第三章專題二：技術(shù)活動(dòng)的方法

第三章專題二：

技術(shù)活動(dòng)的方法與技術(shù)創(chuàng)新

一、技術(shù)的預(yù)測和評估二、技術(shù)方案的構(gòu)思和設(shè)計(jì)三、技術(shù)方案的試驗(yàn)和實(shí)施

四、技術(shù)發(fā)明與技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)認(rèn)識的基本程序

世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）在1998年《科學(xué)政策概要》中提出：

技術(shù)的發(fā)展過程，是一個(gè)包括技術(shù)發(fā)明、技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)擴(kuò)散“三種互相重疊又相互作用的要素的綜合過程”。技術(shù)的發(fā)展過程和解決任何其他的問題一樣，都要經(jīng)過提出問題、尋求解決的方法或方案、實(shí)現(xiàn)解法以及驗(yàn)證等各個(gè)階段。技術(shù)開發(fā)的基本過程和立體框架如下：

課題規(guī)劃——?jiǎng)?chuàng)造性構(gòu)思與設(shè)計(jì)——試驗(yàn)與實(shí)施（如圖）技術(shù)方法的特點(diǎn)

技術(shù)方法是人們在技術(shù)的研究和開發(fā)過程中所利用的各種方法、程序、規(guī)則、技巧的總稱。隨著科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系日益密切，自然科學(xué)中諸如觀察、實(shí)驗(yàn)、歸納、比較、分析、綜合等方法被移植到技術(shù)研究中，使技術(shù)方法迅速發(fā)展，形成了較為復(fù)雜的技術(shù)方法體系。技術(shù)方法分為兩種：

一種是具體技術(shù)方法，是各個(gè)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ｓ玫姆椒?。如機(jī)械加工技術(shù)方法、金屬冶煉技術(shù)方法、土木建筑技術(shù)方法、化工生產(chǎn)技術(shù)方法等；

另一種是一般技術(shù)方法，是各個(gè)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域通用的方法，它概括總結(jié)了專業(yè)技術(shù)方法的共同性和規(guī)律性。一般技術(shù)方法又可從宏觀層次和微觀層次進(jìn)行劃分：

宏觀層次：主要包括技術(shù)預(yù)測、技術(shù)評估等；微觀層次：主要包括技術(shù)發(fā)明、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)設(shè)計(jì)方法等。一、技術(shù)的預(yù)測和評估1、技術(shù)預(yù)測方法2、技術(shù)評估方法1、技術(shù)預(yù)測方法

預(yù)測是指通過對現(xiàn)有資料的研究和分析來計(jì)算或預(yù)報(bào)未來的某些事件或情況。把預(yù)測科學(xué)應(yīng)用于技術(shù)領(lǐng)域，對技術(shù)的未來特性、趨勢或?qū)τ杏玫臋C(jī)器、過程的推測就是技術(shù)預(yù)測。技術(shù)預(yù)測是科學(xué)管理的重要組成部分，主要研究技術(shù)發(fā)展的變遷規(guī)律。技術(shù)預(yù)測

技術(shù)預(yù)測主要是綜合集成各方面專家的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造性智力，從而形成戰(zhàn)略性智力。因此，世界各國主要采取定性分析方法。如：日本、德國、英國、韓國等國家主要采取大規(guī)模德爾菲調(diào)查，美國主要采取專家調(diào)查和專家訪談，此外，歐盟等國際組織以及南非等國家采用情景分析法，還有少數(shù)研究采用文獻(xiàn)調(diào)查與分析。技術(shù)預(yù)測過程一般包括預(yù)測前期（pre-foresight）、實(shí)施預(yù)測（foresight）和預(yù)測后期（post-foresight）三個(gè)階段。

預(yù)測前期主要是明確目標(biāo)與任務(wù)，收集所需的信息；實(shí)施預(yù)測主要是對專家意見進(jìn)行調(diào)查與分析，形成技術(shù)預(yù)測報(bào)告。這是技術(shù)預(yù)測的主要階段，通常所指的技術(shù)預(yù)測方法是在該階段采用的方法；預(yù)測后期是針對預(yù)測結(jié)果所采取的行動(dòng)，如制定科技計(jì)劃、政策實(shí)施及反饋等。

在實(shí)施技術(shù)預(yù)測過程中，應(yīng)根據(jù)各階段的特點(diǎn)，合理選擇技術(shù)預(yù)測方法，并將各種方法組合運(yùn)用。如：

（1）在科技發(fā)展現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟(jì)需求分析時(shí)，可采用文獻(xiàn)調(diào)查與分析，專家會議等方法；（2）在征詢專家意見時(shí)可采用德爾菲調(diào)查、專家訪談等；（3）對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行評價(jià)時(shí)可采用專家會議論證及文獻(xiàn)分析評估等；此外，情景分析法能動(dòng)態(tài)描述未來多種可能發(fā)展趨勢，也被許多國家廣泛運(yùn)用于技術(shù)預(yù)測分析之中。技術(shù)預(yù)測的科學(xué)性與權(quán)威性

技術(shù)預(yù)測的科學(xué)性在于通過采取科學(xué)的方法和程序，綜合集成社會各方面專家的智慧，從而對未來技術(shù)發(fā)展趨勢，潛在機(jī)會和挑戰(zhàn)，以及適合本國的技術(shù)發(fā)展方向取得基本一致認(rèn)識。

預(yù)測結(jié)果能否具有權(quán)威性和影響力，是檢驗(yàn)預(yù)測結(jié)果的重要標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)預(yù)測的權(quán)威性是指技術(shù)預(yù)測主要由政府科技主管部門直接組織，委托權(quán)威機(jī)構(gòu)承擔(dān)，采取科學(xué)方法，綜合國內(nèi)外各方面權(quán)威專家、學(xué)者的智慧，經(jīng)過綜合分析、評價(jià)和論證，形成國家技術(shù)預(yù)測報(bào)告，一定程度上代表了各國技術(shù)預(yù)測的最高水平。技術(shù)預(yù)測程序

技術(shù)預(yù)測的三個(gè)階段。如圖：

從技術(shù)預(yù)測過程看：

在實(shí)施技術(shù)預(yù)測過程中，確定技術(shù)預(yù)測領(lǐng)域、建立備選技術(shù)清單、設(shè)計(jì)調(diào)查問卷是進(jìn)行技術(shù)預(yù)測調(diào)查的三項(xiàng)重要工作。

預(yù)測前期是基礎(chǔ)性工作實(shí)施預(yù)測是預(yù)測工作的主體預(yù)測后期是對預(yù)測結(jié)果的利用。4、組織系統(tǒng)

在技術(shù)預(yù)測中，建立有效的組織系統(tǒng)是保障技術(shù)預(yù)測工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。根據(jù)國內(nèi)外技術(shù)預(yù)測經(jīng)驗(yàn)，組織系統(tǒng)一般包括調(diào)查研究系統(tǒng)和咨詢專家系統(tǒng)兩大類。

如圖：技術(shù)預(yù)測的類型與方法：

對于眾多的預(yù)測方法，一般可分為以下四類：下面簡單介紹其中的幾種預(yù)測方法。直觀型預(yù)測（主要靠人的經(jīng)驗(yàn)、知識和分析判斷能力進(jìn)行預(yù)測，如專家預(yù)測法、德爾菲法等）探索型預(yù)測（假定未來仍然按照過去的趨勢發(fā)展，從而可以在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上探索未來發(fā)展的可能性，如生長曲線法、趨勢外推法等）規(guī)范型預(yù)測（根據(jù)社會需要和預(yù)想的目標(biāo)，作為限制條件來估測實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的時(shí)間和途徑，如各種基于運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)分析的方法，包括相關(guān)樹法、網(wǎng)絡(luò)法等。）反饋型預(yù)測（將探索型預(yù)與規(guī)范型預(yù)測相結(jié)合）

（1）德爾菲法（Delphi）

德爾菲是古希臘地名。相傳太陽神阿波羅(Apollo)在德爾菲殺死了一條巨蟒，成了德爾菲主人。阿波羅不僅年輕英俊，而且對未來有很高的預(yù)見能力。在德爾菲有座，是一個(gè)預(yù)卜未來的神諭之地，于是人們就借用此名，作為這種方法的名字。德爾菲神廟

德爾菲調(diào)查法是技術(shù)預(yù)測常用的方法，是專家意見調(diào)查法的發(fā)展。

所謂專家調(diào)查法是依靠專家的知識和經(jīng)驗(yàn)，讓專家在掌握一定客觀情況和資料的基礎(chǔ)上預(yù)測未來發(fā)展趨勢的方法。盡管專家調(diào)查法在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是，從技術(shù)預(yù)測的過程和結(jié)果兩個(gè)方面來看，一般的專家調(diào)查法（如面對面的專家組調(diào)查法）常常存在不足，概括有如下幾點(diǎn)：

所謂專家調(diào)查法是依靠專家的知識和經(jīng)驗(yàn)，讓專家在掌握一定客觀情況和資料的基礎(chǔ)上預(yù)測未來發(fā)展趨勢的方法。盡管專家調(diào)查法在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是，從技術(shù)預(yù)測的過程和結(jié)果兩個(gè)方面來看，一般的專家調(diào)查法（如面對面的專家組調(diào)查法）常常存在不足，概括有如下幾點(diǎn)：

·專家小組成員，特別是那些資歷較低的成員不能充分闡述自己的意見。即使個(gè)人認(rèn)為這種意見不正確，常常有形無形地受到壓力使其同意小組中權(quán)威專家的意見；·小組常常認(rèn)為自己的使命是使全組人員的意見達(dá)成一致，其結(jié)果是，所謂小組的“一致意見”是某種傾向意見的折中；·有時(shí)也會出現(xiàn)只關(guān)注自己論點(diǎn)取得勝利的情況；·多次反復(fù)討論對取得正確的意見常常作用不大。

為了克服上述弊端，20世紀(jì)40年代末期，美國蘭德公司的戈登（T.Gordon）和海爾默（O.Helmer）開發(fā)了一種進(jìn)行技術(shù)預(yù)測的方法——德爾菲調(diào)查法。他們發(fā)表了“長遠(yuǎn)預(yù)測研究報(bào)告”，首次將德爾菲法用于技術(shù)預(yù)測中，以后便迅速地應(yīng)用于美國和其他國家。除了科技領(lǐng)域之外，還幾乎可以用于任何領(lǐng)域的預(yù)測，如軍事預(yù)測、人口預(yù)測、醫(yī)療保健預(yù)測、經(jīng)營和需求預(yù)測、教育預(yù)測等。此外，還用來進(jìn)行評價(jià)、決策和規(guī)劃工作，并且在長遠(yuǎn)規(guī)劃者和決策者心目中享有很高的威望。德爾菲法的基本特征

德爾菲法本質(zhì)上是一種反饋匿名函詢法。其作法是，在對所要預(yù)測的問題征得專家的意見之后，進(jìn)行整理、歸納、統(tǒng)計(jì)，再匿名反饋給各專家，再次征求意見，再集中，再反饋，直至得到穩(wěn)定的意見。從而獲得有一定科學(xué)性、權(quán)威性的判斷。其過程可簡單圖示如下：

總之，它是一種利用函詢形式的集體匿名思想交流過程。匿名征求專家意見——?dú)w納、統(tǒng)計(jì)——匿名反饋——?dú)w納、統(tǒng)計(jì)……，若干輪后，停止。區(qū)別于其他專家預(yù)測方法的三個(gè)明顯的特點(diǎn)：

1)匿名性。匿名是德爾菲法的極其重要的特點(diǎn)，從事預(yù)測的專家彼此互不知道其他有哪些人參加預(yù)測，他們是在完全匿名的情況下交流思想的。

2)多次有控制的反饋。小組成員的交流是通過回答組織者的問題來實(shí)現(xiàn)的。它一般要經(jīng)過若干輪反饋才能完成預(yù)測。

3)小組的統(tǒng)計(jì)回答。以往，一個(gè)小組的最典型的預(yù)測結(jié)果是反映多數(shù)人的觀點(diǎn)，少數(shù)派的觀點(diǎn)至多概括地提及一下。但是這并沒有表示出小組的不同意見的狀況。統(tǒng)計(jì)回答卻不是這樣，它報(bào)告一個(gè)中位數(shù)和兩個(gè)四分點(diǎn)，其中一半落在兩個(gè)四分點(diǎn)內(nèi)，一半落在兩個(gè)四分點(diǎn)之外。這樣，每種觀點(diǎn)都包括在這樣的統(tǒng)計(jì)中了，避免了專家會議法酌又一個(gè)缺點(diǎn)。中位數(shù)和上下四分點(diǎn)的意義，可由下例說明：如有11名回答者，對某事件發(fā)生時(shí)間的預(yù)測結(jié)果回答如下：德爾菲法的程序

首先注意，德爾菲法中的調(diào)查表與通常的調(diào)查表有所不同。通常的調(diào)查表只向被調(diào)查者提出問題，要求回答。而德爾菲法的調(diào)查表不僅提出問題，還兼有向被調(diào)查者提供信息的責(zé)任。它是專家們交流思想的工具。在德爾菲法過程中，始終有兩方面的人在活動(dòng)：一是預(yù)測的組織者；二是被選出來的專家。德爾菲法的程序是以輪來說明的。在每一輪中，組織者與專家都有各自不同的任務(wù)。

第一輪：①由組織者發(fā)給專家的第一輪調(diào)查表是開放式的，不帶任何框框，只提出預(yù)測問題。請專家圍繞預(yù)測主題提出預(yù)測事件。如果限制太多，會漏掉一些重要事件。②預(yù)測組織者要對專家填好的調(diào)查表進(jìn)行匯總整理，歸并同類事件，排除次要事件，用準(zhǔn)確術(shù)語提出一個(gè)預(yù)測事件一覽表，并作為第二輪調(diào)查表發(fā)給專家。

第二輪：①專家對第二輪調(diào)查表所列的每個(gè)事件作出評價(jià)。例如，說明事件發(fā)生的時(shí)間、敘述爭論問題和事件或遲或早發(fā)生的理由。②預(yù)測組織者收到第二輪專家意見后，對專家意見作統(tǒng)計(jì)處理，整理出第三張調(diào)查表。第三張調(diào)查表包括：事件、事件發(fā)生的中位數(shù)和上下四分點(diǎn)，以及事件發(fā)生時(shí)間在四分點(diǎn)外側(cè)的理由。

第三輪：①把第三張調(diào)查表發(fā)下去后，請專家做以下事情：重審爭論；對上下四分點(diǎn)外的對立意見作一個(gè)評價(jià)；給出自己新的評價(jià)(尤其是在上下四分點(diǎn)外的專家，應(yīng)重述自己的理由)；如果修正自己的觀點(diǎn)，也請敘述為何改變，原來的理由錯(cuò)在哪里，或者說明哪里不完善。②專家們的新評論和新爭論返回到組織者手中后，組織者的工作與第二輪十分類似：統(tǒng)計(jì)中位數(shù)和上下四分點(diǎn)；總結(jié)專家觀點(diǎn)，重點(diǎn)在爭論雙方的意見。形成第四張調(diào)查表。

第四輪：①請專家對第四張調(diào)查表再次評價(jià)和權(quán)衡，作出新的預(yù)測。是否要求作出新的論證與評價(jià)，取決于組織者的要求。②當(dāng)?shù)谒膹堈{(diào)查表返回后，組織者的任務(wù)與上一輪的任務(wù)相同：計(jì)算每個(gè)事件的中位數(shù)和上下四分點(diǎn)，歸納總結(jié)各種意見的理由以及爭論點(diǎn)。

注意：①并不是所有被預(yù)測的事件都要經(jīng)過四輪。可能有的事件在第二輪就達(dá)到統(tǒng)一，而不必在第三輪中出現(xiàn)。②在第四輪結(jié)束后，專家對各事件的預(yù)測也不一定都達(dá)到統(tǒng)一。不統(tǒng)一也可以用中位數(shù)和上下四分點(diǎn)來作結(jié)論。事實(shí)上，總會有許多事件的預(yù)測結(jié)果都是不統(tǒng)一的。預(yù)測結(jié)果的表示

德爾菲法的預(yù)測結(jié)果可用表格、直觀圖或文字?jǐn)⑹龅刃问奖硎?。德爾菲法的精度和可靠?/p>

事實(shí)上，德爾菲法只是一種較為科學(xué)的綜合專家意見的方法，對其精度的討論應(yīng)僅限于它是否綜合了多數(shù)專家的意見，即專家意見的集中程度。如果樣本數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，則可以用方差或標(biāo)準(zhǔn)差來表示專家意見的離散程度。對非正態(tài)性數(shù)據(jù)，則可采用專家預(yù)測統(tǒng)計(jì)的內(nèi)分位數(shù)的范圍來衡量其精度，如上、下四分位點(diǎn)的差值。如果差值越小，說明專家意見越集中；差值越大，說明專家意見越分散。有人曾對同一專家組的各種預(yù)測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，預(yù)測精度與被預(yù)測事件的遠(yuǎn)近有關(guān)，即近期預(yù)測相對較準(zhǔn)，遠(yuǎn)期預(yù)測相對較差?？煽啃允侵笇＜乙庖娛欠裾鎸?shí)反映了客觀事實(shí)。（2）趨勢外推法（trendprojection）

趨勢外推法（trendprojection）是生產(chǎn)預(yù)測中常用的一種方法。這種方法是找出一系列歷史數(shù)據(jù)的趨勢線并外推于將來做中長期預(yù)測。應(yīng)用趨勢外推法時(shí)，是以下面兩個(gè)假設(shè)為前提的：

第一，根據(jù)一定的事實(shí)認(rèn)為，所研究的對象是按某種規(guī)律發(fā)展的，其趨勢線可近似地看成比較規(guī)則的光滑曲線或直線。第二，原來的發(fā)展趨勢在要求預(yù)測的期間內(nèi)無轉(zhuǎn)折型變化。

各種外推法大多可以把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)規(guī)則化為直線或某種曲線，其中指數(shù)曲線和S曲線很有意義。S曲線又稱生長曲線，它反映了技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品市場發(fā)展的一般規(guī)律。例如：就一項(xiàng)具體的技術(shù)成果來看，就存在這種可稱之為“生命周期”的技術(shù)發(fā)展模式。這一模式表明，每一項(xiàng)技術(shù)在時(shí)間序列上都有一個(gè)發(fā)展過程，這一過程在平面座標(biāo)圖上表現(xiàn)為一種S形曲線的趨勢。如下圖：技術(shù)發(fā)展趨勢曲線

例如火車發(fā)明以來，火車車速與時(shí)間的關(guān)系曲線就是S形發(fā)展趨勢。日本火車運(yùn)行時(shí)速與年代的關(guān)系如圖所示：飽和期既是原技術(shù)趨近了極限，又潛伏著新的飛躍。

如果我們把各種不同的相關(guān)技術(shù)看作是一個(gè)連續(xù)發(fā)展的過程，還可以看出它們按時(shí)間序列的更替情況。如圖：此圖說明，當(dāng)技術(shù)1在行將完成它的“生命周期”之前，技術(shù)2新的“生命周期”便悄悄地潛伏在原有技術(shù)1的飽和期之中，并進(jìn)入自身“生命周期”的開始期。隨后技術(shù)2又經(jīng)歷加速、轉(zhuǎn)變、飽和各時(shí)期。當(dāng)技術(shù)2進(jìn)入飽和期后，又會潛伏著技術(shù)3的開始。技術(shù)發(fā)展的全過程就沿S曲線而增長。

例如交通過運(yùn)輸領(lǐng)域，馬車、帆船、汽船、火車、汽車、活塞式飛機(jī)、噴氣式飛機(jī)的每一種技術(shù)，都是隨時(shí)間而沿S形曲線發(fā)展的。

S形趨勢曲線對于技術(shù)發(fā)展的科學(xué)預(yù)測，有重要的意義。2、技術(shù)評估方法

技術(shù)評估是20世紀(jì)60年代首先在美國興起的，以后很快向歐洲、日本、加拿大等發(fā)達(dá)國家傳播，并且影響到發(fā)展中國家。所謂技術(shù)評估，就是采用科學(xué)的方法，預(yù)先從各個(gè)方面系統(tǒng)地對相關(guān)技術(shù)的利弊得失進(jìn)行綜合評價(jià)的活動(dòng)。技術(shù)評估以社會總體利益最佳化為目標(biāo)，不僅重視技術(shù)實(shí)踐帶來的利益，而且還同時(shí)注意潛在的、高次級的、不可逆的消極后果。它著眼于人與技術(shù)、社會與技術(shù)的關(guān)系，著力于長期的、重大的、全局性的問題。技術(shù)評估的原則與程序

技術(shù)評估是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、復(fù)雜性大的工作，要保證技術(shù)評估的公正性和準(zhǔn)確性，需要遵循若干基本原則：一是系統(tǒng)性原則。二是客觀性原則。三是可行性原則。四是動(dòng)態(tài)性原則技術(shù)評估程序技術(shù)評估的常用方法

20世紀(jì)60年代以來，技術(shù)評估方法發(fā)展很快，目前已有數(shù)百種之多。這些方法分別適用于不同的評估對象和不同的評估階段。

一、矩陣技術(shù)法。二、效果分析法。三、多目標(biāo)評估法。四、技術(shù)再評估法。

魯賓斯坦曾經(jīng)把評估方法分為四大類：也有人提出實(shí)驗(yàn)法、檢查表法、腳本法、專家調(diào)查法、特爾菲法是技術(shù)評估的基本方法。專家評價(jià)法（包括評分法，輪廓模型法，檢查表格法，實(shí)數(shù)法等）經(jīng)濟(jì)分析法（包括指標(biāo)公式法，費(fèi)用效益分析法等）運(yùn)籌學(xué)評價(jià)法（如線性規(guī)劃法，動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，模擬法，相關(guān)樹法等）綜合評價(jià)法（前三類方法的組合運(yùn)用）二、技術(shù)方案的構(gòu)思和設(shè)計(jì)

技術(shù)方案的構(gòu)思與設(shè)計(jì)是技術(shù)開發(fā)過程中方案的構(gòu)思與設(shè)計(jì)階段的程序和方法，其中起關(guān)鍵作用的是創(chuàng)造性思維。1、技術(shù)構(gòu)思方法

所有的技術(shù)系統(tǒng)都屬于人工自然系統(tǒng)，它的工作原理無疑是由人構(gòu)思出來的。所謂技術(shù)發(fā)明，其核心就在于構(gòu)思一種新的技術(shù)原理，或創(chuàng)造一個(gè)技術(shù)原理的新的運(yùn)用方式。

技術(shù)原理是技術(shù)構(gòu)成的最基本的要素，技術(shù)原理構(gòu)思是整個(gè)工程技術(shù)開發(fā)中最關(guān)鍵、最富有創(chuàng)造性的一環(huán)。技術(shù)方案的構(gòu)思過程：

提出技術(shù)原理——解決問題（具體化為實(shí)現(xiàn)技術(shù)目的的構(gòu)思）

這其中需要把基本的自然規(guī)律和已有的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)巧妙結(jié)合起來，圍繞新的技術(shù)原理，提出具體的技術(shù)設(shè)想和方案。方案構(gòu)思越多，技術(shù)理實(shí)現(xiàn)能性也就越大。（1）原理推演法

原理推演法，是從科學(xué)發(fā)現(xiàn)的普遍規(guī)律和基本原理出發(fā)，推演技術(shù)科學(xué)和工程科學(xué)的特殊規(guī)律，形成技術(shù)原理。(P212)

所謂原理推演，是指由基礎(chǔ)科學(xué)中的普遍規(guī)律向技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)中的特殊規(guī)律的推演。隨著科學(xué)、技術(shù)、生產(chǎn)的一體化，現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)造發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是越來越依賴于自然科學(xué)的進(jìn)步，原理推演也就成為技術(shù)構(gòu)思中最為重要和普遍的一種方法。例如：麥克斯韋（英國）

JamesClerkMaxwell

1831-1879

麥克斯韋電磁場理論建立赫茲關(guān)于電磁波的實(shí)驗(yàn)的成功迪生工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建

愛迪生1876年在美國新譯西州投資2萬美元新建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，被稱為發(fā)明工廠。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室后來成為美國通用電氣公司。

1896年，年僅22歲的馬可尼發(fā)明了無線電報(bào)當(dāng)時(shí)他的信號僅穿行了1.6公里的距離。原理推演法的大致過程是：

由基礎(chǔ)科學(xué)給出的基本原理出發(fā)，經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)研究和理性思維加工，得出一些比較具體的概念或原理，然后再經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)研究和構(gòu)思，最后導(dǎo)致技術(shù)原理的形成。因此，從科學(xué)原理演繹出新技術(shù)的基本構(gòu)思就成為一種普遍的方法。常常是科學(xué)上的重大突破，導(dǎo)致新技術(shù)的誕生和生產(chǎn)上的運(yùn)用。例如：

例如：1831年發(fā)現(xiàn)電機(jī)原理，1882年生產(chǎn)出發(fā)電機(jī)1862年發(fā)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)原理，1876年生產(chǎn)出內(nèi)燃機(jī)1925年發(fā)現(xiàn)雷達(dá)原理，1935年制造出雷達(dá)1928年發(fā)現(xiàn)青霉素，1943年生產(chǎn)出青霉素1938年發(fā)現(xiàn)核裂變，1945年造出原子彈1948年發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體，1954年生產(chǎn)出半導(dǎo)體收音機(jī)（2）缺陷消除法

任何一種技術(shù)都不可能是十全十美的，不完美是技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在原因，技術(shù)的發(fā)展正是在不斷地消除其自身的缺陷與不足過程中實(shí)現(xiàn)的，這是技術(shù)進(jìn)步的重要途徑?？梢娨睙捈夹g(shù)的發(fā)展過程就是一個(gè)不斷消除舊技術(shù)缺點(diǎn)的過程，這個(gè)過程具有方法論的意義。

例如冶煉技術(shù)的發(fā)展：風(fēng)箱煉鐵（生鐵含渣和多孔）—大窯法（把窯打環(huán)才能取鐵）—高爐冶煉技術(shù)（鐵脆而易碎）—轉(zhuǎn)爐技術(shù)（鋼）—摻鉻（不銹鋼）（3）頭腦風(fēng)暴法（現(xiàn)代典型：智力激勵(lì)法）

英國大文豪肖伯納崇尚思想交流，他說：“倘若你有一個(gè)蘋果，我也有一個(gè)蘋果，而我們彼此交換這些蘋果，那么，你和我仍然是只有一個(gè)蘋果。但是，倘若你有一種思想，我也有一種思想，而我們彼此交流這種思想，那么，我們每個(gè)人將各有兩種思想?！鳖^腦風(fēng)暴法又稱智力激勵(lì)法、BS法、自由思考法

頭腦風(fēng)暴法是由美國創(chuàng)造學(xué)家A·F·奧斯本于1939年首次提出、1953年正式發(fā)表的一種激發(fā)性思維的方法。此法經(jīng)各國創(chuàng)造學(xué)研究者的實(shí)踐和發(fā)展，至今已經(jīng)形成了一個(gè)發(fā)明技法群，深受眾多企業(yè)和組織的青睞。例：有一年，美國北方格外嚴(yán)寒，大雪紛飛，電線上積滿冰雪，大跨度的電線常被積雪壓斷，嚴(yán)重影響通訊。過去，許多人試圖解決這一問題，但都未能如愿以償。

后來，電訊公司經(jīng)理應(yīng)用奧斯本發(fā)明的頭腦風(fēng)暴法，嘗試解決這一難題。他召開了一種能讓頭腦卷起風(fēng)暴的座談會，參加會議的是不同專業(yè)的技術(shù)人員，要求他們必須遵守以下四項(xiàng)基本原則：第一，自由思考。即要求與會者盡可能解放思想，無拘無束地思考問題并暢所欲言，不必顧慮自己的想法或說法是否“離經(jīng)叛道”或“荒唐可笑”；第二，延遲評判。即要求與會者在會上不要對他人的設(shè)想評頭論足，不要發(fā)表“這主意好極了！”、“這種想法太離譜了！”之類的“捧殺句”或“扼殺句”。至于對設(shè)想的評判，留在會后組織專人考慮；

第三，以量求質(zhì)。即鼓勵(lì)與會者盡可能多而廣地提出設(shè)想，以大量的設(shè)想來保證質(zhì)量較高的設(shè)想的存在；第四，結(jié)合改善。即鼓勵(lì)與會者積極進(jìn)行智力互補(bǔ)，在增加自己提出設(shè)想的同時(shí)，注意思考如何把兩個(gè)或更多的設(shè)想結(jié)合成另一個(gè)更完善的設(shè)想?！白w機(jī)扇雪”的設(shè)想按照這種會議規(guī)則，大家七嘴八舌地議論開來。有人提出設(shè)計(jì)一種專用的電線清雪機(jī)；有人想到用電熱來化解冰雪；也有人建議用振蕩技術(shù)來清除積雪；還有人提出能否帶上幾把大掃帚，乘坐直升飛機(jī)去掃電線上的積雪。對于這種“坐飛機(jī)掃雪”的設(shè)想，大家心里盡管覺得滑稽可笑，但在會上也無人提出批評。相反，有一工程師在百思不得其解時(shí)，聽到用飛機(jī)掃雪的想法后，大腦突然受到?jīng)_擊，一種簡單可行且高效率的清雪方法冒了出來。他想，每當(dāng)大雪過后，出動(dòng)直升飛機(jī)沿積雪嚴(yán)重的電線飛行，依靠高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳即可將電線上的積雪迅速扇落。他馬上提出“用直升飛機(jī)扇雪”的新設(shè)想，頓時(shí)又引起其他與會者的聯(lián)想，有關(guān)用飛機(jī)除雪的主意一下子又多了七八條。不到一小時(shí)，與會的10名技術(shù)人員共提出90多條新設(shè)想。會后，公司組織專家對設(shè)想進(jìn)行分類論證。專家們認(rèn)為設(shè)計(jì)專用清雪機(jī)，采用電熱或電磁振蕩等方法清除電線上的積雪，在技術(shù)上雖然可行，但研制費(fèi)用大，周期長，一時(shí)難以見效。那種因“坐飛機(jī)掃雪”激發(fā)出來的幾種設(shè)想，倒是一種大膽的新方案，如果可行，將是一種既簡單又高效的好辦法。經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，在頭腦風(fēng)暴會中得到了巧妙的解決發(fā)現(xiàn)用直升飛機(jī)扇雪真能奏效，一個(gè)久懸未決的難題，終于。（4）仿生法仿生學(xué)的初級階段從形狀開始仿生學(xué)的初級階段科學(xué)家受到變色烏賊的啟發(fā)大自然和動(dòng)物界的啟發(fā)大自然和動(dòng)物的啟發(fā)（5）實(shí)驗(yàn)提升法

直接通過科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)的自然現(xiàn)象，做出理性的加工與提升，產(chǎn)生新的概念或原理的方法，科學(xué)實(shí)驗(yàn)成為新興技術(shù)的生長點(diǎn)。如：電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)——電機(jī)技術(shù)的基本原理

從實(shí)驗(yàn)中提升技術(shù)原理。

此外，還有實(shí)驗(yàn)提升法，移植法（直接移植、類比移植和推測移植等方法），綜合法，檢驗(yàn)表法（也稱設(shè)問法、校核目錄法）等等。

2、技術(shù)設(shè)計(jì)方法

廣義的設(shè)計(jì)是指運(yùn)用科學(xué)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)制滿足某程特定功能系統(tǒng)的一種活動(dòng)過程。

從抽象到具體的技術(shù)設(shè)計(jì)，是理論與實(shí)際協(xié)調(diào)的充滿創(chuàng)造性的過程。一般認(rèn)為技術(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)——經(jīng)驗(yàn)與理論并行設(shè)計(jì)——現(xiàn)代化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷的三個(gè)時(shí)期：

（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)期發(fā)生在近代科學(xué)產(chǎn)生以前。在古代，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)融為一體，工匠既是生產(chǎn)者也是設(shè)計(jì)者。成功的制作主要靠經(jīng)驗(yàn)試探和摸索獲得。

（2）經(jīng)驗(yàn)與理論并行設(shè)計(jì)。近代科學(xué)產(chǎn)生以后，自然科學(xué)的發(fā)展為技術(shù)設(shè)計(jì)提供了理論武裝，設(shè)計(jì)工作開始擺脫經(jīng)濟(jì)式的傳統(tǒng)。特別是數(shù)學(xué)和力學(xué)的進(jìn)展，使得各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越離不開力學(xué)理論與精確計(jì)算的結(jié)合。技術(shù)設(shè)計(jì)算處于半經(jīng)濟(jì)半理論的并行狀態(tài)。

（3）現(xiàn)代化設(shè)計(jì)。進(jìn)入20世紀(jì)以來，特別是第二次世界大戰(zhàn)后，科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)了整體化的發(fā)展，系統(tǒng)工程、控制理論、信息科學(xué)、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，催產(chǎn)了新的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)時(shí)期。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、自動(dòng)化設(shè)計(jì)都是現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的重要方法。

技術(shù)設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品投產(chǎn)或工程實(shí)施之前，提供關(guān)于產(chǎn)品制造、工程施工的全部圖紙和技術(shù)文件，是技術(shù)創(chuàng)造鏈條中觀念建構(gòu)的最后一步，又是物化過程的第一步，在技術(shù)開發(fā)活動(dòng)中有十分重要的地位和作用。按涉及的領(lǐng)域不同，技術(shù)設(shè)計(jì)可分為工程設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)等。技術(shù)設(shè)計(jì)的一般方法（1）常規(guī)設(shè)計(jì)法（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)法（3）功能設(shè)計(jì)法（4）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

除了以上介紹的方法外，還有可靠性設(shè)計(jì)方法、最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等等。（P214）（1）常規(guī)設(shè)計(jì)方法

常規(guī)設(shè)計(jì)法也稱形式設(shè)計(jì)法，它是從現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)手段、技術(shù)中尋找解決問題方案的最常見設(shè)計(jì)方法。常規(guī)設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是立足于現(xiàn)有技術(shù)思想。大量的設(shè)計(jì)手冊、零部件目錄、專利說明書，都是常規(guī)設(shè)計(jì)的很需要工具。具體地說，常規(guī)設(shè)計(jì)的途徑包括：

所謂常規(guī)設(shè)計(jì)方法是從常規(guī)中創(chuàng)新和開拓。（1）從已有的設(shè)計(jì)規(guī)范中找答案。（2）人已知結(jié)構(gòu)元件組合中尋求設(shè)計(jì)方案。（3）從前沿的技術(shù)信息和表報(bào)資料中尋找思路。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)法

系統(tǒng)設(shè)計(jì)法是運(yùn)用系統(tǒng)的概念和原理，著眼技術(shù)系統(tǒng)中整體和要素、要素和要素之間的各種相互作用關(guān)系，以求得整體優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，它把功能研究作為設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。系統(tǒng)設(shè)計(jì)從整體功能出發(fā)，辯證地協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，從而為設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化提供了基本保證。系統(tǒng)設(shè)計(jì)對于復(fù)雜的設(shè)計(jì)對象特別適用，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)中極為重要的方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟：

（體現(xiàn)了分析與綜合的辯證統(tǒng)一）（1）明確系統(tǒng)的整體功能目標(biāo)和約束條件；（2）把系統(tǒng)的整體功能分解為部件功能，又把部件功能分解為零件功能，再把確定的部件或零件功能組合成整體功能等效的功能結(jié)構(gòu)；（3）尋找實(shí)現(xiàn)每個(gè)特定功能因素的局部解，這種局部解常常不是唯一的；

（4）將相容的局部解組成整體方案，由于局部解的不唯一性和組合的任意性，整體方案常常有許多種，需要進(jìn)行預(yù)選；（5）從大量預(yù)選后的方案中通過技術(shù)評價(jià)選出最佳方案；（6）在不改變局部解類型和滿足制造、使用、維修、成本約束前提下，進(jìn)行定形設(shè)計(jì)，把技術(shù)方案轉(zhuǎn)換為技術(shù)上可使用的三維形體（如施工圖等）。系統(tǒng)分析系統(tǒng)綜合（3）功能設(shè)計(jì)法

功能設(shè)計(jì)法又稱功能——成本設(shè)計(jì)法或功能價(jià)值分析設(shè)計(jì)法，它著眼于設(shè)計(jì)對象的功能，并從本質(zhì)功能的角度考慮經(jīng)濟(jì)因素，使功能與經(jīng)濟(jì)效果達(dá)到平衡統(tǒng)一。功能設(shè)計(jì)是價(jià)值工程提出的設(shè)計(jì)方法，要求所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品有較高的價(jià)值。要提高產(chǎn)品的價(jià)值V，基本途徑有五條：提高F降低C，F(xiàn)不變降低C，C不變提高F，略降F帶來C大下降，略提高C帶來F大提高。

如果以V代表產(chǎn)品的價(jià)值，以F代表產(chǎn)品的功能，以C代表產(chǎn)品的成本，則有公式：

V=F/C功能設(shè)計(jì)法的基本步驟：

（1）功能分析，包括確定技術(shù)對象的基本功能和輔助功能，分析必要功能和不必要功能，評定功能實(shí)現(xiàn)所需要的成本并作出綜合評價(jià)。

（2）方法設(shè)計(jì)，在功能分析基礎(chǔ)上提出若干初步方案，然后結(jié)合其他因素選出最佳方案。功能設(shè)計(jì)法兼顧技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，體現(xiàn)了用戶需求和企業(yè)利益的統(tǒng)一。（4）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要特征是：動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)成為核心。不研究動(dòng)態(tài)只考慮靜態(tài)的設(shè)計(jì)不可能優(yōu)化。不用計(jì)算機(jī)也無法分析復(fù)雜的動(dòng)態(tài)實(shí)際。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是指使用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)和修改設(shè)計(jì)。以“計(jì)算機(jī)化”為核心的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法反映了當(dāng)代技術(shù)的特征。CAD系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)、繪圖與顯示裝置以及數(shù)據(jù)庫配合輔助程序，實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流，通過人機(jī)互補(bǔ)，可以大幅度地縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。用戶可以在CAD系統(tǒng)上直接或交互式地設(shè)計(jì)一個(gè)部件并可作各種分析。計(jì)算機(jī)不僅可以完成設(shè)計(jì)計(jì)算，而且可以完成從方案設(shè)計(jì)直到畫圖、改圖、進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)；還可以直接控制生產(chǎn)，使設(shè)計(jì)與工程一體化，把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造聯(lián)接起來（CAD/CAM），整個(gè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本可大大降低。隨著圖形工作站成本的不斷降低，CAD工作站在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用將會越來越普及，它可應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、電子和電氣設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)和民用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。3、工效學(xué)思想

工程技術(shù)的設(shè)計(jì)對象，不論是用于生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備系統(tǒng)，還是工業(yè)生產(chǎn)出來的生活消費(fèi)品，絕大多數(shù)是直接地為人服務(wù)的。因此，工程設(shè)計(jì)必須考慮人的因素，考慮人的生理上的和心理上的特性，協(xié)調(diào)人和機(jī)的關(guān)系，使設(shè)計(jì)出來的機(jī)器設(shè)備等能夠安全地、高效地操作而不致引起過度疲勞，使設(shè)計(jì)出來的生活用品能夠安全有效地使用，并且給人以方便和舒適。因此，做好人、機(jī)協(xié)調(diào)是技術(shù)設(shè)計(jì)方法所必須遵循的原則之一。三、技術(shù)方案的試驗(yàn)和實(shí)施

技術(shù)方案的試驗(yàn)與實(shí)施，是技術(shù)方案通過模型、試驗(yàn)、研制向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化的階段。這是從技術(shù)方案到相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量和水平。

技術(shù)試驗(yàn)是在應(yīng)用研究或技術(shù)開發(fā)中，地技術(shù)思想、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)成果進(jìn)行探索、考察、檢驗(yàn)的實(shí)踐活動(dòng)。技術(shù)試驗(yàn)的主要類型（1）析因試驗(yàn)。（2）對照試驗(yàn)，也稱對比實(shí)驗(yàn)。（3）模擬試驗(yàn)，又稱模型試驗(yàn)。主要有物理模擬、數(shù)學(xué)模擬、功能模擬。（4）中間試驗(yàn)。帶有研究和生產(chǎn)的雙重性質(zhì)。技術(shù)方案的實(shí)施程序（1）設(shè)計(jì)者與生產(chǎn)制造和管理人員進(jìn)行交流與協(xié)作，修改設(shè)計(jì)，完成小批量試制工作。（2）進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)。（3）制定生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。（4）進(jìn)行生產(chǎn)控制和質(zhì)量管理。

技術(shù)方案的實(shí)施是個(gè)復(fù)雜的過程，需要對技術(shù)實(shí)施方案進(jìn)行空間上、時(shí)間上、邏輯上的細(xì)化，要經(jīng)過“方案實(shí)施——運(yùn)行與評價(jià)——方案改進(jìn)——再實(shí)施”的循環(huán)提高過程，逐步實(shí)施，不斷改進(jìn)?？傊?，技術(shù)的實(shí)施階段在技術(shù)活動(dòng)中有著極其重要的作用。

技術(shù)發(fā)明是創(chuàng)造人工自然物的方法。技術(shù)發(fā)明是人類在自然額體的基礎(chǔ)上，利用自然物質(zhì)、能量和信息，創(chuàng)造出來的原生自然沒有的人工創(chuàng)造物。世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）曾指出：技術(shù)創(chuàng)新就是指發(fā)明成果在商業(yè)上的首次應(yīng)用。

狹義的技術(shù)創(chuàng)新是指從發(fā)明創(chuàng)造到市場實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過程。廣義的技術(shù)創(chuàng)新則是指從發(fā)明創(chuàng)造到市場實(shí)現(xiàn)、直到技術(shù)擴(kuò)散的整個(gè)過程。四、技