一、黑箱法
(一)黑箱法的概念
黑箱(BlackBox)亦称为黑盒、暗盒,是指那些具有某种功能而结构不清楚的系统。“黑”是相对于人们对其内部很不了解而言的。因此,“黑箱”是人们一时间不能够或不便于直接观测到其内部的结构和机理,只能从外部的输入和输出的信息去认识。
所谓黑箱法,就是不直接考察内部结构,而通过考察系统的输入、输出及其动态过程来认识系统的功能特性、行为方式,以及探索其内部结构和作用机理的一种认识方法。
(二)黑箱法的特征
黑箱法具有自身的特征:一是从系统与环境的相互联系中,考察和认识对象。信息的输入或输出都离不开环境,把系统置于一定的环境之中,从系统与环境的相互作用、相互影响的一系列功能表现中认识系统;二是从整体上探讨系统,它不是以打开黑箱、分析其内部结构和性质为前提,而是对其外在表现行为和功能加以信息处理,推导其内部结构和运作状态,从而达到对其本身的认识。可见,黑箱方法最能体现系统思维的整体性原则。
(三)黑箱法的实施步骤
1.确认黑箱
由于任何系统总是与外界环境联系、交织在一起的,使用黑箱法时,首先用相对孤立的方式,将作为研究对象的黑箱从环境中“隔离”开来。这时,既要判定它与环境之间的边界,还要根据特定的研究任务,选定相应的通道,以便从黑箱与外界的联系中(输入、输出)研究黑箱。当然,黑箱也是相对的。自然界本无所谓黑箱,只是对于不同的认识主体、不同的认识任务而言,有的研究对象可能是黑箱。所以,在确立黑箱的过程中,要考虑到作为研究主体的人与研究对象的关系。
2.通过观察和实验考察黑箱
在通常情况下,可以采用观测的办法考察黑箱,也就是在对系统不加干预的情况下测量其输入和输出,取得输入、输出的有关数据,进而分析黑箱状态。但在有的情况下,由于环境干扰太强烈,或因黑箱输入、输出的信号太微弱,直接观测有困难。对此,可采用主动考察的办法,即实验的方法,在黑箱的输入通道施加典型的测试信号,然后再观测其输出信号,并且可改变输入,以探测输出的相应变化,以此获得大量信息,作为分析、认识黑箱的依据。
3.建立模型,阐明黑箱
获得黑箱的有关输出、输入信息后,必须进行认真综合整理工作,寻找输出、输入之间的关系,然后根据这类关系推测黑箱内部的结构和机理,并预测黑箱的未来行为。
二、白箱法
(一)白箱法的概念
白箱法与黑箱法是相对的。如果我们“打开箱盖”直接观察内部结构来说明箱子的特性功能,那就是白箱法;如果利用输入、输出结果不仅仅认识系统的功能和行为,而且也还对系统的内部结构和机制做一定的识别和判断,并不是完全略去不谈,那就是灰箱法;若完全略去内部结构,仅仅根据输出、输入关系来把握系统的功能,这就是黑箱法。
(二)白箱法的特征
白箱法具有如下特征:设计的目的、变数以及设计的价值基准等应在设计前明确地进行决定;在进入综合阶段前已完成分析阶段的内容;评价阶段要用逻辑性语言进行;在设计最初阶段应决定设计战略,并以此战略为基点,而进入设计的自动控制环节。
(三)白箱法的实施步骤
1.分析阶段
将全部设计要求以图表形式表示出来,再把与设计相关的问题进行理性思考,整理成完整的材料。
2.综合阶段
指对性能方法各项目的可能性求解的追求,以及最终以少的妥协使设计目的完成。
3.评价阶段
评价阶段是检验由综合而得到的结果是否能解决设计问题的阶段。
三、稽核问题法
(一)稽核问题法的概念
稽核问题法是将某个阶段或一个时期里的各个不同领域中的发明创造者的崭新思想、突破性见解,以提问方式固定下来,并用提出“问题清单”的方式,启发人们有所发现、有所创造、有所发明的创造性思维方法与艺术。稽核问题法的好处在于它使用图表的方式,能够比较鲜明而集中地反映出创造性思维在一个时期里的状况。
(二)稽核问题法的应用
稽核问题法的应用比较广泛。特别是上升到思维科学的高度,又进一步使之规范化和深刻化,它作为创造性思维的重要方法适用意义更强。稽核问题法是多种形式出现的一种现代科学创造发明艺术,也称系列问题法和公开问题法。
实施稽核问题法时必须做到:
由于涉及领域较广,又必须要有真实的思路和见解,因此要使收集的问题准确而全面;
因为所列的“问题表”是供有关创造者研究和参考的,所以提出的问题要准确、切中原意;
对于允许列出的思路和见解,原则是对别人能起到借鉴作用;
所列的“问题表”也要有一定规范性,不能杂乱无章。
稽核问题法的实质在于用鲜明的列表形式集中反映创造思维的一些外在反映,即将创造者的创新结果、成功的或失败的经验和教训都鲜明地列举出来。这样做对本人或别人都是一个很好的思维启迪。尤其是对于诱发潜思维意义更大,因为这些问题都属于思维的高级活动的产物,是创造性思维的结晶,所以对创造的启发诱导作用也自然最佳。
四、列举法
(一)属性列举法
1.属性列举法的概念
属性列举法(Attribute Listing Method)亦称特征列举法(Affributes Listing Method)、特性列举法等,是美国内布拉斯加大学教授罗伯特·克劳福德(Robert Crawford)在他1954年发表的《创造性思维方法》一书中正式提出的。属性列举法以系统论为基础,主张利用属性分解的方法对设计物进行全方位的研讨和评价,这是一种从事物的属性中萌发设想的分析技术。
2.属性列举法的流程
(1)确定设计物,将改进对象的特征或属性全部写出来。如果对象过于复杂,则应先将对象分解后选一个目标较为明确的发明或改进课题,课题宜小不宜大。
(2)将列出的属性分为名词、形容词和动词三类,从三个主要方面进行特性列举。名词属性指材料、部件名称、整体、局部等,动词属性指技能、动作、方式等,形容词属性指形状、颜色、款式等。
(3)在各项目下试用可替代的各种属性加以置换,引出具有独创性的方案。进行这一步的关键是要力求详尽地分析每一特性,提出问题,找到缺陷,再试着从材料、结构、功能等方面加以改进。对事物的特性分析得越详细越好,并且尽量从各个角度提出问题,得到众多的启示。
(4)对众多的属性进行整理,将内容重复者归为一类;对相互矛盾的设想统一为一种设想,通过提问或自问产生特性联想;按各类别,利用项目中列举的性质,或把其改为其他性质,以便寻求更好的设想,设想应针对各种属性进行考虑,进一步锤炼,可获得更佳的设计方案;对方案进行评价讨论,使产品能够满足人们的需要和目的。
3.属性列举法的要点
属性列举法有两个要点:第一,问题分得越小,就越容易得出设想;第二,各种产品或部件均有其属性。应用此方法,首先分门别类地将设计课题的特性或属性列举出来,然后将其特性或属性进行置换,试用取而代之的其他各种属性来进行设计。对于置换的属性是否可行,切不可加以评价和判断,因为过早地评价会导致思路的堵塞。当引出有独创性的方案后,再通过评价和研讨,这样可以找出可行性的最佳方案。
(二)缺点列举法
1.缺点列举法的概念
缺点列举法是通过列举某事物当前存在的缺点,并将克服其缺点作为理想目标,提出如何克服其缺点并改进该事物的创新问题的方法。
缺点列举法主要被用于技术改进、产品革新、管理改革等方面,提出具体的改进型创新意见。这种方法使用简便且用途较广,特别适用于新技术创造和新产品开发等技术创造活动领域。其使用的简便性在于,只要确定了认识对象,列举其当前存在的缺点,就可以直接将这些缺点作为内容,用适当的语言表述形式加以表述,直接提出问题。
2.缺点列举法的流程(www.xing528.com)
缺点列举法是将通常的创造过程压缩、简化而形成的一种用于特殊场合的、实用高效的创造方法。其实施过程和操作模式如下:
(1)确定对象。原则上讲,对象的选择和确定具有任意性,但是在技术创造活动中,以选择同类技术或产品中的最优者为最佳,其道理很简单,即有了高的起点,才能有更高水平的成果。
(2)列举缺点。通过社会市场调查和从理论上进行可靠性、最优性分析,列举出对象在技术上的主要缺点。
(3)分析原因。从设计原理及原有结构上分析产生这些缺点的原因以及各种缺点之间的关系。
(4)寻找措施。根据各个缺点产生的原因以及各种缺点之间的关系,寻找克服这些缺点的措施。
(5)设计实施。将各项措施具体化,并加以匹配和优化,最终形成比原有对象技术新颖、先进实用的新的技术成果。
(三)希望点列举法
如果说缺点列举法是着眼于对象技术的现状,那么希望点列举则是面向未来,着眼于对象技术的未来适用性。这两种列举法的共同点在于,它们都是由问题的定义派生出来的。只不过前者是根据对象技术的现状和克服其存在缺点的理想(愿望)之差提出问题,后者是根据对象技术的现状和社会发展及用户消费心理的变化,对于该对象技术未来发展状态的理想之间的差距提出问题。
1.希望点列举法的概念
希望点列举法,是根据当前和未来社会生产或生活的需要,列举关于某事物的希望点,并将如何满足这些希望,改进原有事物或创造新事物的技术创新问题的方法。
希望点列举法适用范围较为广泛,不仅适用于技术创造活动,还适用于科学认识领域,组织管理及社会的各项改革,尤其适用于职工合理化建议活动,是一种直接提出创新问题的有效方法。
2.希望点列举法的特征
希望点列举法的主要特征是所提问题一般都具有“求新”意义的价值。因为关于某对象技术的希望是相对于该技术的现状而言的。并且,希望点的列举不是针对某个人的特殊要求,而是根据社会生产和生活的现实及未来的普遍要求列出的。满足这些希望点,就意味着对原有的技术进行改进。当技术原型不存在的时候,用此法提出的问题,将是纯粹的新技术创造问题。该类问题的解决,极有可能促成新技术的开发或新产品的发明。
3.希望点列举法的实施
从思维角度看,列举希望点是收敛思维和发散思维交替作用的过程。从某一模糊需要出发,创造者发散思维,列举出多种能满足需要的希望点,然后又进行收敛思维,即选择可实施创新的希望点。运用希望点列举法进行创新总是先将思维收敛于某“点”而后又发散思考,最后又聚焦于某种创意。它主要依靠自由联想来推动列举活动,是一种主动型的创新方法,它要求人们摆脱思维惰性的束缚,主动运用扩散思维、求异思维、横向思维等思维方式去发现问题,并且提出解决问题的各种新奇设想。运用希望点列举法进行创新,可能会完全改变既有事物或产品的现状而产生重大的突破和飞跃。希望点的列出,需要大胆新颖的构思,其本身就是一种创造。因此,此法较多地运用于新产品的开发上。
希望点列举法进行创新设计,除了要勇于“狂想”之外,还应该大致地遵循一些原则,并且掌握一些基本的思考和分析的方法。希望点列举法的实施形式可以是灵活多样的。
(1)希望点搜集的方法如下:
①书面搜集法。这种方法是事先拟订目标,设计一张卡片,发给用户和本单位的职工,请他们提供各种不同希望的事例,然后搜集整理。
②会议法。召开5~10人的小型会议,由主持人就革新项目或产品开发征集意见,激发与会者开动脑筋,互相启发,畅所欲言。针对课题提出各种不同希望的功能,然后加以整理。
③访问法。派人直接走访用户或商店等,询问用户对本公司生产的产品有何新功能要求,倾听各类希望性的建议与设想。
(2)希望点列举法实施步骤如下:
①对现有的某个事物提出希望。希望一般来自于两个方面:或是事物本身存在不足,希望改进;或是人们的需求变更,有新的要求。
②评价所产生的希望,找出可行的设想。
③对可行性希望作具体研究,并制订方案、实施创造。
4.希望点列举法实施要求
(1)了解人们的需求。心理希望是人们内心需求的一种反映。要收集、列举希望点,首先就必须对人们的需求心理有一个清楚的认识。在分析需求心理的时候,应该兼顾社会不同经济层次、不同年龄、不同文化、不同种族、不同群体人们的需求,有时也特别注意把目光投向特殊的群体。
(2)希望点列举要点。列举、收集希望点,需要多观察、多联想,必须紧扣人们的需求。
(3)鉴别不同类型的希望主要有以下三种:
①表面希望与内心希望的鉴别。对于任何事物,人们都有表面希望与内心希望。在分析希望点的情报资料时,若仅以表面希望来构思课题或方案,容易造成失误。因此,必须谨慎地进行鉴别,以列举出人们心中真正的希望。
②现实希望与潜在希望的鉴别。在列举的希望中,从时间上看,有现实希望与潜在希望之分,二者分别对应现实需求与潜在需求。
③一般希望与特殊希望的鉴别。一般希望是大多数人的希望,特殊希望是少数人的希望。列举希望点搞创新时,应着重考虑一般希望,由此形成的创新成果更容易得到社会的广泛认可和接受。当然对少数人的特殊希望,也应适当加以考虑。
五、联想法
(一)联想法的概念
联想法,即借助想象把两个相似、相关、相对或在某一点上有相通之处的事物,选择其链接点加以链接的方法。通过联想,可以发现无生命物体的象征意义,可使信息具有更强的刺激性和冲击力。
(二)联想法的分类
联想法分为简单联想法和强制联想法两种。
1.简单联想法
简单联想法有接近联想和相似联想两种。接近联想是指发明者联想到时间、空间、形态或功能上比较接近的事物,从而产生出新的发明创造的技法。相似联想是指发明者对相似事物产生联想,从而产生发明创造的方法。
2.强制联想法
强制联想法是将设计目的和提示强制地联系起来而进行开发设计构想的方法。常用的方法有焦点法、目录法、逆向思考法、范围思考法等。
(1)焦点法。焦点法是在强制联想法和自由联想法的基础上产生的。其特点是以特定的问题设计为焦点,无限地进行联想,并强制地把选出的要素相结合,以促进新设想进而产生的方法。
(2)目录法。目录法又称“强制关联法”,是在考虑解决某一设计主题时,一边翻阅属于资料的目录或图片,一边把偶然在眼前出现的信息与正在考虑中的主题强制性地联系起来思考,从而可促使联想的飞跃。
(3)逆向思考法。逆向思考法是指从反面设想的思想法,其思考方法可分为逆向蜂拥而入法、更上一层楼法、顺势反击法、形式逆向法、调头法、现场确认法、翻里作面法。
(4)范围思考法。范围思考法要点如下:
增加功能,产品的功能不是单一的,设计师应从多方面加以考虑,产品应尽可能是多功能的,这是产品开发的基础;提高性能,产品设计不仅是为使用方便,还应该结实、精致、安全、便于维修和具有美感等;降低成本,产品设计应思考材料的改变,减少下脚料,使部件标准化,尽力减少制造工序,努力实现自动化等,以此来降低制造费用;增加产品魅力,使产品造型、色彩、包装等方面更好地满足消费者需求。
六、整理法
整理法又称卡片排列法,也是一个信息收集和整理的过程。常用的整理类方法有KJ法和NM法。
(一)KJ法
KJ是提出者(Kawakita Jiro)英文名字首字母缩写。该方法是一种以卡片为基础进行整理、比较、分类和概括要点而进行创造的方法。所谓卡片排列法,就是把搜集到的大量素材(信息、数据等)逐一地、言简意赅地记在卡片上,然后把这些卡片以某种基准(关系、特征、性质等)进行调整、编组、结构化,使之产生新观念。KJ法是一种整理类技法。其方法运用的过程也是一个信息收集和整理的过程。
(二)NM法
NM法是由日本创造学家中山正和于1968年提出的,NM是他英文姓名Nakayama Masakazu的首字母缩写。他根据人的高级神经活动的规律,把人的记忆分成点的记忆和线的记忆。由第一信号系统对具体事物形成的条件反射,称为点的记忆;由第二信号系统对事物的抽象化形成条件反射,称为线的记忆。如果系统地对平时积累起来的点的记忆进行搜索和回忆,并以联想、类比等方法处理,经过重新组合,把它们连结成线的记忆,就会涌现出大量的新的创造及设想,做出新的发明。NM法就是一种抓住创造对象的本质属性,抓住一些关键词语,一环扣一环地提出问题,激发人的联想、形象和类比思维,最后解决问题,达到发明创造的目的。这一过程的本质是促使人的思维由“点的记忆”搜索向“线的记忆”搜索的转化,最终解决问题。由中山正和教授发明这种创造方法后经田高桥教授进行了改进,并命名为中山正和法,简称NM法。
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