組合原理
1.什么是組合原理
組合原理是指事物的整體或部分迭加的原理。
2.組合原理的具體描述[1]
1)在空間上,將相同的物體或相關(guān)操作加以組合;
2)在時間上,將相同或相關(guān)的操作進行合并。
3.組合原理的理論歸納與闡述[2]
(1)組合原理在運用中并不是簡單的疊加,應(yīng)滿足兩個條件。
1)不同技術(shù)因素構(gòu)成具有統(tǒng)一結(jié)構(gòu)與功能的整體;
2)組合物應(yīng)該具有新穎性、獨特性和價值。
(2)組合的類型。組合的類型是多種多樣的。分類的依據(jù)不同,分類的結(jié)果也各不一樣。從組合機制的角度,可分為相加組合、雜交組合、替換組合、分割組合、系統(tǒng)組合。相加組合:是指把以前獨立的事物組合起來,組合方式為物與物相加或功能相加。如電子表和圓珠筆組合為帶電子表的圓珠筆,電話與電視機組合為可視電話。
雜交組合:是指將相關(guān)的不同事物,按照總體功能要求,組合成一種新型結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生具有新功能的事物。例如,環(huán)境化學、地球物理化學、計量經(jīng)濟學等,都是不同學科雜交組合產(chǎn)生的?!半s交”是生物學中的一個重要概念,但“雜交”并不是生物學所獨有的,在創(chuàng)新活動中,“雜交”已成為人們創(chuàng)造發(fā)明的一種行之有效的方法。為了滿足某種需要人們把具有相關(guān)性能的不同事物雜交組合成具有能滿足某個功能目標的事物,而新功能是這些事物單獨存在時所不具有的。
替換組合:是指通過替換原來方式中某些因素,從而更新為下種新事物。由于存在不足的一面使舊事物在不能較好地滿足社會需要的情況下,淘汰落后的因素,采用先進的因素,組成一種新穎、實用的新事物。例如電視機有黑白變?yōu)椴噬?,臥式變?yōu)橹绷⑹?、遙控、直角平面,繼而又向高清晰度、多畫面、超薄式等新一代彩電發(fā)展。電視機不斷與新技術(shù)組合,從而使電視機不斷地推出新的產(chǎn)品。
分割組合:是指依據(jù)不同的環(huán)境和使用目的,將多種功能集于一體,以求一個物品有多用之便。例如,集遮陽、通風、防雨、保溫等多功能于一體的新型帽子,設(shè)計思想新穎獨特,克服了帽子功能單一的缺點,做到了不需要任何額外動力,在熱時自然通風涼爽,在冷時隔熱保溫的功能。該發(fā)明可用于制造、冶金、建筑工人的安全帽,農(nóng)牧漁民勞動帽;以及涼帽和旅游帽等,可全天候使用。
系統(tǒng)組合:是指根據(jù)事物之間的聯(lián)系,將它們有機地結(jié)合成為一體,具有化零為整的功能。例如,集成電路是以半導體晶體為基片,以專門的工藝技術(shù)將組成電路的電子管、電阻、電容等電子元件和互連線集成在芯片上形成微型電路的集合體。根據(jù)參與組合的組合因子的性質(zhì)和主次以及組合的方式,組合的類型大體上分為同類組合、異類組合、主體附加、重組組合等四類。
同類組合:又稱同類自組,是指由兩個或兩個以上的相同或近于相同的事物簡單的疊合。在同類組合中,參與組合的對象與組合前相比,其基本性能和基本結(jié)構(gòu)一般沒有什么根本性的變化。因而,同類組合是在保持事物原有的功能或者原有意義的前提下,通過數(shù)量的增加以彌補功能上的不足或求取新的功能。例如,日本松下公司總裁松下幸之助,早年曾把原來人們使用的電源單插頭改為雙頭插座、三頭插座,獲得成功,取得了巨額的利潤。同時,同類組合還包括自身組合這樣一個特殊的情況。
異類組合:是指來自不同領(lǐng)域的兩種或兩種以上不同種類的事物所進行的疊合。在異類組合中,被組合的因子來自不同的方面,各個因子彼此間一般沒有明顯的主次之分,參與組合的因子可以從意義、原則、構(gòu)造、成分、功能等任何一方面或多方面相互進行滲透,從而使組合后的整體發(fā)生變化。異類組合實際上是一種異類求同,在創(chuàng)新中具有非常重要的意義。異類組合絕不是簡單的湊合。例如,收音機和照相機放在一起就沒有什么意義,因而是一種湊合而不是一項好的發(fā)明。在現(xiàn)代社會生活中人們見到的許多產(chǎn)品,都是異類組合的產(chǎn)物,如沙發(fā)床、帶牙膏的牙刷等。
主體附加:是指在原有的事物中補充進新的內(nèi)容,在原有的物質(zhì)產(chǎn)品上增添新的功能附件。在主體附加創(chuàng)新中,主體事物的性能基本上保持不變,附加物只是對主體起到補充、完善或者充分利用主體功能的作用。主體附加法的原理就是在一個主體上附加一個東西,產(chǎn)生一個新的發(fā)明,即:主體+附加物=新產(chǎn)品。有兩種操作性比較強的組合模式:第一,附加組合模式。以主體物為中心,增加與主體物本身功能相關(guān)性不強甚至不相關(guān)的附加物或功能附件,這些附加物或功能附件對主體物起到補充的作用,如牙刷的功能是刷牙,給牙刷增加音樂播放的功能,音樂是起到補充輔助作用的。第二,輻射組合模式。主要是先對主體物進行充分的分析,然后再以主體物為中心,圍繞主體物的某個部分或功能增加相應(yīng)的附加物或功能附件,這些附加物或功能附件主要是完善或者充分利用主體物功能的作用。同樣以牙刷為例,為了充分發(fā)揮牙刷手柄的功能,其前部毛刷是可以更換的,從而可用新的毛刷換去舊的形成新的組合產(chǎn)品。
重組組合:是指在同一個事物的不同層次上分解原來的事物或者組合,然后再以新的方式重新組合起來。重組組合只是改變事物內(nèi)部各個組成部分之間相互位置,從而優(yōu)化事物的性能,它是在同一個事物上施行的,一般不增加新的內(nèi)容。
(3)組合原理中常用的組合方式。
1)材料組合:為了滿足某種需要,人們通過不同性能的材料組合,可以開發(fā)出新材料。例如,為了獲得一種堅固的建筑材料,人們將鋼筋和水泥組合為鋼筋混凝土,從而改變了人類的生活。
2)元件組合:將兩件或兩件以上韻物品組合在一起,從而增加新的功能,形成新產(chǎn)品。如把溫度計、濕度計、雨量計、風速機、風向計等組合成氣象觀測的百頁箱,這種組合中的物品都能發(fā)揮各自的功能。
3)現(xiàn)象組合:把不同的科學現(xiàn)象組合起來,會出現(xiàn)新的技術(shù)現(xiàn)象,對新現(xiàn)象加以研究,形成新的技術(shù)原理,從而獲得創(chuàng)新成果。如日本索尼研究所的山田敏之把“霍爾效應(yīng)”與“磁阻效應(yīng)”兩個現(xiàn)象組合后,取得了磁半導體的研究成果。
4)增減組合:增減組合是在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,通過增減其中的元件,從而獲得創(chuàng)新產(chǎn)品。這種組合可以讓產(chǎn)品具有新的功能,形成新的產(chǎn)品。例如,潛水服加上加熱裝置,復印機加上翻譯功能,凈水裝置加入高溫處理過濾裝置以殺死寄生蟲卵等。這些在原產(chǎn)品上增加的元件,都使原產(chǎn)品增加了新的功能。有些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),它們具有相同的部件裝置,若把它們組合在一起,就可共用一個裝置,從而減少零部件,降低成本。如把錄像機和電視機組合成一臺新機,共同使用一個接收系統(tǒng);組合音響共同使用一套功放及聲頻系統(tǒng)。這些組合,大大降低了成本并減少了體積。