2.3　常用的创新技法

创新技法就是建立在创造性心理、创造性思维方法和认识规律基础上的，并在创新过程中得到成功应用的技法。通过对创造创新技法的学习和运用，可以提高创造创新的效率。从20世纪30年代，奥斯本创立第一种创新技法——智力激励法以来，已涌现的创新技法有360余种。

2.3.1　群体集智法

群体集智法是针对某一特定的问题，运用群体智慧进行的创新活动。群体智慧法主要有三种具体的途径：会议集智法、书面集智法和函询集智法。

会议集智法又称智慧激励法，是1939年由美国创造学家A·F·奥斯本创立的，通常也称作奥斯本法。奥本在提出此法时，借用了一个精神病学的术语“brain storming（即头脑风暴）”为该技法的名称，意即创造性思维自由奔放、打破常规、无拘无束，使创造设想如狂风暴雨般倾盆而下。技术开发部门在工程设计中，经常运用智慧激励法解决工程技术问题。

书面集智法是由德国创造学家鲁尔巴赫对奥斯本智力激励法加以改进而成。该方法的主要特点是采用书面的方式激发人的智力，避免了会议中部分人表达能力差的弊病，也避免了会议中相争发言，彼此干扰而影响智力激励的效果。

函询集智法又称德尔菲法，其基本原理是借助信息反馈，反复征求专家书面意见来获得创意。视情况需要，这种函询可进行数轮，以期得到更多有价值的设想。

2.3.2　类比创新法

类比创新法，是指两类事物加以比较并进行逻辑推理，即比较对象之间的某种相同或相似之处，采用同中求异或异中求同的方法实现创新的一种技法。机械创新设计中主要采用下列类比法：

（1）拟人类比法

拟人类比是以人为比较对象，将人作为创造对象的一个因素，从人与人的关系中，设身处地地考虑问题，在创造物的时候，充分考虑人的情感，将创造对象拟人，把非生命对象生命化，体验问题，来领悟两者相通的道理，促进创新思维的深化和创新活动的发展。例如，为了创新设计医用卷棉机，可以对人手卷棉花的动作过程进行分析和分解，构思如何用机械动作来完成机械卷棉过程。拟人类比创新思想被广泛应用于自动控制系统开发中，如适应现代建筑物业管理的楼宇智能控制系统、机器人、计算机软件系统的开发等都利用了拟人类比进行创新设计。

（2）直接类比法

直接类比法是在创新设计时，将创造对象与相类似的事物或现象作比较，将创新对象与相类似的事物或现象做比较。直接类比法简单、快速，可避免盲目思考。类比对象的本质特性越接近，则成功创新的可能性就越高。例如，为了创新设计香皂包装机，可以与已有的图书包装机做比较，将二者的相同点、相异点做深入分析，就可进行香皂包装机的创新。

（3）幻想类比法

幻想类比法亦称空想类比法或狂想类比法，通过幻想思维或形象思维对创新对象进行比较而寻求解决问题的答案。例如，“嫦娥奔月”的美丽幻想很大程度上推动了人们登月、探月计划的实现。又如，虚构的科幻电影中的运载工具和对抗武器，将来也许会由幻想变为现实。幻想类比的能动性可使“幻想变为现实”，从而推动创新对象的实现。

2.3.3　系统分析法

系统分析法又称为列举创新法，任何产品不可能一开始就是完美的，人们对产品的未来期望也不可能在原创产品问世时就一并实现，而大量的创新设计是在做完善产品的工作，因此对原有产品从系统论的角度进行分析是最为实用的创造技法。系统分析法是把与待解决问题相关的众多要素逐一罗列，将复杂的事物分解后分别研究，帮助人们深入感知待解决问题的各个方面，从而寻求合理的解决方案。系统分析法主要有三种：设问探求法、缺点列举法、希望点列举法。

（1）设问探求法

设问能促使人们思考，但大多数人往往不善于提出问题，有了设问探求法，人们就可以克服不愿提问或不善于提问的心理障碍，从而为进一步分析问题和解决问题奠定基础。设问探求法又称为特性列举法，它是通过创新对象的特性进行详细分析和一一列举，激发创造性思维，从而产生创新设想，使产品具体性能加以改进、完善和扩展。该方法也可称为分析创新技法。因为提问题本身就是创造。设问探求法在创造学中被誉为“创造技法之母”。其主要原因在于：它是一种强制性思考，有利于突破不愿提问的心理障碍；也是一种多角度发散性的思考过程，是广思、深思与精思的过程，有利于创造实践。特性列举法的应用时，必须列举这一事物的所有属性，尽可能避免遗漏；特性列举法最好用于解决单一的问题，对于较大的系统，可以将其划分为若干小系统。例如，为了改进风力发电装置，可按系统组成划分为定向装置系统、动力生产系统和支撑系统，对动力生产系统再分别研究叶片、传动轴、锥齿轮系统和发动机的改进方案。一般，可先做产品调查研究，将同类产品的特性列举出来，相互取长补短，从而获得最佳方案。

（2）缺点列举法

缺点列举法是有意识地列举、分析现有事物的缺点，然后，找到这些缺点及设法克服这些缺点的方向和改进设想的一种创新技法。由于它的针对性强，因此常常可以取得突出的效果，找到问题的最佳方案。通过缺点列举法，可以形成创新者的革新动力，使事物更加完美；通过缺点列举法，可以发现问题，确定创新目标。采用科学方法来列举事物的缺点。例如，用户意见法，即应事先设计好用户意见调查表，引导用户列举意见；对比分析法，即通过对比分析，更清楚地看到事物存在的差距；会议列举法，即充分汇集群体意见，系统、深刻地揭示现有事物的缺点。

（3）希望点列举法

希望是人们对某种目的的心理期待，是人类需求心理的反映。设计者从人们的愿望和需要出发，通过列举希望点来形成创新目标和构思，进而产生具有价值的创新产品，在创新技法中称为希望点列举法。希望点列举法是从正面、积极的因素出发来考虑问题，采用发散思维使人们全面感知事物，大胆地提出希望点。许多产品正是根据人们美好的希望而研制出来的。它与缺点列举法在形式上是相似的，都是将思维收敛于某“点”而后又发散思考，最后又聚集于某种创意。

2.3.4　仿生法

仿生法就是师法自然，特别是自然界，以此获得创造灵感，甚至直接仿照生物原型进行创造发明。仿生法是相似创造原理的具体应用。仿生法具有启发、诱导、拓展创造思路的显著功效。仿生法不是简单地再现自然现象，而是将模仿与现代科技有机结合起来，设计出具有新功能的仿生系统，这种仿生创造性思维的产物是对自然的超越。仿生法主要有原理仿生、结构仿生、外形仿生与信息仿生等。

①原理仿生。原理仿生法是模仿生物的生理原理而创造新事物。比如，各式飞行器是模仿鸟类飞翔原理。人们模拟蝙蝠利用超声波的探测本领，测量海底容貌、探测鱼群、寻找潜艇、探测物体内部缺陷等。南极企鹅可以将其腹部紧贴在雪地上，双脚快速蹬动，在雪地上飞速前进，由此受到启发，仿效企鹅动作原理，人们设计了一种极地汽车，使其宽阔的底部贴在雪地上，用轮勺推动，结果汽车也能在雪地上飞速前进，时速可达50多千米，克服了常规汽车在冰天雪中难于通行的困难。

②结构仿生。结构仿生法是模仿生物结构进行创造性设计。比如，锯子是模仿锯齿状草叶。人们仿照苍蝇和蜻蜓的复眼结构，把许多光学小透镜排到组合起来，制成复眼透镜照相机，一次就可拍出许多相同的影像。法国园艺家莫里哀看到盘根错节的植物根系结构使植物根下泥土坚实牢固、雨水都冲不走的自然现象，用铁丝做成类似植物根系的网状结构，用水泥、碎石浇制成了钢筋混凝土。18世纪初，人们的注意到蜂房独特、精确的结构形状。经数学计算证明，蜂房这一特殊的结构具有同样容积下最省料的特点。经研究，人们还发现蜂房单薄的结构还具有很高的强度。据此人们发明了各种重量轻、强度高、隔声和隔热等性能良好的蜂窝结构材料，广泛应用于飞机、火箭及建筑上。

③外形仿生。外形仿生法是模仿生物外部形状而进行创造。比如，在奔跑中急停的钉子鞋是从猫、虎的爪子仿生而来。苏联科学家经研究，仿照鲸鱼身上的鳍的外形结构，在船的水下部位两侧各安装十个“船鳍”，这些鳍和船体保持一定的角度，并可绕轴转动，当波浪致使船身左右摇摆时，水的冲击力就会在“船鳍”上分解为两个分力，其一可防摇扶正，其二可推动船舶前行，因此，“船鳍”不仅减少了船舶倾覆的危险，而且还具有降低驱动功率、提高航速的作用。前苏联科学家仿袋鼠行走方式，发明了跳跃运行的汽车，克服了传统交通工具的滚动式结构难以穿越沙漠的问题。对爬越45°以上的陡坡来说，坦克也只能望洋兴叹，美国科学家仿照蝗虫行走方式，研制出六腿行走机器，它以六条腿代替传统的履带，可以轻松地行进在崎岖山路之中。

④信息仿生。信息仿生法通过研究、模拟生物的感觉、语言、智能等信息和存储、提取、传输等方面的机理，构思和研制出新的信息系统。电鼻子就是模仿了嗅觉异常灵敏的狗鼻子，它是集智能传感技术、人工智能专家系统技术及并行处理技术等高科技成果于一体的高自动化仿生系统，它由20种型号不同的味觉传感器、一个超薄型微处理芯片和用来分析气味信号并进行处理的智能软件包组成。电鼻子广泛应用于军事领域，比如利用电鼻子可寻找藏于地下的地雷、光缆、电缆及易燃易爆品等。根据响尾蛇的鼻和眼之间的凹部（称为热眼）对温度极其敏感的原理，美国研制出对热辐射非常敏感的视觉系统，并将其应用于“响尾蛇”导弹引导系统，它不仅可以根据发动机发出的少量热量来追踪飞机与舰艇，而且还能根据目标在空中或水中留下的“热痕”顺藤摸瓜，直到击中目标。

2.3.5　组合创新法

组合法是把现有的科学技术原理、现象、产品或方法进行组合，从而获得新产品的创新方法。组合创新法实际上是加法创造原理的应用。发明创新按照所采用的技术来源可分为两类：一类属突破型发明，采用全新技术原理取得的成果；另一类属组合再生型发明，采用已有的技术并进行重新组合的成果。人类发明的初期以突破为主，随后这类发明的数量呈减少趋势。特别在19世纪50年代以后，在发明总量中，突破型发明的比重在大大下降，而组合型发明的比重急剧增加，这已经成为现代科技创新活动的一种趋势。人类在发展历程中积累了大量的各种成熟技术，有些已达到相当完善的程度，这是人类极其珍贵的巨大财富。由于组合的技术要素比较成熟，因此组合创新一开始就站在一个比较高的起点上，不需要花费较多的时间、人力与物力去开发专门技术，不要求创造者对所应用的技术要素都有较深的造诣，所以进行创造发明的难度明显较低，成功的可能性要大得多。组合创新运用的是已有成熟的技术，但这不意味其创造的是落后或低级的产品，实际上适当的组合，不但可以产生全新的功能，甚至可以是重大发明，如航天飞船、火星探测器。组合创新法的要点：由多个特征组合在一起；所有的特征都为一个共同的目的而起作用，它们相互支持、相互促进和相互补充；可以达到一个新的、总的技术效果。我国学者董玉祥利用数学集合论的思想，将组合形式按六种基本集合运算，即“并”“交”“差”“补”“对称差”“叉”对应进行分类，较为合理且有特色。组合方式从组合的内容分有：功能组合、原理组合、结构组合、材料组合等；从组合的方法分有：同类组合、异类组合等；从组合的手段分有：辐射组合、聚焦组合等。

①功能组合。将若干相关的产品进行组合可得到综合性强的多功能创新产品，以满足人类不断增长的消费需求。例如，将洗衣机和脱水机组合在一起成为洗衣脱水一体的洗衣机。又如，将取暖的热空调器与制冷的冷空调器的两种功能组合在一起成为冷暖两用空调。再如，将数码相机与手机融为一体成为具有照相功能的手机等。

②类别组合。类别组合分为同类组合和异类组合。同类组合是将同一种功能或结构在一种产品上重复组合，以满足人们对此功能的更高要求，这是一种常用的创新方法。使用多个气缸的汽车、使用多个发动机的飞机、多节火箭，这些采用同类组合的运载工具，目的都是为了获得更大的动力。异类组合是将本属于不同产品的相异功能组合在一起，使新产品实际上就具有了能满足人们需求的新功能。有些产品有某些相同的成分，将这些不同的产品加以组合，使其共用这些相同的成分，可以使总体结构简单，价格更便宜，使用也更方便。将车床、钻床、铣床组合而成的多功能机床，可以分别完成几类机床的机械加工工作。

③分解组合。分解组合是在事物不同层次上分解原来的组合，然后再以新的思想重新组合起来，其特点是改变事物各组成部分之间的相互关系，它是在同一事物上进行的，一般不增加新的内容。例如，自螺旋桨飞机发明以来，螺旋桨都是设在机首，两翼从机体伸出，尾部安装有稳定翼。美国飞机设计家卡里格·卡图按照空气的浮力和气推动力原理进行重组，将螺旋桨改放在机尾推动飞机前进，稳定翼则放在机头处，制造了头尾倒换的飞机。重组后的飞机，具有尖端悬浮系统及更加合理的流线型机身，因而增加了速度，排除了失速和旋冲的可能性，也提高了安全性。

④材料组合。很多场合要求材料具有多种功能特性，而实际上单一材料很难同时兼备需求的所有性能。通过特殊的制造工艺将多种材料加以适当组合，可以制造出满足特殊需要的材料，如塑钢门窗就是铝材和塑料的组合。又如，电缆需要导电性强的材料（例如铜）来制造，但在架设电缆时，人们又希望它有较高的抗拉强度，而铜的抗拉强度却不高。利用材料组合方式，发明了中心是钢线，外层用铜线包裹的钢芯铜线。由于交流电主要是沿着导体的外表面流动，所以这种电缆的导电性没有降低；同时又具有了较高的抗拉强度。

⑤辐射组合。辐射组合是以某种新技术为中心，与多种传统的技术手段相结合而形成的技术创新方法，例如，以超声波技术为辐射中心，可得到一系列的应用新技术。超声波熔解技术在金属冶炼中已有应用，也可以应用超声波将速冻的食品速溶，也可以把超声波引入到其他的食品加工技术中，英国姆拉托公司研制成功将超声波用于铝钎焊技术。另外，超声波技术还可以用于探伤、粉碎、洗涤、理疗、遥控、切削、滚轧等技术。

⑥科学原理组合。将不同的科学技术原理组合而创新新产品，主要分为技术组合和信息组合。技术组合是将现有的不同技术、工艺，设备等加以组合而形成的发明方法。该方法特别适用于大型项目创新设计和关键技术的应用推广。例如，将机械技术与电子技术、传感技术、控制技术、计算机技术组合起来创新设计各种机电一体化产品。又如，将X射线照相装置与计算机组合在一起发明了CT扫描仪。再如，将金属切削技术与数控技术结合在一起创造了各种数控机床。信息组合则是将有待组合的信息元素制成表格，表格有交叉点即为可供选择的组合方案。该方法操作简便，是信息社会中能有效提高效率的创新技法。

2.3.6　移植创新法

根据统计发现，任何一项创新成果中，90%的内容均可通过各种途径从前人或他人已有的科技成果中获取，而独创性发明只占10%。由此可见，创新既可以纵向继承前人的智慧结晶，也可以横向借鉴他人的思维成果，从而缩短自己的创新周期，提高成功率。从思维类别来看，移植法是一种侧向思维的方法。通过相似联想、相似类比和灵感触发，寻找两种事物间的联系，最终产生新的构想。美国科学家W·I·贝伟里奇曾指出：“移植是科学发展的一种主要方法。大多数的发现都可应用于所在领域以外的领域。而应用于新领域时，往往有助于促成进一步的发现，重大的科学成果有时来自移植。”移植法可以分为原理移植、结构移植、方法移植、材料移植四大类。

移植方法应用的主要方式有：①把某一学科领域中的某一项新发现移植到另一学科领域，使其他学科领域的研究取得新的突破。②把某一学科领域中的某一基本原理或概念移植到另一学科领域之中，促使其他学科的发展。③把某一学科领域的新技术移植到其他学科领域之中，为另一学科的研究提供有力的技术手段，推动其他学科的发展。例如，激光技术移植到医学领域，为诊断、治疗各种疾病提供了有力的武器；激光技术移植到生物学领域，可以改变植物遗传因子，加速植物的光合作用，促进植物的生长发育；在机械加工领域中移植激光技术，使原来用机床很难进行的小孔、深孔及复杂形状的加工都能容易实现；电气技术移植到机械行业，实现了机电一体化；计算机技术移植到机械领域，使机械技术产生巨大的突破。④将一门或几门学科的理论和研究方法综合、系统地移植到其他学科，导致新的边缘学科的创立，推动科学技术的发展。例如，在19世纪末，人们把物理的理论和研究方法系统地移植到化学领域中，在化学现象和化学过程的研究中，运用物理学的原理和方法创立了物理化学。又如，人们把物理学和化学的理论和研究方法综合地移植到生物学领域，创立了生物物理化学这一新的学科。人们运用移植方法，形成了大量的边缘学科，使现代科技既高度分化又高度综合地向前发展，并导致现代科技发展的整体化和融合。总之，移植法对发展科学技术，促进发明创造具有很大的作用。因此，拓展知识面、重视学科交叉和渗透，有利于采用移植方法创造出形形色色的新产品、新工艺。

2.3.7　联想法

联想是由于现实生活中的某些人或事物的触发而想到与之相关的人或事物的心理活动或思维方式。联想思维由此及彼、由表及里、形象生动、奥妙无穷，是科技创造活动中最常见的一种思维活动。联想是对输入人头脑中的各种信息进行加工、转换、联接后输出的思维活动。联想并不是不着边际的胡思乱想，足够的知识与经验积累是联想思维纵横驰骋的保证。

①相似联想。相似联想是从某一思维对象想到与它具有某种相似特征的另一对象的思维方式。这种相似可以是形态上的，也可以是功能、时间与空间意义上的。把表面差别很大，但意义相似的事物联想起来，更有助于建设性创造思维的形成。

②接近联想。接近联想是某一思维对象想到与之相接近的思维对象上去的联想思维。这种接近可以是时间与空间上的，也可以是功能、用途或者是结构和形态上的。

③对比联想。客观事物间广泛存在着对比关系，远近、上下、宽窄、冷热、软硬……由对比引起联想，对于发散思维，启动创意，具有特别的意义。

④强制联想。强制联想是将完全无关或关系相当偏远的多个事物或想法牵强附会地联系起来，进行逻辑型的联想，以此达到创造目的的创新技法。强制联想实际上是使思维强制发散的思维方式，它有利于克服思维定势，因此往往能产生许多非常奇妙的，出人意料的创意。

2.3.8　功能设计法

功能设计法是传统的常规设计方法，又称为正向设计法。这种设计方法步骤明确、思路清晰，有详细的公式、图表作为设计依据，是设计人员经常采用的方法。设计过程一般为根据给定产品的功能要求，制定多个原理方案，从中进行优化设计，选择最佳方案。对原理方案进行工程要求的结构设计，并考虑材料、强度、刚度、制造工艺、使用、维修、成本、社会经济效益等多种因素，设计出满足人类要求的新产品。

正向设计过程符合人们学习过程的思维方式，其创新程度主要表现在原理方案的新颖程度，所以正向设计也是创新的重要设计方法。

2.3.9　反求设计法

反求设计是典型的逆向思维运用。反求工程是针对消化吸收先进技术的一系列工作方法和技术的综合工程。通过反求设计，在掌握先进技术中创新，也是创新设计的重要途径。在现代化社会中，科技成果的应用已成为推动生产力发展的重要手段。引进科技成果，加以消化吸收，引进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。反求设计借助已有的产品、图样、音像等已存在的可感观的事物，创新出更先进、更完美的产品。人的思维方式是习惯从形象思维开始，用抽象思维去思考。这种思维方式符合大部分人所习惯的形象→抽象→形象的思维方式。由于对实物有了进一步的了解，并以此为参考，发扬其优点，克服其缺点，再凭借基础知识、思维、洞察力、灵感与丰富的经验，为创新设计提供了良好的环境。因此，反求设计是创新的重要方法之一。

机械零件的反求设计是部件反求的组成部分，而部件反求设计的内容又是整机反求设计中的内容。因此，机械设备的反求设计过程具有一般性。其反求设计的一般过程流程如图2-1所示。

在反求设计中应用计算机辅助技术可以大大缩短新产品开发周期，称之为逆向工程。目前，市场上已有多种商品化的逆向工程软件，如美国Imageware公司的Surfacer、英国Delcam公司的CopyCAD、英国Renishaw公司的Trace等。此外，一些主流数字化开发软件中也集成了逆向工程模块，例如，Siemens PLM Software公司的PointCloud、Cimatron软件的Reverse Engineering等。机械零件计算机辅助反求设计的一般过程：

①数据采集。反求设计过程中，数据的测量与采集非常重要。一般利用三坐标测量仪、3D数字测量仪、激光扫描仪、高速坐标扫描仪或其他测量仪器测量工件的形体尺寸和位置尺寸，将工件的几何模型转化为测点数据组成的数字模型。

②数据处理。利用计算机中的数字化数据处理系统将大量的测点数据进行编辑处理，删掉奇异数据点、增加补偿点，进行数据点的密化和精化。

③建立CAD模型。通过三维建模、曲线拟合、曲面拟合、曲面重构等方法及理论建立相应的CAD几何模型。

④数控加工或快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）。根据测量数据形成的CAD模型，在分析的基础上形成数控加工代码，通过数控机床加工出立体实物，或输入激光分层实体制造设备，利用堆积成行的原理，快速形成三维实体零件。产生NC代码后，对有关数据进行刀具轨迹编程，产生刀具轨迹，进行数控加工。为了保证NC加工质量，实现加工过程中的质量控制，CAM系统可生成测头文件及程序，用于联机NC检验，如图2-2所示。

反求设计与快速成型技术相结合的过程如图2-3所示，将一个物理实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，且成型过程的难度与待成型的物理实体形状和结构的复杂程度无关。快速成型技术不受模型几何形状的限制，可以快速地将测量数据复原成实体模型，所以反求工程与RP技术的结合，实现了零件的快速三维拷贝。若经过CAD重新建模或快速成型工艺参数的调整，还可以实现零件或模型的变异复原。

2.3.10　形态分析法

形态分析法是一种系统搜索和程式化求解的创新技法，它是由美国加利福尼亚大学工学院教授F.兹维基和美籍瑞士矿物学家P.里哥尼联合提出的。形态分析法属于“穷尽法”，用来探求一切可能存在的组合方案。形态分析法的核心是将机械系统分解成若干组成部分，然后用网络图解的方式或形态学矩阵的方式进行排列组合，以产生解决问题的系统方案或创新设想。如果机械系统被分成的部分数量较多，而且每个部分又有很多的解法，那么它的组合方案数量将十分巨大，会产生“方案爆炸”现象。一般应用方案评价方法来选定若干个方案加以决策。因素和形态是形态分析法的两个非常重要的基本概念。因素是构成机械系统中或技术系统中各种子功能的特性因子；形态是实现系统各功能的技术手段。

形态分析法的基本原理是将研究对象视为一个系统，通过系统分析方法将其分解为相对独立的子系统，各子系统所实现的功能称为基本因素，实现各子系统功能的技术手段称为基本形态，通过排列与组合方法可以得到多种可行解，经过筛选可从中确定系统的最佳方案。形态分析法主要特点有：所得方案只要能将全部因素及各因素的所有可能形态都排列出来，则是无所不包的；具有程式化性质，主要依靠人们认真、细致、严密的工作，而不是依靠人们的直觉、美感或想象，易于操作；其创新点在于如何进行系统的分解，使之不同于已有的，还在于对基本形态的创新构思。

若系统分解后的基本因素为A、B、C、D、…，而对应的基本形态分别为A1、A2、A3、…，B1、B2、B3、…，C1、C2、C3、…，D1、D2、D3、…，则可写成表2-1所示矩阵。由此，从每个基本因素中选出一个基本形态就可以组合成为不同的系统方案。

形态分析法只要运用得当，就可以产生大量的设想，能够使发明创造过程中的各种构思方案比较直观地显示出来。例如，火箭研制工作中，其各主要组成要素及其可能具有的形态，可用表2-2表示为形态学矩阵。从该形态学矩阵可以看出，其可能的方案数为4×4×3×3×2×2=576种，包括了几乎所有可能的方案。

形态分析法的基本要求是寻求所有可能的解决方案，尽可能具有创新性。形态分析法的基本步骤如下：

①确定创造对象的主要设计因素。所选设计因素（特征或功能）的属性应为同级，且相互之间具有合理的独立性。组成因素的分析过程也包含着创新思维的过程，不同的人对组成因素及划分的理解可以是不同的。设计因素的组合应满足产品的性能要求，但因素的数目不能太多，一般以4～7个为宜。

②列出每一因素的可能形态。这些形态既应包括特定设计的已有子解，也应包括或许可行的新解。将每一个设计因素的形态组合起来，即得到问题的全解。

③构建形态学矩阵。以设计因素为纵轴，可能形态为横轴，构建形态学矩阵。

④找出可行解。从矩阵的每行中一次选择一个可能形态，即可得到一种可能答案，理论上由此可得到所有的可能解答。

⑤评选出综合性能最优的组合方案。按照研究对象的评价指标体系，采用合适的评价方法，评选出综合性能最优的组合方案。需指出，任何组合方案都不可能是面面俱到的最优，而只能是综合性能的最优。