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组合创新法:让创新更加高效!

【摘要】:在组合中求发展,在组合中实现创新,这已经成为现代技术创新活动的一种趋势。组合创新方法是指按照一定的技术原理,通过将两个或多个功能元素合并,从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法。

在发明创新活动中,按照所采用技术的来源可分为两类:一类是在发明中采用全新的技术原理,称为突破型发明;另一类是采用已有的技术并进行重新组合,从而形成新的发明。从人类的技术历史中可以看出,进入19世纪50年代以来突破型的发明在总发明数量中所占的比重在下降,而组合型发明的比重在增加。在组合中求发展,在组合中实现创新,这已经成为现代技术创新活动的一种趋势。

组合创新方法是指按照一定的技术原理,通过将两个或多个功能元素合并,从而形成一种具有新功能的新产品、新工艺、新材料的创新方法。

由于形成组合的技术要素比较成熟,使得应用组合法从创新活动的一开始就站在了一个比较高的起点上,不需要花费较多的时间、人力和物力去开发专门的新技术,不要求发明者对所应用的每一种技术要素都具有高深的专门知识,所以应用组合法从事创新活动的难度相对较低。这种方法的应用有利于群众性的创造发明活动的广泛开展。

美国的“阿波罗”登月计划是20世纪最伟大的科学成就之一,但是“阿波罗”登月计划的负责人说,“阿波罗”宇宙飞船技术中没有一项是新的突破,都是现有技术的组合。

1979年的诺贝尔生理学、医学奖获得者豪斯菲尔德是一位没有上过大学的普通技术工作者,他所以能够发明“CT扫描仪”,并不是因为他对计算机技术和X射线照相技术有很深的研究,而是因为他善于捕捉当时医学界对脑内疾病诊断手段的需求,通过将计算机技术和X射线照相技术的巧妙组合,实现了医学界一向梦寐以求的理想,并获得了崇高的荣誉。

组合创新方法有多种形式,从组合的内容区分有功能组合、原理组合、结构组合、材料组合等,从组合的方法区分有同类组合、异类组合等,从组合的手段区分有技术组合、信息组合等,现将部分常用组合方法简介如下:

1.功能组合法

有些商品的功能已被用户普遍接受,通过组合可以为其增加一些新的附加功能,适应更多用户的需求。

带有橡皮的铅笔;在自行车上添加货架、车筐、里程表车灯后视镜等附件使它同时具有了载货、测速、照明、辅助观察等功能;现在的汽车设计中人们不断地为其添加雨刷器、遮阳板、转向灯、打火机、车载电话、收音机、空调机等附加装置,使汽车的功能更加完善;在原有空调器制冷功能的基础上增加了暖风、换气、空气净化等功能;将温度计与婴儿奶瓶加以组合;添加治疗牙病药物的牙膏;添加维生素、微量元素和人体必需氨基酸的食品;加入多种特殊添加剂的润滑油,等等。

2.材料组合法

有些应用场合要求材料具有多种特征,而实际上很难找到一种同时具备这些特征的材料,通过某些特殊工艺将多种不同材料加以适当组合,可以制造出满足特殊需要的材料。

将化学纤维、橡胶和帆布的适当组合作为V带材料;钢筋、水泥和砂石的组合成为混凝土;通过锡与铅的组合得到低熔点合金;超导材料;不锈钢材料;轴承合金材料;铁芯铜线;等等。

3.同类组合法

将同一种功能或结构在一种产品上重复组合,满足人们更高的要求。

例如,带有多个相同插孔的电源插座、双人自行车、双色或多色圆珠笔、多面牙刷、双万向联轴器、双体船、多楔带、双蜗杆传动、多个CPU(中央处理器)的计算机、多个发动机的飞机、组合螺钉结构等。

4.异类组合法

人们在从事某些活动时经常同时有多种需求,如果将能够满足这些需求的功能组合在一起,形成一种新的商品,使得人们在从事活动时不会因为缺少其中某一种功能而影响活动的进行,这将会使人们工作、学习、生活更加方便,同时商品生产者也将获得相应的利益。

例如,多头螺丝刀,自带牙膏的牙刷,收录机,带电子表的计算器,将车床、铣床钻床进行组合的多功能机床,冷暖空调,沙发床,带有折叠凳子的拐杖等。

5.技术组合法

技术组合法是将现有的不同技术、工艺、设备等加以组合,形成解决新问题的新技术手段的发明方法。随着人类实践活动的发展,在生产、生活领域里的需求也越来越复杂,很多需求都远不是通过一种现有的技术手段所能够满足的,通常需要使用多种不同的技术手段的组合来实现一种新的复杂技术功能。技术组合法可分为聚焦组合法和辐射组合法。

1)聚焦组合法

聚焦组合法是指以待解决的特定问题为中心,广泛地寻求与解决问题有关的各种已知的技术手段,最终形成一种或多种解决这一问题的综合方案。应用这种方法的过程中特别重要的问题是寻求技术手段的广泛性,要尽量将所有可能与所求解问题有关的技术手段包括在考察的范围内。只有通过广泛的考察,不漏掉每一种可能的选择,才可能组合出最佳的技术功能。

前些年西班牙要修建新的太阳能发电站,需要解决的最重要的技术问题是如何提高太阳能的利用效率。针对这一要求,经过对温室技术、风力发电技术、排烟技术、建筑技术等的认真分析,最后形成一种富于创造性的综合技术——太阳能气流发电技术。

2)辐射组合法

辐射组合法是指从某种新技术、新工艺、新的自然效应出发,广泛地寻求各种可能的应用领域,将新的技术手段与这些领域内的现有效术相组合,可以形成很多新的应用技术。这种方法可以在一种新技术出现以后迅速地扩大它的应用范围,世界发明历史上有很多重大的发明都经历过这样的组合过程。

超声波作为一种新技术出现以后,将其辐射到切割加工领域就形成了超声波切割技术,将其辐射到钎焊领域就形成了超声波钎焊技术,类似的技术还有超声波熔解技术、超声波研磨技术、超声波无损探伤技术、超声波厚度测量技术、超声波焊接技术、超声波烧结技术、超声波切削技术、超声波清洗技术等。

现代的激光技术、计算机技术、人造卫星遥感技术、计算机仿真技术等新技术出现以后都通过与其他技术的组合,发展成为一系列新的应用技术门类,这不但迅速扩大了这些新技术的应用范围,而且也促进了这些新技术自身的进一步发展。

6.信息组合法

应用组合法从事创新活动的关键问题是合理地选择被组合的元素,为了解决这个问题,提高组合创新的效率,有人提出一种非常有效的组合方法——信息组合法。

将有待组合的信息元素制成表格,表格的交叉点即为可供选择的组合方案。例如,将现有的家具家用电器进行组合,可以制成表格,通过组合可对新产品开发提供线索。列在表格中参与组合的元素不但可以是完整的商品,也可以是商品的属性,参与组合的因素可以是二维的也可以是多维的。信息组合法能够迅速提供大量的原始组合方案,作为进一步分析的基础。