【自然辩证法概论】工程技术研究的主要方法课件.ppt

自然辩证法概论1 工程技术研究的主要方法2自然辩证法绪论张胜光制作本章目录工程技术发明创造方法2工程技术的研究过程3 1工程技术发明创造方法3 3技术创新3 43自然辩证法绪论张胜光制作第一节工程技术的研究过程 一、工程技术研究的基本过程二、工程技术研究方法的特点与选择原则4自然辩证法绪论张胜光制作什么是工程？与一般意义上的“技术”含义不同，工程更追求的目标是社会实现。它是对科学、技术和社会进行的动态整合，是通过技术集成实现创新的过程。科学的本质是发现技术的灵魂是发明工程的核心是建造6自然辩证法绪论张胜光制作 科学思维的方向是从实践到理论，技术思维的方向是从理论到实践。从总体看，技术思维“反其道而用之”技术思维及其特点7自然辩证法绪论张胜光制作技术发明的一般思路提出创意或创新寻求科学原理或技术路线反复试验或试制投放市场获取反馈8自然辩证法绪论张胜光制作观念设计技术研发10自然辩证法绪论张胜光制作第二节 工程技术研究的发明创造方法 一、工程技术发明的一般过程二、技术原理构思的常见类型三、常用的发明创造技法11自然辩证法绪论张胜光制作 技术发明：是指依据对自然规律的认识能动地将自然客体变革为满足人的一定需求的有用属性的人工客体。技术发明的实质：把存在的自然物变革为人工物。技术发明及其本质13自然辩证法绪论张胜光制作常用的发明创造技法 (一)提出问题的技法 提出问题在技术发明中有重要地位。对事物司空见惯、习以为常，不能发现和提出问题的人，是无法做出创造性发明的。提出问题的方法很多，在技术发明中常用的有列举法，包括特性列举、缺点列举、希望点列举、成对列举，通过列举有关因素促进对问题全面考察，防止遗漏，从而形成多种构想方案；有设问法，包括检核表法、5W2H法等，力图把复杂的问题分析成便于解决的若干小问题，以提问的方式详细罗列出问题所涉及的方面、因素、特性，从而发现问题的线索和发明的思路15自然辩证法绪论张胜光制作 (二)解决问题的技法 创造技法中的绝大多数方法属于解决问题这一类。按照思维形式和功能特性，最具于代表性的解决问题创造技法有：智力激励法(头脑风暴法)，包括奥斯本智力激励法、默写式智力激励法、卡片式智力激励法；联想创新法，包括类似联想、对比联想、接近联想、白由联想、因果联想、强制联想等；16自然辩证法绪论张胜光制作 另外，创造工程学所列举的各种方法对技术设计也都有启迪作用，其中以下方法较为常见：一是构思理想对象的缺点列举法，要点是通过列举现有技术方案的各种缺陷和不足，分析并寻求克服不足的可能途径，以构思优化的技术方案；希望点列举法，要点是列举技术发明应该达到的希望点，分析并寻求达到每一希望点的可能途径，以构思技术方案；18自然辩证法绪论张胜光制作 二是变换思考方式的逆向思考法，类推思考法，联想思考法，等价变换思考法等；三是用以智力激励的“头脑风暴法”，情报整理法，目标词法，检验表法等。上述诸多方法都为技术设计所运用或从中得到有益的启迪。19自然辩证法绪论张胜光制作 (三)程式化创造技法 在创造中得到比较深入研究、实施步骤可以按逻辑程序加以编排、借助符号系统可以设计成为发明专家系统的方法，我们视之为程式化方法。例如前苏联发明家阿里特舒列尔提出的发明解题程序大纲物场分析法，使得解决发明问题可以“按公式”进行，对发明创造的思维过程加以有效组织，以提高发明效率。20自然辩证法绪论张胜光制作 程式化方法虽然有一定程序，但我们必须知道，“创造有法，却无定法”，在运用这一方法的时候，绝不能墨守成规，把本质是推动创新的手段当做了束缚创新的教条。21自然辩证法绪论张胜光制作 现代的专利文献浩如烟海，把具有新颖性、创造性和实用性的最新技术创造囊括无遗。随着各种网络信息技术的迅猛发展，又为人们统计、查找、获取并分析专利文献提供了准确、快捷的手段。工程技术人员可以在设定研究主题后，检索相关的专利文献进行定性和定量的分析，了解该技术现在所处的发展阶段和未来的发展方向、与该技术相关联的技术领域，从而选择技术开发的正确方向，进行技术发明创造。利用专利文献的发明创造22自然辩证法绪论张胜光制作专利利用与发明实例 例一：1946年美国一家专业制造照相和复制器材的小企业哈洛依德公司，从1944年发表的一件专利说明书中发现了静电复印技术，根据企业经验认识到它的广阔市场前景，立即进行更大规模的专利检索，并投入力量开发了结果研制出世界上第一台商业应用的静电复印机，小企业一举成名。24自然辩证法绪论张胜光制作 例二：20世纪70年代，世界上发表了大量关于半导体无触点开关及相关技术的专利文献，我国黑龙江大学半导体敏感器件研究室组织力量，调查了国外从1971年到1980年长达十年的该技术领域的几乎全部专利文献，并根据国内的技术需要进行开发，研制成功了性能良好的3CCM硅磁敏晶体管，获得国家发明三等奖。25自然辩证法绪论张胜光制作 例三：日本的丰田佐吉为了寻找对企业有用的技术，订阅了登载全部技术类别发明和实用新型的日本政府专利公报，还购买了其他国家政府的专利公报，如购买从1867年开始的英国专利局专利说明书摘要等。通过持续不断的研读终于发现了用蒸汽动力驱动织布机的各种技术手段，获得“蒸汽机驱动织布机”的发明成功。使当时以棉纺工业著称于世的大英帝国不得不向日本购买专利许可。26自然辩证法绪论张胜光制作 例一：我国曾计划引进一批联邦德国的矿用设备，预笋订货费将达4亿美元。在谈判过程中，我方组织专业人员从专利文献中对德方的矿用设备现状及技术水平进行调查分析和评价，结果发现德方的设备并不先进，尤其是使用性能不适应我国矿区的实际需要。主管部门了解这一情况后，及时终止了谈判，避免了损失。专利文献调查与技术引进实例28自然辩证法绪论张胜光制作 例二：我国拟引进英国波尔金顿公司的浮法平板玻璃生产技术，英方开口索要的入门费是2500万英镑。我方为核实英方索价的依据对专利文献进行全面调查，掌握了该公司实际拥有的专利法律状态，发现我国需要引进的专利技术，许多已经超过保护期限失效了。我方据此与英方重新谈判，最后入门费降到52.5万英镑，前后相差近50倍。29自然辩证法绪论张胜光制作第三节 技术创新1、技术创新的特点 2、技术创新的动力机制3、技术创新的运行机制 4、技术创新的环境31自然辩证法绪论张胜光制作 技术发明与技术创新的区别：技术发明旨在创造人工客体，实现理论的物化，是以技术方案设计和有效性评价为主的活动。其成果只是样品，不是商品，还不能与经济活动挂钩；而技术创新则以技术发明为必要条件，但不停留于成果本身，而是将其引入市场、投入实际应用，将技术成果产业化和商品化与经济活动接轨的过程。从本质上说，是用以满足经济和社会需求并提高经济效益、社会效益从而导致经济增长的技术一经济活动。13、技术创新的特点32自然辩证法绪论张胜光制作技术创新活动的特点 技术创新活动的特点主要有二：一是在技术上把理论形态的科技成果物化为现实的技术系统或产品；二是在经济上运用新技术成果开拓市场并获取垄断利润和社会效益。这也正是技术创新活动之所以叫作技术一经济活动的根由。33自然辩证法绪论张胜光制作大豆纤维-世界人造纤维史上的第一个中国原创技术 央视国际央视国际(2005(2005年年1212月月0303日日 19:50)19:50)今天我们介绍的是世界人造纤维史上的第一个中国原今天我们介绍的是世界人造纤维史上的第一个中国原创技术，被称作世界第八大人造纤维的创技术，被称作世界第八大人造纤维的“大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维”。在不久前举行的中国国际纺织面料及辅料博览会上，在不久前举行的中国国际纺织面料及辅料博览会上，含有大豆蛋白纤维的环保型面料交易金额近含有大豆蛋白纤维的环保型面料交易金额近5 5亿元，成为亿元，成为博览会上耀眼的博览会上耀眼的“明星明星”。而织成这些漂亮面料的大豆。而织成这些漂亮面料的大豆蛋白纤维，它的原料不过是大豆榨油后的下脚料蛋白纤维，它的原料不过是大豆榨油后的下脚料-豆粕。豆粕。34自然辩证法绪论张胜光制作 从大豆中提取蛋白纤维，这一研究在上世纪40年代美国科学家就曾尝试过，但最后由于纤维性能没有达到纺织加工的要求而中断。河南农民李官奇经过十年的自主开发，800多次实验，成功找到了可以破解这个难题的添加剂，并形成了一整套成熟的生产工艺。35自然辩证法绪论张胜光制作 按照这一工艺，100公斤的豆粕就可以吐出40公斤的大豆蛋白纤维，大豆的附加值随之增加了上百倍。大豆蛋白纤维被纺织界誉为集多种天然纤维优点的“人造羊绒”，成为继尼龙、的确良等化学纤维之后的全球“第八大人造纤维”。目前，我国已经建成了4个大豆蛋白纤维生产基地，产值近15亿元，国内已有30多家大型纺织服装企业采用大豆纤维，相关产品出口20多个国家和地区。36自然辩证法绪论张胜光制作 河南省知识产权局局长 郭民生：大豆蛋白纤维这个发明是世界人造纤维史上第一个中国原创技术，目前我国是全球唯一掌握这个技术并实现工业化生产的国家。科技博览：大豆纤维 大豆变衣裳的艰辛发明经历十年磨一剑1 大豆变衣裳的艰辛发明经历十年磨一剑2 37自然辩证法绪论张胜光制作 14、技术创新的动力机制 技术创新的动力机制由创新的主动力、被动力和环境动力三因素有机构成。创新主动力是指创新主体的推动力。主动力的来源主要有三：一是来源于创新主体对高额风险垄断利润的追求 二是来源于对企业发展的渴望；三是来源于创新主体的成就感、事业心和献身精神。38自然辩证法绪论张胜光制作创新的被动力 创新的被动力是指创新主体变压力为动力。压力主要来自三方面：一是市场竞争压力，面对利润递减迫使创新主体甘冒风险去进行技术创新；二是材料、能源短缺或技术“瓶颈”的压力，迫使创新主体开源节流、排除技术“瓶颈”；三是技术优势地位的压力，迫使创新主体不断创造新技术、新产品。39自然辩证法绪论张胜光制作创新的环境动力 创新的环境动力是指创新主体变环境的激励约束机制为创新的动力。环境包括自然环境和人文社会环境，技术手段与环境的矛盾是永恒的，既是压力又是创新的动力。40自然辩证法绪论张胜光制作主动力、被动力和环境动力的相互作用 技术创新的主动力、被动力和环境动力是相互依存、相互制约的，三者关系的本质是能动性和受动性关系，其间存在若干现实的和潜在的矛盾和冲突。例如，企业发展和追求当前利润之间的矛盾；自由研究活动和企业控制、规定的研究活动之间的矛盾；销售、研究、发展、生产等部门之间的矛盾；企业创新动力与环境动力之间的矛盾等等。创新主体只有对诸多现实的和潜在的矛盾进行深入洞察、周密分析、权衡利弊，才能作出有针对性的创新决策。41自然辩证法绪论张胜光制作 例如，基于开发新产业和新产品的决策；基于适应市场需求变化的决策；基于降低成本的决策；基于改进和排除技术故障和瓶颈的决策；基于材料、能源短缺，政府干预，价值观变化，技术扩散和转移等的决策。总之，只有熟知矛盾，协调和权衡矛盾，才能做出科学的创新决策，也才能形成现实的创新动力。42自然辩证法绪论张胜光制作 15、技术创新的运行机制 技术创新的动力机制阐明的是技术创新的根据；技术创新的运行机制阐明的是创新实现的途径，主要包括：创新决策：创新战略、研究与发展战略和技术创新项目决策 评价控制：资源配置；研究、生产、销售的协调。43自然辩证法绪论张胜光制作 提高科学素养弘扬人文精神纵论古今人物启迪科学智慧 这就是此次自然辩证法教学所希望达到的基本目标！本课程结束语44自然辩证法绪论张胜光制作在有限的课堂教学时间里，我们不期望大家能够记住些什么，但我们希望大家能够想到些什么。让我们以大科学家希尔伯特的名言作为本章的结语：对于自然界的奥秘我们必须知道，我们必将知道！45自然辩证法绪论张胜光制作本章思考题1、什么是技术发明？它和科学发现有何不同？试论述科学发现与技术发明方法论上的相同与不同之处。2、请简要叙述科学、技术、工程之间的区别和联系。3、什么是技术发明，什么是技术创新，它们有何区别？4、请从本课程介绍过的实例中选取一例，说明工程技术创造的一般过程。46自然辩证法绪论张胜光制作47自然辩证法绪论张胜光制作