校友创新讲座-张武城课件

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1、创造创新方略,张武城,2,面临的形势,繁荣背后隐藏着危机 社会经济可持续发展难以落实,3,出口一台DVD一美元利润,出口售价32美元,交专利费 18美元,成本 13美元,企业利润 1美元,4,2004年公布中印两国竞争力的对比 （ 60个2000万以上人口国家的排名）,、,5,关键技术的自给率低,关键技术大部分来自进口，其中工程机械高技术产品80%以上；数控机床70%；石油化工装备76%；集成电路芯片制造设备80%；光钎制造装备100%；通讯、半导体、生物、医药和计算机行业60%90%；DVD产量占全球70%以上，但没有掌握核心专利技术；彩电、手机和微机的CPU都是掌握在别人手里。,6,高科技

2、出口额增长主要来自跨国公司和中外合资企业,2003年外商独资企业出口金额为683亿美元，占高技术产品出口总额62%； 中外合资企业出口金额为236亿美元，占高技术产品出口总额21%； 外商独资企业和中外合资企业出口金额共占我国高技术出口总额的83%,7,企业创新体系,、,创新环境,创造性 人才,企业 创新集成,企业创新体系,第一部分,创造性人才,9,创造性人才必备条件,、,创造性人才,创造者个性品质,创造学知识及 发明原理,创造思维能力,基础领域知识,创造技能,学习精神,合作精神,结构特性,奉献精神,独立精神,知识能力,综合创造能力,创造技法,创造学知识及发明原理,、,11,创新的特征,新颖性

3、、独特性、先进性，代表先进生产力和先进文化，能推动人类社会的进步 形成社会价值,12,有效的 创新方法,广博的 技术知识,实现 创新 !,创新三要素,13,脑科学理论,凡是健康的人，就具 有创造创新能力 每个人都有潜在的创 新能力 创新能力是可以激发的 创新能力可通过培训提高的,14,人脑的创造创新能力,大脑是人的智慧之府，是人的创造创新之源。 人脑类似由100140亿台微型计算机所组成的庞大的电子计算机信息网络处理系统。 一个正常人的大脑可储存1000万亿信息单位，相当于一般电子计算机储量的100万倍，如果全部用来储备知识，人脑的记忆容量相当于5亿本书籍的知识总量。 人脑的功能非常强大，俄罗

4、斯学者伊.尹尔菲莫夫研究指出：人的大脑可以同时学习40种语言，默记一套大英百科全书所容纳的全部内容，还可以有余力去完成十门大学课程的教研活动。,15,智商与创造力关系图,高智商是高创造力的必要条件，但不是充分条件，高智商的人也可能是低创造力。 创造学知识及发明原理 创造技法,日本,中国,16,国外创造创新学的发展史,17,国外创造创新学的发展史（续）,、,18,国内创造创新学的发展史,16世纪前的中国是个发明大国，世界史上的100项重大发明的前27项，其中有18项是属于中国人的发明。到了先秦时期，老子、孔子、孟子及商鞅等人都从治学、治身、治政等方面论述过创造，但他们极力反对标新立异，起到了压抑

5、创造精神的反作用。致使自1610年以后的长达400年的历史时期内，在世界科技史上的重大发明似乎已与中国人无缘。至今尚未发现自先秦后有关论述创造的著作。 直至改革开放后，创造学逐步传入中国，1980年许立言教授首先把国外有关创造学著作引入中国，1983年成立“中国创造学研究会筹委会”并于1994年正式成立，标志着创造学在我国进入独立研究发展阶段。,19,世界科技史上的前27项重大发明,、,20,世界科技史上的前27项重大发明（续一）,表,21,世界科技史上的前27项重大发明（续二）,、,22,世界科技史上的前27项重要发明（续三）,、,23,创造哲学 心理学 神经生理学 脑科学 认知科学 行为科

6、学 自然科学 社会科学,政治 经济 军事 科学研究 工程技术 文学艺术 社会发展,创造过程 创造人才 创造原理 创造环境 创造技法 创造教育,研究领域,研究对象,创造学是一门研究人类创造活动的规律和方法，探索其过程、特点和机理，并开发人类创造力的学科,应用领域,创造学的研究领域、对象及应用,创造思维能力,、,25,创造性思维的基本特性,、,创造性思维基本特性,突破性,新颖性,突发性,多向性,形象性,深刻性,独立性,敏捷性,风险性,综合性,26,创造性思维方法,、 -,创造者个性品质,、,28,良好个性品质1-卓越的奉献精神,每天进步一点点 无止境地追求完美 拥有自信，超越对手 坚忍不拔，勇往直

7、前 对变化有所准备,29,良好个性品质2-坚持不懈的学习精神和科学理性的独立精神,不迷信 不盲从 敢怀疑 敢超越,30,良好个性品质3- 热情洋溢的合作精神,树立正确、积极、主动的沟通意识： 宽容他人 注意赞美 保持微笑 尊重他人 以“诚”待人,31,良好个性品质4-结构特性,、,结构 特性,心理 结构,能力 结构,32,良好的心理结构,希望打破“常规”的创新意识 深究事物机理的强烈好奇心 多视角认识问题和解决问题的灵活性 不怕批评，不怕失败，敢于坚持，敢于冒险,33,良好的能力结构,感情智力（情商EI） 人的一生20%由智商决定，80%由情感智力主宰，职位越高，EI的作用越显著，高达85%。

8、始终保持善待他人，严于律己。 超越对手 着眼于已知领域，更着眼于未知领域加大思维的“前进跨度”、“联想跨度”，超越对手。,创造技能,、,创造技能综合反映创造者的智力技能、感情技巧和动作技能的综合水平。它与创造创新的关系，犹如摩天大厦与坚固地基的关系,35,十三种主要创造技能,创 造 技 能,信息 能力,注意力,理解力,发现 问题能力,开发 选题能力,抓住机 遇能力,操作 能力,工程 能力,智能技术 运用能力,破译黑 箱能力,系统分析 和系统决 策能力,观察力,记忆力,36,信息能力,科技人员95%99%各种问题可通过科技信息，借助于他人的经验或成果解决 系统搜集美、日、英、法、德五国的专利，就

9、可了解整个发达国家60%90%的科技发展情况 充分利用专利文献可缩短科研周期60%，节约研究经费40% 据20世纪60年代一次调查结果，美国和日本化学研究人员用于查阅文献资料时间占50.9%,研究实验时间占32.1%，计划与思考时间占7.7%书写科研报告时间占9.3%.,创造技法,、,38,创造技法,科学中难能可贵的创造才华，由于方法拙劣可能削弱，甚至被扼杀；而良好的方法则会增长、促进这种才华。,39,十二种主要创造技法,、,创造 技法,TRIZ法,智力 激励法,列举法,逆向 构思法,类比 创造法,信息 交合法,联想 技法,形态 分析法,信息 交合法,演绎 发明法,移植法,综合 应用法,40,

10、TRIZ 理论来源,TRIZ意译为发明问题的解决理论 1946年由G.S.Altshuller创立 分析了不同工程领域中250万个发明专利，从中研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则,41,TRI前提和基本认识：,产品及其技术的发展总是遵循着一定的客观规律 同一条规律往往在不同的产品或技术领域被反复应用，很多创新实质上往往是其他领域技术在某一领域的全新应用 人们只要遵循着产品及其技术发展的客观规律就能能动地进行产品设计并预测产品的未来发展趋势,42,TRI体系,、,辩证法+系统论+认识论,技术系统进化法则,功能分析,物场模型,解决发明问题规则系统（ARIZ）,专利分析,

11、创新 思维 培养,自然科学,矛盾分析,资源分析,发明问题 标准解法,科学原理 知识库,技术矛盾 创新原理,物理矛盾 分离方法,系统科学,思维科学,理论基础,问题分析工具,问题求解工具,解题流程,理论来源,43,TRI基础技术系统进化法则,涵盖了各种产品核心技术的进化规律 技术系统由多个子系统组成，子系统由元件和操作构成。系统的更高级系统称超系统 技术系统进化指实现系统功能的技术从低级向高级变化的过程 每个技术系统的进化一般都要经历如S-曲线所示的四个阶段：婴儿期-成长期-成熟期-衰退期,（幼年期）,（发展期）,（老年期）,44,技术系统进化生命周期S曲线,、,45,法则1：完备性法则,一个完整

12、的技术系统包含动力装置、传输装置、执行装置、和控制装置四个部件,控制装置,控制装置,完整的技术系统,46,法则1实例,帆船完成“货物运输”功能的技术系统,货 物,桅 杆,船 体,帆,风 能,水手,47,法则2：能量传递法则,必须保证能量能从能量源流向技术系统的所有元件 能使能量流动的路径缩短的方向发展，以减少能量损失,48,法则2实例,尽管收音机内各子系统工作都正 常，但收音机 在汽车（金属屏蔽 的环境）中电台传导的能量源受 阻不能正常收听广播，在汽车外加一根天线，问题就解决了 绞肉机替代菜刀，用旋转运动代 替刀的垂直运动，能力传递路径 缩短，能量损失减少，同时提高了效率,49,法则3：动态性

13、进化法则,技术系统的进化应沿着增加结构柔性、可移动性、可控性的方向发展，以适应环境状况或执行方式的变化,50,法则3实例,柔软性 可移动性 可控性 照相机进化：,柔性体,液体/气体,场,手动调焦,通过按钮调焦,感应光线调焦,自动调焦,51,法则4：提高理想度法则,技术系统沿着提高理想度，向最理想系统的方向进化，代表着所有技术系统进化法则的最终方向。 理想化意味着： 系统的质量、尺寸、能量消耗 0 实现的功能数量 ,52,法则4实例,第一台计算机 重量：数吨 功能: 计算 现代计算机 重量：1000克 功能：上千种。包括计算、绘图、通信、多媒体等,53,法则5：子系统不均衡进化法则,任何技术系统

14、所包含的子系统都不是同步、均衡进化的，每个子系统都是沿自己的S曲线向前发展 不均衡的进化经常会导致子系统之间的矛盾出现 整个技术系统的进化速度取决于系统中发展最慢的子系统的进化速度,54,法则5实例,自行车的进化 起先、脚蹬子直接安装在前轮上，自行车速度与前轮直径成正比，为提高速度人们着眼与增加前轮直径；随着前后轮尺寸差异加大，自行车的稳定性变得很差，于是人们开始研究自行车的传动系统，在自行车上装上了链条和链轮,55,法则6：向超系统进化法则,技术系统沿着从单系统双系统多系统的方向发展 进化到极限时，实现某项功能的子系统会从系统中剥离，转移至超系统，作为超系统的一部分。在该子系统的功能得到增强

15、改进的同时，也简化了原有的技术系统,56,法则6实例,飞机在长距离飞行时，需要在飞行中加油。 最初：燃油箱是飞机的一个子系统； 进化后：燃油箱脱离了 飞机，进化至超系统， 以空中加油机的形式给 飞机加油。飞机系统简 化，不必再随身携带庞大的燃油箱,57,法则7：向微观进化法则,沿着减小其元件尺寸的方向发展，从最初的尺寸向原子、基本粒子的尺寸进化，同时能够更好的实现相同的功能 实例：电子元件的进化,真空管,晶体管,集成电路,58,法则8：协调性法则,技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更协调的方向发展。即系统的各个部件在保持协调的前提下，充分发挥各自的功能。表现在： 结构上的协调 各性能参数的

16、协调 工作节奏/频率上的协调,59,法则8实例,结构上的协调 早期积木：只能摞、搭 现代积木：可自由组合、随意插合成不同的形状 各性能参数的协调 网球拍需要考虑两个性能参数的协调：将球拍整体重量降低，以提高其灵活性，同时增加球拍头部重量，以保证产生更大的挥拍力量 工作节奏/频率上的协调 为提高混凝土强度，建筑工人在浇注施工中，一面灌混凝土，一面用震荡器进行振荡，以确保混凝土的密实,60,TRI的问题分析工具,、,61,功能分析与物场模型,产品是功能的一种实现。 所有产品的功能均可以分解为两种物质S1、S2和一种场F，三元素组成物-场模型 必须建立完整的物-场模型。如果在一个具体问题中出现了一个没有价值的物-场，就有必要在S1、S2之间引进S3，如果情况不许可