工程技术研究的主要方法课件.ppt

1、自然辩证法概论 - - - -本章目录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 4 - 一、工程技术研究的基本过程一、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二、工程技术研究方法的特点与选择原则择原则 - -什么是技术？ 技术：标示着人对自然的能动改造关系，它是人类为了进行社会的物质生产和精神生产，以科学知识和经验为依据而创造的劳动手段，与科学重在“有所发现”不同，技术重在“有所发明”。 -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

2、明工程的核心是建造 - 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 -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 -一、工程技术研究的基本过程 (一)工程技术活动的全过程应用研究：重点解决技术应用的方向和适应问题。技术开发：技术发明的推广和应用工程设计：解决从原型到实际生产的全部技术和工艺问题工程建造：为实际生产运行建立起装备和组织系统生产运行：保证生产正常运行技术服务：产品的售前和售后技术服务 -观念设计技术研发 -一、工程技术发明的一般过程一、工程技术发明的一般过程二、技术原理构思

3、的常见类型二、技术原理构思的常见类型三、常用的发明创造技法三、常用的发明创造技法 - -技术发明与技术创新 - 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 - 例如，贝尔发明电话和牛顿发现万有引力不同，电话在贝尔的工作之前是不存在的，因而称为发明；而在牛顿把引力概念化并变成科学定律的形式之前，引力就客观地存在着，不是自然界遵守引力定律，而是牛顿发现了自然界的引力规律。 -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

4、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 - (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

5、似联想、对比联想、接近联想、白由联想、因果联想、强制联想等； - 类比创新法，包括拟人类比、直接类比、象征类比、因果类比、对称类比、综合类比等； 组合创新法，包括技术手段组合、材料或零部件组合、技术手段。与现象组合、现象与现象组合、技术原理组合等。 解决问题的各种创造技法应用对研究者破除创造过程中的心理障碍，获得有价值的出乎意料的新奇设想有积极作用。 - 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

6、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； - 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。 - (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。 - 程式化方法虽然有一定程

7、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。 - 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 - 技术引进是我国企业走上技术创新道路的一条重要路径。利用专利文献调查分析，可以帮

8、助我们积极慎重地引进先进适用技术。在决定引进之前，通过专利文献调查，可以了解希望引进的技术自身发展所处的阶段，是初始期、成熟期还是衰老期，为是否引进该技术的决策提供重要参考依据。在决定引进之后，通过专利文献调查，有利于选择最合适的技术供应伙伴，有利于在引进技术的谈判过程中掌握主动，避免不必要的损失，真正实现消化、吸收再创新，提高企业自身技术创新的能力。 -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

9、台商业应用的静电复印机，小企业一举成名。 - 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。 - 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“

10、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。 - 例四：英国研究发展公司在1960年提出了一项材料增强剂碳纤维的发明专利申请，要求保护其由聚丙烯腈制作的碳纤维材料。这份发明专利文献由于申请保护的范围狭窄，为他人提供了进一步拓展发明的技术脉络。结果，许多同行企业竞相投入研究，并申请了用树脂、人造丝等材料制作碳纤维的专利。 - 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。

11、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 - 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。 - 例三：天津石棉制品厂与美国斯坦高公司洽谈合资生产刹车块布。开始美方提出项目总投资700万美元，双方各350万美元。同时，中方还要另外支付美方300万美元的专利技术入门费。我方委托国家专利局文献中心对美方专

12、利进行调查，发现美方并没有正式申请并获得专利。进一步谈判中我方指出这一事实，美方不得不承认，最后达成中方支付30万美元技术使用费的协议，入门费一举降低90。 -1 1、技术创新的特点技术创新的特点 2 2、技术创新的动力机制技术创新的动力机制3 3、技术创新的运行机制技术创新的运行机制 4 4、技术创新的环境技术创新的环境 - - 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

13、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 -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。 -大豆纤维-世界人造纤维史上的第一个中国原创技术 - 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

14、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。 - 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。 - 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

15、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 - 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。 -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

16、体不断创造新技术、新产品。 -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。 -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

17、利弊，才能作出有针对性的创新决策。 - 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。 - 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。 - 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 -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！ -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。 - - -