系統(tǒng)工程第五講

系統(tǒng)工程第五講22/26/2024第三章

初步分析的方法與創(chuàng)新第一節(jié)初步系統(tǒng)分析的內(nèi)容與方法第二節(jié)5W1H法第三節(jié)產(chǎn)品設(shè)計用檢核表法第四節(jié)魚骨圖法第五節(jié)5Why分析法第六節(jié)思維導(dǎo)圖法第七節(jié)MindManager軟件應(yīng)用第八節(jié)Triz法第六節(jié)思維導(dǎo)圖法思維導(dǎo)圖的創(chuàng)始人是托尼.巴贊。思維導(dǎo)圖是應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思考等的“地圖”，有利于人腦的發(fā)散思維的展開，可以用來輔助進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”。思維導(dǎo)圖已經(jīng)在全球范圍得到非常廣泛應(yīng)用，包括500強(qiáng)中的大量企業(yè)。最近20年，在中國推廣開來。思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖描述的頭腦風(fēng)暴法發(fā)散思維發(fā)散思維：也稱為放射性思維，是指從一個目標(biāo)主題出發(fā)，沿著各種不同的途徑去思考，探求多種答案的思維。發(fā)散思維是提出解決方案過程中進(jìn)行創(chuàng)新的一條重要途徑。用思維導(dǎo)圖輔助進(jìn)行發(fā)散思維思維導(dǎo)圖提供一個圖文并茂的工具，輔助進(jìn)行發(fā)散思維。將進(jìn)入大腦的信息集結(jié)稱為一個中心主題（CentralTopic），并由此中心向外發(fā)散思考，形成多個的分支，每個分支代表與中心主題的一個連接；每個分支可以作為中心主題繼續(xù)向外發(fā)散形成更多的分支。發(fā)散思維的作用1、核心性作用廣泛的聯(lián)想是創(chuàng)新活動的源泉，而發(fā)散思維就為這個源泉的流淌提供了眾多的途徑。2、基礎(chǔ)性作用

許多創(chuàng)新思維的方法都以發(fā)散思維為基礎(chǔ)。3、保障性作用發(fā)散思維產(chǎn)生大量的方案。雖然這些方案不是每個都十分正確、有價值，但為隨后的收斂思維提供盡可能多的解題方案。----數(shù)量提供質(zhì)量發(fā)散思維的特點1、流暢性：發(fā)散思維的速度和數(shù)量特征流暢性就是觀念的自由發(fā)揮。在盡可能短的時間內(nèi)生成并表達(dá)出盡可能多的思維觀念，較快地適應(yīng)、消化新的思想概念。2、變通性：發(fā)散思維的多樣性/多面性克服人們頭腦中某種自己設(shè)置的僵化的思維框架，橫向類比、跨域轉(zhuǎn)化、觸類旁通，使發(fā)散思維沿著不同的方面和方向擴(kuò)散。3、獨(dú)特性：發(fā)散思維的最高目標(biāo)獨(dú)特性指人們在發(fā)散思維中做出不同尋常的異于他人的新奇反應(yīng)的能力。4、多感官性：提高發(fā)散思維的速度與效果會。發(fā)散思維不僅僅運(yùn)用視覺思維和聽覺思維，還與情感有密切關(guān)系。如果思維者能夠想辦法激發(fā)興趣，產(chǎn)生激情，把信息情緒化，賦予信息以感情色彩，典型的發(fā)散思維形式逆向思維側(cè)向思維橫向思維立體思維逆向思維逆向思維也叫“求異思維”，從相反方向思考問題的方法。它是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點反過來思考的一種思維方式。逆向思維的魅力在于對于某些問題，尤其是一些特殊問題，從結(jié)論往回推到已知條件，倒過來思考，反或許會使問題簡單化，使解決它變得輕而易舉。----出奇制勝逆向思維司馬光砸缸：有小伙伴落水，常規(guī)的思維模式是“救人離水”，而司馬光面對緊急險情，運(yùn)用了逆向思維，果斷地用石頭把缸砸破，“讓水離人”，救了小伙伴性命。逆向思維趣味題：有四個相同的瓶子，怎樣擺放才能使其中任意兩個瓶口的距離都相等呢？逆向思維一個由逆向思維而誕生的創(chuàng)造發(fā)明的典型例子：

洗衣機(jī)的脫水缸。它的轉(zhuǎn)軸是軟的，用手輕輕一推，脫水缸就東倒西歪?？墒敲撍自诟咚傩D(zhuǎn)時，卻非常平穩(wěn)，脫水效果很好。當(dāng)初設(shè)計時，為了解決脫水缸的顫抖和由此產(chǎn)生的噪聲問題，工程技術(shù)人員想了許多辦法，先加粗轉(zhuǎn)軸，無效，后加硬轉(zhuǎn)軸，仍然無效。最后，他們來了個逆向思維，棄硬就軟，用軟軸代替了硬軸，成功地解決了顫抖和噪聲兩大問題。逆向思維1994年，由我國發(fā)明家蘇衛(wèi)星發(fā)明的“兩向旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)”，也應(yīng)歸功于逆向思維。同年8月獲中國高新科技杯金獎。普通發(fā)電機(jī)的構(gòu)造是各有一個定子和一個轉(zhuǎn)子，定子不動，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。而“兩向旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)”讓定子也“旋轉(zhuǎn)起來”。定子也轉(zhuǎn)動，發(fā)電效率比普通發(fā)電機(jī)提高了四倍。逆向思維1972年12月23日，尼加拉瓜共和國首都馬那瓜發(fā)生了大地震，一座現(xiàn)代化城市頃刻間變成了一片瓦礫，死亡萬余人。令人驚奇的是，在震中區(qū)511個街區(qū)被震毀的房屋廢墟中，唯獨(dú)18層的美洲銀行大廈竟安然屹立，而就在大廈前面的街道地面，卻呈現(xiàn)上下達(dá)1/2英寸的錯動，如此奇跡，轟動了全球。奇跡的創(chuàng)造者就是著名工程結(jié)構(gòu)專家美籍華人林同炎。他設(shè)計的美洲銀行大廈時，不是把思維的重點放在正面，因為放在正面不能徹底解決防震問題，而是把思維著重放在反面。他采取框筒結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和一般結(jié)構(gòu)不同，具有剛?cè)嵯酀?jì)的特點：在一般受力情況下，建筑物有足夠的剛度來承受外力；而當(dāng)受到突如其來的強(qiáng)烈外力時，可由房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)中某些次要構(gòu)件的開裂，使房屋總剛度驟然減弱，從而大大減少地震力對大樓的破壞。這種以房屋次要構(gòu)件開裂的損失來避免建筑物倒坍的設(shè)計思想，突破了一般常規(guī)的思維框架，突破了以剛對剛的正面思維模式，從而創(chuàng)造了世界上少有的奇跡。逆向思維1964年6月，王永志第一次走進(jìn)戈壁灘，執(zhí)行發(fā)射中國自行設(shè)計的第一種中近程火箭任務(wù)。當(dāng)時計算火箭的推力時，那時7、8月份，天氣很炎熱?；鸺l(fā)射時推進(jìn)劑溫度高，密度就要變小，發(fā)動機(jī)的節(jié)流特性也要隨之變化。（節(jié)流特性又稱“油門特性”。在給定的飛行條件和控制規(guī)律下，發(fā)動機(jī)推力(或功率)和耗油率隨油門位置的變化關(guān)系。）將會影響導(dǎo)彈的命中目標(biāo)。正當(dāng)大家絞盡腦汁想辦法時，王永志說：“經(jīng)過計算，要是從火箭體內(nèi)卸出600公斤燃料，這枚導(dǎo)彈就會命中目標(biāo)?！痹趫龅膶＜覀儙缀醪桓蚁嘈抛约旱亩?。有人不客氣地說：“本來火箭能量就不夠，你還要往外卸？”于是再也沒有人理睬他的建議。錢學(xué)森聽了王永志的意見，對總設(shè)計師說：“這個年輕人的意見對，就按他的辦！”果然，火箭卸出一些推進(jìn)劑后射程變遠(yuǎn)了，連打3發(fā)導(dǎo)彈，發(fā)發(fā)命中目標(biāo)。中國開始研制第二代導(dǎo)彈的時候，錢學(xué)森建議：第二代戰(zhàn)略導(dǎo)彈讓第二代人掛帥，讓王永志擔(dān)任總設(shè)計師。逆向思維的類型(1)結(jié)構(gòu)逆向思維

從已與有的事物的逆向結(jié)構(gòu)形式中去設(shè)想，以尋求解決問題新途徑的思維方法。在第四屆中國青少年發(fā)明創(chuàng)造比賽中獲一等獎的“雙尖銹花針”.發(fā)明者把針孔的位置設(shè)計在針的中間,兩端加工成針尖,從而使銹花的速度提高近一倍.這是一個結(jié)構(gòu)逆向思維的典型實例.逆向思維的類型(2)功能逆向思維

從原有事物相反功能方面去設(shè)想,以尋求解決問題的新途徑的思維方法.談到功能逆向思維。

1968年，3M公司的史賓塞西爾佛博士（SpencerSilver），在研發(fā)強(qiáng)力黏著劑過程中，意外開發(fā)出黏著性不強(qiáng)，但可重復(fù)黏貼也不會失去黏性的黏膠。然而，西爾佛博士的發(fā)明一直到多年后，才被3M公司的新產(chǎn)品研發(fā)人員福萊重新發(fā)掘。福萊想到，如果可以將這種黏膠貼到紙上，就可以解決舊式書簽常掉出出書本的困擾。原只是用來當(dāng)書簽，后來才被用來記事的便利貼，從而為公司創(chuàng)造了巨額的利潤。逆向思維的類型(3)狀態(tài)逆向思維指人們根據(jù)事物的某一狀態(tài)的逆向方面來認(rèn)識事物,引導(dǎo)創(chuàng)造發(fā)明的思維方法。過去木匠用鋸和刨來加工木頭，都木頭不動工具動(人動)。這樣做，人的體力消耗較大.為了改變這一狀況，人們從工具不動,木頭動的角度出發(fā),設(shè)計發(fā)明了電刨，從而大大提高了效率和工藝水平，減輕了勞動量.這里從木頭靜與動加工狀態(tài)的改變，采用了狀態(tài)逆向思維。

如司馬光砸缸救落水伙伴，就是一個用轉(zhuǎn)換型逆向思維法的例子。由于司馬光不能用爬·進(jìn)缸中救人的手段解決問題，因而他就轉(zhuǎn)換為另一手段，破缸救人，進(jìn)而順利地解決了問題。逆向思維的類型(4)因果逆向思維對已有的有關(guān)事物之間因果關(guān)系的認(rèn)識作交換性思考。人們對事物因果關(guān)系的認(rèn)識，可以由因到果,也可以由果溯因。人們可以水溫的變化推知水的體積的變化，也可以由水的體積的變化推知水的變化。溫度計正是一種逆向思考的產(chǎn)物。在電的發(fā)明史上，從奧斯特的電能生磁到法拉第的磁能生電，它們之間就有著因果逆向思維的聯(lián)系。愛迪生發(fā)現(xiàn)送話器聽筒音膜有規(guī)律的振動到發(fā)明留聲機(jī)。側(cè)向思維側(cè)向思維又稱“旁通思維”，是發(fā)散思維的又一種形式，它是沿著正向思維旁側(cè)開拓出新思路的一種創(chuàng)造性思維。通俗地講，側(cè)向思維就是利用其他領(lǐng)域里的知識和資訊，從側(cè)面迂回地解決問題的一種思維形式。側(cè)向思維一百多年前，奧地利的醫(yī)生奧恩布魯格，想解決怎樣檢查出人的胸腔積水這個問題。他的父親是酒商，在經(jīng)營酒業(yè)時，只要用手敲一敲酒桶，憑叩擊聲，就能知道桶內(nèi)有多少酒。奧恩布魯格想：人的胸腔和酒桶相似，如果用手敲一敲胸腔，憑聲音，不也能診斷出胸腔中積水的病情嗎?“叩診”的方法就這樣被發(fā)明出來了。側(cè)向思維軸承的摩擦問題：為了減少摩擦，人們一直在不斷地改進(jìn)著軸承。但正常思路無非是改變滾珠形狀、軸承結(jié)構(gòu)或潤滑劑等，都不能帶來大的突破。后來，有人把視野轉(zhuǎn)到其他方向，聯(lián)想到高壓空氣可以使氣墊船漂浮，相同磁性材料會相互排斥并保持一定的距離。將這些新設(shè)想引入新型軸承研發(fā)中，發(fā)明了不用滾珠和潤滑劑，只需向軸套中吹入高壓空氣，使旋轉(zhuǎn)軸呈懸浮狀的空氣軸承，或用磁性材料制成的磁性軸承。橫向思維橫向思維，與縱向思維相對，是指突破問題的結(jié)構(gòu)范圍，從其他領(lǐng)域的事物、事實中得到啟示，而產(chǎn)生新設(shè)想的思維方式。由于改變了解決問題的一般思路，試圖從別的方面、方向入手，其思維廣度大大增加，有可能從其他領(lǐng)域中得到解決問題的啟示。因此，橫向思維常常在創(chuàng)新活動中起到巨大的作用。橫向思維１.在美國的一個城市里，地鐵里的燈泡經(jīng)常被偷。竊賊常常擰下燈泡，這會導(dǎo)致安全問題。接手此事的工程師不能改變燈泡的位置，也沒多少預(yù)算供他使用，但他提出了一個非常好的橫向解決方案，是什么方案呢？這位工程師把電燈泡的螺紋改為左手方向或者是逆時針方向，而不再用傳統(tǒng)的右手方向或順時針方向。這意味著當(dāng)小偷認(rèn)為他們正在試圖擰下電燈泡時，實際上他們反而是在擰緊它們。

橫向思維２.游客有時會從帕臺農(nóng)神廟的古老立柱上砍下一些碎片，雅典當(dāng)局對此非常關(guān)心，雖然這種行為是違法的，但是這些游客仍舊把它作為紀(jì)念品帶走。當(dāng)局如何才能阻止這一行動呢？管理當(dāng)局從原來維修帕臺農(nóng)神廟時所用的礦石場里收集了一些大理石碎片，每天把這些碎片散放在帕臺農(nóng)神廟的周圍。游客以為他們撿起來的碎片是從古老的立柱上掉下來的，因此他們感到很滿意。橫向思維３.在一個小鎮(zhèn)里有四家鞋店，它們銷售同樣型號、同一系列的鞋子，然而，其中一家鞋店丟失的鞋子是其他三家平均每家的３倍，為什么會出現(xiàn)這種情況，又如何解決這個問題呢？鞋店在外擺一雙鞋子中的一只作為陳列品，一家鞋店擺的是左鞋，其他三家擺的是右鞋。小偷偷走這些陳列的鞋子之后，還必須把它配成對，因此，擺列左鞋的鞋店被偷的鞋子要多于其他三家。管理者把陳列的鞋子改成右鞋，這樣被偷的數(shù)量就大幅度下降了。橫向思維４.加利福尼亞州的阿爾托斯市政府被森林大火所困擾，他們想清除城鎮(zhèn)周圍山坡上的灌木叢，但如果用螺旋槳飛機(jī)來操作，反而極易引起火花，導(dǎo)致火災(zāi)，他們該怎么辦？政府當(dāng)局購買或者租借了成群的山羊，把它們放在山坡上放牧。由于山羊吃掉草木，控制了灌木叢的生長，并且達(dá)到了靠其他方法難以到達(dá)的陡峭坡段，灌木叢火災(zāi)因此大大減少。橫向思維５.一個人以一打５美元的價格購進(jìn)椰子，然后以一打３美元的價格售出，憑借這種做法他成了百萬富翁。這到底是怎么回事？這個人是個慈善家，他購買了大量椰子，然后以窮人們都能夠支付得起的價格賣給他們。他一開始是個億萬富翁，但是他的慈善行為使它喪失了大量金錢，因此成了一個百萬富翁。（假如你假設(shè)成為百萬富翁的惟一方法就是兢兢業(yè)業(yè)地積累到那么多的財富，那你所作的假設(shè)就會使你無法解決這個問題。）橫向思維６.一位年輕的股票經(jīng)紀(jì)人即將開始經(jīng)營他自己的業(yè)務(wù)，但是他沒有客戶。他如何使一些富有的人相信他能夠準(zhǔn)確地預(yù)計股票價格走勢呢？他一開始列出８００個富人，給其中一半人發(fā)送的預(yù)測中他預(yù)言ＩＢＭ的股票將在下周上升，在給另一半預(yù)測中預(yù)言ＩＢＭ的股票下周將下降。結(jié)果ＩＢＭ的股票下降了，這樣他就選中了收到正確預(yù)言的這４００個人。他再向其中的２００人預(yù)言通用電器的股票下周上升，向另外２００人預(yù)言該股票將在下周下降……重復(fù)這個過程，直到他手里有２５個人。對這２５個人而言，他連續(xù)５次預(yù)言正確。他再和其中的每個人聯(lián)系，卻說他們中的幾個把他們的股票交給他來管理。橫向思維７.許多商店把價格定得略微低于一個整數(shù)，９.９９美元而不是１０美元，或者９９.９５美元而不是１００美元。通常假設(shè)這樣做會使顧客覺得價格看起來更低。但是這并不是這種做法開始的原因，那么這種定價方式最初始的目的是什么呢？一開始的做法是為了保證店員不得不在每筆交易中打開放錢的抽屜，找零錢給顧客。這樣就會把銷售收入記錄下來，并且使得店員不能把這些錢據(jù)為己有。橫向思維８.在加利福尼亞淘金熱期間，一位年輕的創(chuàng)業(yè)者懷著把帳篷賣給礦工的想法來到此地。他認(rèn)為，成千上萬的人聚集在一起找金礦，那里肯定會有一個非常好的帳篷市場。不幸的是，天氣非常溫暖，礦工們都是露天睡覺，沒有多少人買他的帳篷。他該怎么辦呢？他把他帳篷上的粗棉布割下來，然后用它做成褲子賣給礦工們。這個人的名字叫萊維·施特勞斯。通過適應(yīng)市場環(huán)境和創(chuàng)新，他得以創(chuàng)造了一個一直持續(xù)到今天的品牌。橫向思維９.一家位于紐約的商店叫做七只鐘，然而在它的外面卻掛著八只鐘，這是為什么呢？一開始這是一個錯誤，但是店主發(fā)現(xiàn)許多人會來到店里指出這個錯誤，由此他的業(yè)務(wù)量大大增加。橫向思維１０.舒適航空公司是歐洲以低成本領(lǐng)先的航空公司。它已經(jīng)在低成本空中旅行方面作出了多項創(chuàng)新。在舒適航空公司的航班中沒有的飲料，如果你想喝點什么就必須掏錢去買。在近期的一期雜志中，有一篇文章說明了這種做法的兩大優(yōu)點：一個優(yōu)點是帶來了收入，你認(rèn)為另一個會是什么呢？不提供飲料給舒適航空公司帶來的第二個好處是由于需求減少，他們可以減少飛機(jī)上的一間廁所。這樣就可以多設(shè)一些座位。立體思維思考問題時跳出點、線、面的限制，立體式進(jìn)行思維。在三角形的地上種4棵樹，每兩顆樹之間的距離相同，怎么種？