想象试验要分步递增、递减、直到进行到物体新的特性出现;不可以还没有完成所有想象试验,担心系统变的复杂而提前中止;使用成效取决于主观想象力、问题特点等情况;不要在试验的过程中尝试猜测问题 终的答案。

TRIZ思维方法—— STC算子【图示案例】1、通红的玻璃被放在传送带运输

轴——尺寸、时间、成本P108

尺寸:轴的直径小,头发丝1 /1000 小?气体原子固体原子 液体原子;

液体原子要求 *容易溶化的物质*极高的沸点*比玻璃密度大(2.5g/cm3)

条件:熔点200~300 、沸点不低于1500、密度5.0~6.0g/cm,寻找这样材料?除了稀有金属,剩下的就是铋、铅、锡。

结论:用一个长长的、装有溶化的锡的托盘而不用传送带—原子代替细轴。(浮法玻璃生产线诞生)P109

TRIZ思维方法—— STC算子【互动练习】2、船和海锚

初状况:海锚对船只的停靠、风浪中的航行安全起到保障的作用

;问题:对于巨型船只,海锚并不是很可靠。

分析过程:系统组成部分:船只、海锚、水、海底;

功能需求:更好的保证船只安全。

海锚的STC分析:

——尺寸:船身长100m,距离海底1km;

——时间:海锚到海底需要1小时;

——成本:海锚-200$

(4)STC算子小结

STC算子不是为了获取问题的答案,而是为了解放思路,为下一步寻找解决方案做准备。用STC算子思考后,可以发现系统中的技术矛盾或物理矛盾,克服思维定势,是改善思维方式的一种很好的工具。

Page 26: 创新与独特的创新思维方法 - hnkjt.gov.cncxff.hnkjt.gov.cn/upload/20141218/4.pdf · 创新的规律 1、规律的涵义——创新的内在属性。 2、规律的表现形式——创新规律体现在创新的理论与方法

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让创新掌握在你手中

刘小可

河南省科学技术信息研究院