的超導磁鐵改成平板裝在車體上,與定子對應。通過電子計算機精確控製“定
子”中電流形成的磁場極性,使它與車體內超導磁鐵的極性正好相反,在這
·第三章.創造原理·
種“有線電動機”推動下,列車就會電磁異性相吸,在軌道上向前奔馳了。
最後,磁懸浮列車啟動後,還要依靠車軌行駛一段距離,當時速達到100
千米時,軌道產生足夠大的磁場,才能把車身抬起使車輪與路軌摩擦力降至“零”。
本例中所有特定的實現ε 的方式均為限製條件。
第七步,組合Cε,即將等價因素與限製條件組合在一起。並舍棄原型中
與發明物無關的部分(Σa)的過程。本例中將與磁懸浮裝置無關的蒸汽機、
內燃機、電動機等全部舍棄。
第八步,對Cε和Σb做各種組合試驗。Σb是為了保證實現目標的一係列
條件,形成Σb需要專業知識。需要了解當時問題背景及科學技術發展水平。
包括要實現技術的功能、結構、效率、原理等以使發明具有先進性和新穎性。
本例中需要具備實現Σb的有關電磁理論與材料科學的相關知識,還要將原型
中的車體、路軌按磁懸浮原理進行全部改造,符合Σb的結構形式:如線圈與
路軌組合的形式,線圈與車體的組合形式等。
第九步,檢驗。看各種方案能否達到開始提出的目標。如果達到,停止研究。
否則應重新考慮初定的技術要求Ui,調整發明思路。反饋也可以到第四步選
擇其他對象作為原型,重新實驗,直到達到滿意效果。
第十步,完成新事物B,付諸實施應用。
等價變換也可以適用於與原來沒有關係、卻有多個共同點的情況進行變
換,這種方式近似於類比移植方式。
例如日本田熊式鍋爐初始開發的思考過程便是應用了等價變換方法。田
熊常吉是個文化水平不高的木材商,革新鍋爐的創造性設想來自小學自然課
的“血液循環”知識。他先畫出鍋爐的結構模型,再畫出一個人體血液循環模型,
將兩者重疊,假設為新的鍋爐,發現如下等價性:
心髒→汽包
瓣膜→集水器
毛細血管→水包
動脈→降水管
靜脈→水管群
比較結果提出了新的設計方案:在45°傾斜水管群的上部設置汽包,下
部安置水包;當水管群加熱產生大量蒸汽時,蒸汽上升進入汽包,使汽包壓
力上升。又設計一個煙筒狀的集水器,利用氣壓差將水吸入,通過降水管再
進入水包。這一革新使鍋爐熱效率提高10%,整個發明過程隻是將“血液循
環”裏動脈與靜脈的分工以及心髒內防止血液逆流的瓣膜功能,采用等價變換,聯想到“水流蒸汽循環”,從而發明了田熊式高性能節能鍋爐。
三、等價變換適用範圍和注意事項
等價變換適用於工業產品的開發,主要是模仿、移植、組合、改造、革新型的發明創造,對一些沒有更多原型為基礎的組合發明或者原理突破型發明,使用等價變換難度較大。對於擴大領域的創新,如管理創新、創業等社會科學領域的創新思維也可以作為參考和借鑒。
等價變換法實施中應注意兩個主要問題:
第一是提出問題、明確目標,其對發明過程有根本性的製約作用。因為問題的情境與目標的指向,在客觀上以給出了相關的專業領域範圍有指導作用;但是,也使思維受到局限。因此,在提出問題和確定目標前,盡可能擴展思維領域,從多角度思維基礎上明確問題和目標。
第二是提取等價因素Cε,這直接關係到能否抓住技術的本質。Cε是等價因素ε與實施過程中相關等價因素ε的限製條件C組合而成;Cε辭典是等價變換的輔助工具,在編製過程中,每一條款都具有相對獨立的內涵和適應性,使抽取Cε的方法和技巧邏輯化,有利於發明創造的進行,要靈活運用。在Cε組合之前,ε與C是分別確定的。在抽取等價因素時主要依據是創造目標與問題實質,由於等價因素部分將加入原目標係統,因而在抽取等價因素的過程中必須考慮目標係統組織結構的相關關係。限製條件是根據集中選取決定後的原型A0提出的,目標已經具體化,因而與原結構的關係也已經具體化。這時選取的限製條件,則與最終創造成果相關,也就是按係統原則確定創造事物的組織結構、性能與功能關係,是在先行分析等價因素ε後的綜合結果,因而必須在創造目標及要求的指導下來最後選擇。