機械設計中的創(chuàng)新思維

□文/張作鵬

2004年馮小剛賀歲大片《天下無賊》中，黎叔有句名言:“21世紀什么最貴？人才！”?，F在，連小偷都知道人才最寶貴了，而我們國家正是需要人才的時候，尤其缺乏創(chuàng)新型人才。世界各國也都如此。競爭優(yōu)勢的秘密是創(chuàng)新，這在現在比歷史上的任何時候都更是如此。創(chuàng)造力對于創(chuàng)新是必要的，公司文化應該提倡創(chuàng)造力，然后將其轉變成創(chuàng)新，而這種創(chuàng)新將導致競爭的成功。

一、機械創(chuàng)新設計和制造

奧地利經濟學家熊彼特說:創(chuàng)新應當是企業(yè)家的主要特征，企業(yè)家不是投機商，也不是只知道賺錢、存錢的守財奴，而應該是一個大膽創(chuàng)新敢于冒險，善于開拓的創(chuàng)造型人才。對于現在的很多國際大公司也都渴求這樣的人才，日本索尼公司創(chuàng)始人之一井深的“日日創(chuàng)新”秘訣，更體現了這一點。以上都說明了創(chuàng)新的重要性。創(chuàng)新并非某人的突發(fā)奇想，在創(chuàng)新活動中，只有知識廣博、信息靈敏、理論功底深厚、實踐經驗豐富的人，才易于在多學科、多專業(yè)的結合創(chuàng)新中和跳躍性的創(chuàng)造性思維中求得較大的突破。一般來說，創(chuàng)新設計的過程大都是從形象思維開始，然后經過邏輯推理和判斷及相應的綜合、分析與決策，而產生設計方案；然后，進一步將設計具體化，即建立新的機構、結構和機械系統(tǒng)籌模型，繼之進行計算和技術細節(jié)的設計。其特點是:（1）多門科學技術交叉、滲透、融合；（2）部分工作為非數據性、非計算性的，必須在知識和經驗積累的基礎上思考、推理及判斷，并運用創(chuàng)造性及發(fā)散思維的方法；（3）在知識、經驗、靈感與想像力的系統(tǒng)中搜索并優(yōu)化設計方案；（4）機械創(chuàng)新設計是多次反復、多級篩選的過程，每一設計階段都有其特定內容及方法。但各階段之間又密切相關，形成一個整體的設計系統(tǒng)。

機械創(chuàng)新設計和制造不同于常規(guī)的機械設計，是設計人員針對新的或預測的需求，充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力和智慧，利用已有的相關科學理論、方法和原理，進行新的構思、設計和制造出新穎、有創(chuàng)造性及實用性的機構或裝置的實踐活動。它包含兩個部分內容:一是改進完善生產或生活中現有的機械產品技術性能、可靠性、經濟性、適用性；二是創(chuàng)造設計出新機器、新產品，以滿足新的生產和生活的需要。

二、機械創(chuàng)新設計思維

1、機械創(chuàng)新設計思維的概念。創(chuàng)造性思維是指突破原有的思維模式，重新組織已有的知識、經驗、信息和素材等要素，在大腦思維反應場中超序激活后，提出新的方案或程序，并創(chuàng)造出新的思維成果的思維方式。要創(chuàng)造，就要打破常規(guī)思維，具有獨創(chuàng)性。思想是行動的先導，在思想上破舊立新，勇于開拓。有的時候我們可以改變思維方式，對某種事物多思維的考慮就會有不同的結果，“想到別人沒有想到的觀念”，創(chuàng)造性思維是新穎獨到的信息加工藝術，是人腦的各種思維活動形式和思維活動的各個要素之間相互協(xié)同進行的有機結合的高級整體過程。它更加強調直觀、聯想、幻想和靈感，所有創(chuàng)新設計不是靠邏輯推理出來的，而是靠創(chuàng)造性思維的激發(fā)產生的。

2、機械創(chuàng)造性思維的四大特征。機械創(chuàng)造性思維的基本形式有定向思維、反向思維、聯想思維、對比思維、發(fā)散思維、靈感思維、逆向思維等。其特點是:

（1）開放性。開放性是相對封閉性而言的，傳統(tǒng)思維方式的封閉性只關心自己生活的狹小區(qū)域，畫地為牢，坐井觀天，并且更樂于駕輕就熟，接受過去所謂成功的辦法，封閉性思維容易造成信息堵塞，思維呆滯，使思路缺乏多樣性和創(chuàng)造性，這正是機械創(chuàng)新設計中的大忌，不去看或很少看他以外的廣闊天地，開放性思維的特點是把認識對象作為一個開放的系統(tǒng)來考慮，注重研究系統(tǒng)與外部環(huán)境的關系，以便更好地認識該對象及其發(fā)展規(guī)律。

（2）獨創(chuàng)性。所謂獨創(chuàng)性就是要獨立思考，敢于直抒己見，勇于突破舊思想、舊觀念對心靈的束縛，構筑開放、發(fā)散、鮮活的新世紀思維形態(tài)，從新的角度分析問題，這是機械創(chuàng)新設計的前提條件。例如:某鞋廠派兩名推銷員一同飛往一個海島去開拓市場。一下飛機，他們就了解到:所有的島民從來沒有穿鞋的習慣。推銷員甲心里涼了，立即向廠長發(fā)電報:“沒有市場，他們的需求量等于零?！倍其N員乙卻十分驚喜，也立即向廠長發(fā)電報:“前途無量，他們的需求量將從零起步?！边@時，我們的觀點有兩類:一類是批評推銷員甲保守，無所作為；另一類是稱贊推銷員乙樂觀向上，銳意進取。那么，究竟是哪個推銷員的做法對呢？我們可以通過對比去討論，這樣就開闊了思維。

（3）多向性。多向性是指對同一問題要從不同的角度探索盡可能多的解法和思路。多向性體現了思維方法的多樣性和豐富的想像力。愛因斯坦說過，“想像力比知識更重要，現實世界只有一個，而想像力卻可以創(chuàng)造千百個世界”。因而，多向性思維是與創(chuàng)造力關系最密切的一種思維方式，機械產品的多樣性與創(chuàng)造性思維的多向性是分不開的。

（4）自由性。思維自由是現代科學技術發(fā)展的客觀需要。思維方式的自由性，是遵循真理發(fā)展規(guī)律的自由思考和自由探索?？茖W思維的自由，也就是不限定科學活動范圍，不用權力裁決科學成果，允許科學工作者在真理的探索中自由地展開思維的翅膀。當然，思維的自由性，也要受到自然科學、社會和法律的制約。在機械設計工作中，要想不斷地取得創(chuàng)新的成果，就必須根據創(chuàng)造性思維的特征，自覺地培養(yǎng)自己的創(chuàng)造性思維能力。只要消除自身思想上的束縛，自我突破，并掌握正確的方法，就能調動創(chuàng)造性而獲得出乎意料的創(chuàng)造性成果。

三、機械創(chuàng)新設計方法

1、智力合成法。這是一種發(fā)揮集體智慧的方法。通過集體討論的形式，發(fā)散和激勵創(chuàng)新思維。討論時應相互啟發(fā)激勵，取長補短，引起創(chuàng)新設想的連鎖反應，使思維自由奔放，新的設想才能涌現。討論的目標要明確，事先有準備。其原則有:鼓勵自由思考，隨心所欲，設想新異；不許批評別人的設想；推遲評價，不過早定論；有的放矢，不泛泛空談；討論者一律平等，不提倡少數服從多數；及時歸納，總結、記錄各種設想，留作下次再議；最后挑選最合適、最有前途的見解，并審查其可行性。

2、仿生類比法。通過對自然界生物機能的分析類比，從事物的千差萬別、不同程度的對應和相似之處的類比中得到創(chuàng)新，設計出新機械，這也是最常用的創(chuàng)新設計方法。

3、列舉創(chuàng)新法。把問題展開列舉，幫助思維進行構思的方法。按機構的特性、設計者的意愿、毛病的改進等進行列舉，找出改進創(chuàng)新的方案。

4、移植技術法。把一個領域內的先進技術移植到另一個領域中，或把一種產品內的先進技術應用到另一種產品中，從而設計出新產品的方法。

四、結束語

愛迪生可稱得上是創(chuàng)新者的鼻祖了，他素以高效創(chuàng)新而著稱。事實上，若論名言警句，創(chuàng)新者或許大多會引用他說過的這樣一段話:“我做的任何一件有價值的事情都非偶然，我所有的發(fā)明創(chuàng)造也并非出于巧合，而是來源于辛勤的工作?！睈鄣仙睦锖芮宄l(fā)現碳絲作為白熾燈的發(fā)光材料絕非偶然。這一切浸透了他和助手整整一年的心血，對各種材料進行了幾百次的試驗。創(chuàng)新意味著艱苦而扎實的工作，而非異想天開所能解決的事。然而，這并不等于說企業(yè)對待員工的創(chuàng)造力要采取消極的態(tài)度。有創(chuàng)造力是一件好事，但要記住，創(chuàng)造力并非憑空妄想，而是一種行為的綜合，即以新穎、新奇的方法把幾種東西結合起來。創(chuàng)造力是為創(chuàng)新服務的，而無法代替創(chuàng)新本身。

［1］張春林主編.機械創(chuàng)新設計.北京:機械工業(yè)出版社，2007.9.

［2］趙松年，佟杰新主編.現代設計方法.北京:機械工業(yè)出版社，2003.11.

［3］孫靖民主編.機械優(yōu)化設計.北京:機械工業(yè)出版社，2007.3.