科技创新概论PPT推荐.ppt
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在发达国家,公共财政支持科技发展的经费中有40%用于支持科学方法和科学仪器。
而在我国,国家主体科技计划对这方面研究项目的支持几乎为零。
11,(五)评价方法有待改进,科研院所对科研人员研究能力的评价标准不全面,过分地重视SCI而忽视一些基础性或方法上的重要问题以诺贝尔奖为例,诺贝尔奖的得1/3是通过科学发现、理论推导得奖;
有1/3是通过方法上的创新、方法思路上的创新得奖。
还有1/3通过科学仪器、科学手段、科学工具上的创新。
而在我们的科技布局上,更多瞄准了第一个1/3,把后两个1/3相对忽略了。
12,中国的国际竞争力,我国GDP排名世界第二名,国际经济竞争力排名第15位,科技创新能力较差,影响到我国中长期的成长竞争力。
国际社会留给中国企业的时间不多了!
13,创新型国家的概念,创新型国家:
是指每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权在15个以上的国家或经济体,14,其它非创新型国家的排名及每100万人口获得美国专利与商标局的发明专利授权数量,15,我国与创新型国家技术对外依存度比较,、,16,2009年8月8日美国商业周刊:
知识经济时代创新经济时代,创造性思维创新方法创新工具(CAI),创意的想象力创新力(创造力),主宰世界经济潮流,时代特征,应对办法,17,一场全新的竞赛已经展开,降低成本,缩短交货期,改进产品质量,创新,交货期、成本和质量方程已经不再有效!
提高创意的想象力是企业迎接市场挑战的唯一选择!
让用户完全满意,强化制造前端概念设计和制造后端的综合服务,创新理论创新方法创新思维创新工具,创新文化创新精神,18,创意的概念与来源,创意:
就是人们常说的“点子”、“主意”或“奇思妙想”,它是人类大脑创造性思维的产物,是人类智慧的结晶。
创意的来源:
6080是市场需求(推动)4020是科技进步(拉动)运用TRIZ理论的多种工具是产生创意的重要手段。
19,触摸式发声地球仪利润的分配,美国开发公司获利48美元,香港公司,广东外贸公司,广东某制造商成本12美元,40美元,20美元,15美元,市场定价88美元,获利5美元,获利3美元,获利20美元,20,第二部分,创造性人才,21,我们能创新吗?
创新是人人都有的一种能力人的创新能力在1224岁达到顶峰,因受应试教育的摧残,后天被逐渐埋没创新是可以激发和提升的一种能力创新活动具有其方法、手段和规律性产品设计本身即为创新,22,创造性人才和创造力,创造性人才:
具有高度创造力的人才创造力(创意、创造性):
产生新创意/想法或构想创造新产品(作品)的能力具有发现问题、分析问题、和创造性解决问题的能力,23,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。
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。
24,培训与提升创造力关系示意图,经培训,创造力可提高70300%;
顶峰向右上方转移,25,国科发财(2008)197文件指出:
设立创新方法继续教育基地,为企业技术创新提供熟悉掌握创新方法的人才保障,26,创造性人才自我设计,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新思维,表达能力,个性品质,体能,外语能力,哲学理论基础,创造力,、,27,知识水平和创造力,科学发现对已有知识具有依赖性,适当的知识可以促进科学发现。
世界科学大师牛顿:
“如果说我看得远,那是由于我站在巨人们的肩上”。
知识水平越高,创新思维越加活跃,创造力越强,知识和创造力之间呈正比关系。
尚未被共知的信息与知识转化为创新成果,才能体现知识的力量。
28,创新能力体现,自主创新能力是提升我国科技发展水平和国家核心竞争力的关键所在。
创新体系:
党的十六届五中全会明确提出:
要建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。
创新制度:
体制机制,环境资源配置,集成,转化创新人才:
发现,使用,培育,锻炼,凝聚,成就创新文化:
激励,干成,干好事业的舞台和氛围,29,创造性人才自我设计,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新思维,表达能力,个性品质,体能,外语能力,哲学理论基础,创造力,、,30,十三种主要创新技能,创新技能是创造者的智力技能、动作技能和情感能力的综合,它可以全面提高创新者的自觉创新能力。
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,31,创新技能与创造力,创新技能包括观察能力、注意力、记忆力、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及信息的获取和利用能力等。
其中信息能力和操作能力尤其应予以关注。
对于我国的大学生和科技人员,实际操作能力偏弱,应加强锻炼。
创新技能与创新的关系,犹如摩天大楼与坚固地基的关系一样,创新者应努力学习和开发自己的创新技能,为创新奠定坚实的基础。
32,创造性人才自我设计,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新思维,表达能力,个性品质,体能,外语能力,哲学理论基础,创造力,、,33,创造性人才的个性品质,、,创造行为社会化,创造动机社会化,创造性人才个性品质,合作精神,独立精神,心理特性,学习精神,奉献精神,34,良好个性品质
(1)-追求卓越的奉献精神,立志奉献予事业、社会意志坚强勇往直前,百折不绕永不半途而废管好自己的情感,不断自我激励。
胡锦涛总书记提出的“八荣八耻”是奉献精神的高度概括,35,良好个性品质
(2)科学理性的独立精神,、,不盲从敢怀疑不迷信思维上的独立性将导致行为上的独立,36,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,37,良好个性品质(4)坚持不懈的学习精神,用勤奋的精神致力于学习,持续地提高创造者能力,38,良好个性品质(5)创造性人才的心理特性,希望打破“常规”的创造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,敢于冒险坚持到底的精神,39,创造性人才的能力结构,感情智力(EmotionalIntelligenceEI)人的一生20%由智商决定,80%由感情智力主宰,职位越高,EI的作用越显著,高达85%。
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。
40,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。
人的一生的成就,20%由智商决定,80%由感情智力主宰。
职位越高,EI的作用就愈加显著,几乎能达到85%,41,创造力模型,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新思维,表达能力,个性品质,体能,外语能力,哲学理论基础,创造力,、,42,创新思维的涵义,思维是运用已有的知识对信息进行分析综合、比较概括和决策的动态过程,是获取知识、分析问题和解决问题的根本途径。
创新思维是指人们克服思维定势,创造具有新颖、独特事物的认识活动。
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。
43,、,、,创新思维基本特性,突破性,新颖性,突发性,多向性,深刻性,独立性,敏捷性,风险性,非逻辑性,创新思维的基本特性,44,创新思维方法的分类,非逻辑思维,逻辑思维,想象思维,联想思维,直觉思维,灵感思维,发散思维,归纳思维,演绎思维,类比思维,有序思维,收敛思维,分析与综合思维,幻想思维,45,逻辑思维,逻辑思维亦称抽象思维,是人们在认识过程中运用已掌握的各种知识、原理、规律基础上形成的概念,并以此判断、推理、反映现实的一种思维形式,它能使我们更深刻、准确和完整地反映客观面貌。
世界上任何事物的发生都存在客观规律性,采用逻辑思维的方法逐步深入,就可取得发明创造。
46,、,从统计数字看:
20世纪以前的重大发明构思,多数是由天才发明家在逻辑思维的基础上发挥非逻辑思维的作用而获得;
进入20世纪50年代后,利用逻辑思维和专业知识的发明逐步占了上风;
到了20世纪90年代,TRIZ理论方法中的知识库和逻辑思维的运用主导了发明创造的大趋势,出现了一批专业咨询发明公司。
47,直觉思维,直觉源于人们的“第一感觉和第六感觉”,它属于非逻辑思维。
直觉是人脑基于有限资料和事实,对新事物、新问题、新现象进行的一种直接的、迅速的、跃进的、敏锐的判断。
其功能只是从宏观上把握事物,不需要进行系统的逐步分析,而能对问题的答案做出科学的猜测、设想,是一种跳跃式思维形式。
爱因斯坦对科学认识曾说过:
“真正可贵的因素是直觉”他认为科学创造的过程应是经验-直觉-概念-逻辑思维-理论的过程。
48,“逻辑思维压缩论”,“逻辑思维压缩论”认为直觉虽然表现为瞬间的顿悟,实际上它也是运用逻辑思维的结果。
因为:
在直觉的背后“隐藏”着一系列逻辑推理链,而直觉思维只是在一瞬间就进行和完成了复杂的推理过程,因而让人感到头脑中似乎并没有经过逻辑思维,思维过程已在头脑中完全“自动化”;
在得出了直觉判断之后,还需实施逻辑推理过程,以检验其所得出的直觉判断的合理性。
所以,直觉思维只不过是逻辑思维的“压缩”(或称为“简化”、“浓缩”、“内化”等)。
49,灵感思维,心理学家对灵感思维的描述是:
灵感思维的闪现来自于突然的顿悟,是人们在艰苦创造过程中发散思维和收敛思维多次迭加,逻辑思维和非逻辑思维反复作用,突然间把隐藏在人们潜意识中有关信息进入激发状态;
灵感常常为发明带来思路、线索、设想和启示,但灵感的出现,具有随机性、瞬时性和模糊性,创造者要觉察灵感、把握灵感和利用灵感有一定的难度。
灵感产生的条件:
一是对解决问题有浓厚的兴趣和强烈欲望,二是对问题和相关资料进行了长时间的思考,甚至达到了思维的“饱和”状态。
50,幻想思维,根据主体主观愿望进行的超前设想,幻想往往是科学发明的先导。
18世纪著名科幻作家凡尔纳:
“人类的幻想在不久的将来一定会成为现实”。
阿里多夫先生用好几年时间把分散在成千上万本书中的幻想进行搜集和分类结果表明:
离奇幻想的发展过程也有着可循的客观规律,可用它来催生新的发明创造。
应在正确理念指导下,使幻想成为创造发明的理想,而不致成为脱离客观规律的空想。
以奇异幻想开路,吸引人们去探索未知,并促使人们产生创造的欲望。
一些科学中大的发现往往是如此在有些发达国家,为了发挥幻想在科技发明中的积极作用,为学生开设“幻想课”,旨在从小培养人的创造才干由于幻想超前性,暂时脱离现实,在我国常常会被人贬低,幻想成为一种贬义词。
51,幻想打造出发明,52,想象思维,想象是人们在原有感性认识的基础上,在头脑中对各种表象(组成形象的基本单元)进行改造、设想,重组出新形象的思维过程爱因斯坦:
“想象力比知识更重要、可贵。
知识是有限的,而想象是无限的。
正是有了想象,人们才能不断地创造世界上前所未有的新事物“。
53,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新思维,表达能力,个性品质,体能,外语能力,哲学理论基础,创造力,、,创造力模型,54,哲学理论基础与创造力,哲学是高度抽象的知识结晶和最概括的方法论;
是一切科学之上的科学;
哲学在科学认识与实践活动中起支撑作用;
哲学知识对创造方向和姿态起主要调控作用。
55,哲学理论基础与创造力,哲学不仅渗透在每个科学工作者的头脑之中,而且也渗透在自然科学研究的全过程中。
爱因斯坦指出:
“哲学可以被认为是全部科学研究之母”。
在科学研究工作中,哲学思维的指导作用是潜移默化的。
哲学在不断地为科学研究提供理论思维的基本范畴和逻辑规则。
56,第三部分,创新技法和TRIZ理论(发明问题解决理论),57,TRIZ技法(发明问题解决理论)TRIZ的含义,TRIZ的含义是发明问题解决理论,是原俄文字母的缩写,并按ISO/R9-1968E规定,转换成拉丁文的首字母缩写TeoriyaResheniyaIzobretatelskikhZadatch,58,创造力模型,、,创新技法和方法,创新技能,基础知识、专业知识、交叉学科知识,创新思维,表达能力,个性品质,体能,外语能力,哲学理论基础,创造力,、,59,人类历史上最有价值的知识是方法的知识。
笛卡尔,科学发明需要创造方法庞加来,、,60,认识一位天才的研究方法,对于科学的进步,甚至对于他本人的荣誉,并不比发现本身更少用处。
科学研究的方法经常是极富兴趣的部分拉普拉斯(法国天文学家和数学家),科学中难能可贵的创造性才华,由于方法拙劣可能被削弱,甚至被扼杀;
而良好的方法则会增长、促进这种才华。
贝尔纳(法国生理学家),61,传统创新技法的分类,逻辑思维,非逻辑思维,科学推理型,演绎法归纳法类比法自然现象和科学原理探索法等价变换法KJ法类推法,组合法分解法形态分析法信息交合法横向思考法,奥斯本检核表法5W1H法和田法,智力激励法(头脑风暴法)联想法逆向构思法,形象思维法灵感启示法大胆设想法,特性列举法缺点列举法希望点列举法,技法原理,具体技法名称,主要思维形式,组合型,形象思维型,列举型,有序思维型,联想型,60,62,智力激励法,与传统会议截然不同的方式解决问题,准备阶段,自由畅谈,加工整理,明确问题,热身阶段,运用程序,四项原则:
自由畅想推迟评判以量求质综合集成,63,“当前智力激励法面临着挑战”(美国伊莱恩丹敦),主要原因是:
缺乏程序化;
缺少熟练的引导者;
缺少熟练的参与者;
罗列的规则成为形式;
有关问题不能达成一致;
缺乏创意激发源;
不是与会者都有创意的压力;
急于求成;
缺少跟进措施,,“头脑风暴”小组实际上在不停地重复“发明”已经有过的东西,却在这一过程中错过了潜在的诸多伟大的创意。
因此,当遇到复杂的发明问题时,最好找发明公司(指TRIZ咨询公司)咨询。
64,传统创新与TRIZ创新结果的比较,、,解决办法,思维定势,发明问题,1,2,3,4,5,6,7,8,传统创新应用发散思维“试错法”搜索发明问题解决办法,造成人力、物力的巨大浪费查尔斯.固特异用毕生的精力只解决了一个难题。
65,爱迪生实验发明灯泡用了1600多种金属材料和6000多种非金属材料。
碱性电池的发明经历了50000多次失败。
这一方面反映了爱迪生的勤奋和努力、另一方面也说明传统思维方式试错法的效率低下。
66,基于TRIZ的创新:
提供创新思维的效率;
走出“试错法”的绝境。
传统创新(发散)与TRIZ创新(收敛)的结果比较,ARIZ程序标准解法发明原理、矩阵表效应知识库,技术系统进化法则,问题,问题解决,67,实例:
吸尘器分离固体粉尘的改进,查“TRIZ案例通用科学原理库”可获得16个解:
声波吸附作用边界表层动量离心分离Coanda效应日冕放电带电过滤器,摩擦惯性磁场磁效应熔化Reuleaux三角超声波振动,68,TRIZ理论创始者根里奇阿奇舒勒,根里奇阿奇舒勒G.S.Altshuller(19261998)是前苏联的一位天才发明家和创造创新学家,于1946年创立的TRIZ理论明确指出:
一旦我们对大量的好的专利进行分析,提炼出问题的解决模式,我们就能够学习这些模式,从而创造性地解决问题。
69,40个发明原理,70,技术系统进化法则之八向自动化方向进化法则,技术系统总是摒弃那些机械的、重复的、枯燥无味的手工操作,实现并提高技术系统功能的效益,解放人们去完成更具有创造性的工作。
71,各类物体的进化路径,原子、粒子,分子、离子,复合分子,粉末,针状和纤维状物体,实心物体,沸石和胶质材料,带填充物的毛细管材料,毛细管-多孔材料,多孔的材料,中空的均质体,实心物体,结构的进化路径,材料的进化路径,中空结构的进化路径,72,标准解系统的由来,阿奇舒勒(Altshuller)发现的规律:
如果问题的物场模型是一样的,那么解决方案的物场模型也是一样的,和这个问题来自于哪个领域无关。
通过大量的专利分析,发现了实现产品功能的模型类型并不多(只有五大类76个)如果将其归纳总结,形成标准解,就能高效地为创新服务,73,效应知识库应用5步骤,、,发明问题提出,功能代码表,效应知识库,逐一筛选,形成解决方案,应用于发明问题,74,分离原理应用实例,空间分离:
测量海底时,将声纳探测器与船体空间分离,用以防止干扰,提高测试精度时间分离:
将飞机机翼设计成可调的活动机翼,以适应在飞行中各个时间段的不同要求条件分离:
将水射流条件分离,给予不同的射流速度和压力,即可获得“软”的或“硬”的不同用途的射流,用于洗澡按摩或用作加工手段或武器整体与局部分离:
采用柔性生产线,以满足大众化和个性化市场需求的不同要求,75,ARIZ-85解题步骤,2分析问题模型,3陈述IFR和物理矛盾,5运用效应知识库,4运用物-场资源,6转换或替代问题,7分析解决物理矛盾的方法,8运用解决方案,9分析解决问题的过程,1分析问题,把状态模糊问题准确描述为单一问题,创建空间、时间、物质和场等有效资源清单:
确定最终理想解方向及其阻碍的物理矛盾,重新选择并定义另一对技术矛盾,求得最终理想解,获取资源的最大化应用,借以透彻分析增长创新潜能,在上述的每一个步骤中,均包含有数量不等的多个子步骤。
在一个具体的问题解决过程中,并不强制要求按顺序走完所有的9个步骤。
当完成步骤3后,一般可尝试用标准解法解决新问题,如果得到解决则可直接跳到步骤7,如果没有解决则进入步骤4。
76,TRIZ发明问题求解工具间的联系,、,77,效应知识库,矛盾矩阵,76个发明问题标准解法,发明问题解决程序(ARIZ),理想化,技术系统进化法则,需求功能/资源分析及矛盾定义,物场模型,39个通用工程参数,分离原理,选择和描述问题,40个发明原理,发明问题,最终解决方案,78,各类资源特征的选择,资源特征,价值免费不贵的昂贵的,特性有害的中性的(不能确定的)有效的,数量不限量的充足的不充足的,供应情况现成的可转换的开发的,79,开发CAI软件的先驱,在原苏联明斯克,DrValeryTsurikov经7年的研究于1980年末首先创建了命名为“发明机器”的软件,当时他所创建的“发明机器研究院”运行非常困难。
苏联解体后移居美国,创办了“发明机器公司”,获得微软优惠权,直至1995年,公司获得了成功,承包了摩托罗拉设计300万美元的项目。
1997年以命名“最佳技术”的发明机器软件推广问世,使全世界充分地认识TRIZ和CAI软件的重要性。
与其同时开发软件工作的有前苏联TRIZ专家Filkosky,于1980年开发了SIT(SystematicInventiveThinking)软件。
紧接着在美国、以色列、比利时等国家相继出现了一批CAI软件的公司,他们是世界发展和应用CAI软件的领头羊,亿维讯公司就是其中之一。
80,CAI总体框架,、,生成专利,知识管理,81,问题分析模块,、,分析转化后的启发式问题列表,根本原因列表,现象/事件的因果分析(因果轴),初始问题描述,资源分析,流程/操作的时序分析(时间轴),产品/系统的层次分析(空间轴),82,Pro/Innovator解题流程,问题定义,问题求解,方案实施与管理,83,现象/事件的因果分析(因果轴),初始问题描述,系统分析后发现的系统不足,启发式问题列表,Pro/Innovator问题解决模块典型使用流程,84,系统分析模块,专利生成模块,创新方案的技术系统分析,专利申请信息填写,新颖性检索,解决问题和备选方案选择,申请专利类型选择,备选方案,专利申请文档草稿,权利要求自动生成,Pro/Innovator专利生成模块典型使用流程,85,现有技术分析,系统分析问题定义,方案生成,仿真验证方案评价,知识管理,IP管理,方案实施,市场需求,用户需求,初始工况描述,专利检索分析竞争性分析检索预测分析,专利申请,改进后产品,企业知识,IP战略,专利生成专利规划,功能分析资源分享因果分析,知识库检索专利库检索矛盾定义与求解,评价模型评价专家仿真平台,知识库构建知识库检索,研发评审与质量控制,产品研发决策,产品改进方向,被选方案,Pro/Innovator典型流程已有产品改进,86,CAI对企业的创新价值,对企业决策层摆脱竞争IP束缚降低人才引进成本建立智力资产管理平台缩短产品上市时间,对企业研发激励团队精神缩短开发周期降低研发成本开发自主创新,对企业技术人员提升个人价值克服思维定势拓宽创新视野培养创新能力快速复制“创新专家”,87,路径图法,六西格玛,高标准定位法,领先用户法,QFD,模糊前端FFE,公理化设计ADT,功能结构,阶段门,DFM/DFMA,技术创新审计法,技术创新战略,研发设计和详细设计,技术创新计划,识别顾客需求,识别技术,创意生成,创意评估,生成产品概念,产品创新方案,原型制作与修改设计,生产制造,连续创新,商业化,技术创新评价,技术预见,技术预测,情景分析,TRIZ理论传统创新技法,TPS/LP,制造前端,制造后端,生产制造,TRIZ和各种创新管理方法的融合,创新方法的多元性、交叉性和阶段性,88,图形数据分析多变异分析(TRIZ)推断统计置信区间样本容量假设检验(TRIZ)T检验等方差检验卡方检验比例检验相关分析(TRIZ)回归过程建模与模拟,业务个案项目期望矩阵问题/目标陈述TRIZ(理想化)主要/次要指标变革管理VOC/QFDSIPOC过程图,方案选择(TRIZ)对策矩阵风险管理方案实施防错技术目标管理控制计划培训记录监控系统与结构控制图假设检验(TRIZ)过程能力评价最佳实践共享转化,XY矩阵过程FMEA基本统计学决策非正态数据的图形数据分析时
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