現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新方法研究

房玉艷

【摘 要】本文通過現(xiàn)代機械特點、現(xiàn)代機械設(shè)計方法概論、機械設(shè)計制造及自動化的設(shè)計原則以及國內(nèi)外機械設(shè)計創(chuàng)新的方法研究進行簡要分析。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代；機械設(shè)計；創(chuàng)新方；法研究

一、現(xiàn)代機械特點

1、性能較高結(jié)構(gòu)簡單

與傳統(tǒng)機械不同的是，現(xiàn)代機械具有較高的性能，其結(jié)構(gòu)也越來越簡單，功能變更更加容易、方便。隨著技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計方法變得多樣化，作為設(shè)計人員，可以將多種技術(shù)進行融合，最終實現(xiàn)現(xiàn)代機械的綜合利用。并通過不同的角度和切入點，使現(xiàn)代機械具有更加科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)，順應(yīng)時代發(fā)展的需求。

2、成本降低效率提高現(xiàn)代機械的成本大幅度降低，因此能夠獲得更多的效益，節(jié)省人力、物力、財力。同時現(xiàn)代機械的效率也獲得提高，縮短了工作時間。對于工作成果的展示更加清晰和明確，使現(xiàn)代機械使用人員對于工作成果可以進行較為直觀的理解和感受。在產(chǎn)品質(zhì)量上也獲得提高，工作整體質(zhì)量得以提升。

3、功能增加柔性增強

現(xiàn)代機械的功能逐漸增加，并向著多元化的方向發(fā)展，涵蓋面及涉及對象的領(lǐng)域越來越寬廣?，F(xiàn)代機械是順應(yīng)時代發(fā)展的產(chǎn)物，具有廣闊的發(fā)展前景，其柔性逐漸增強。所謂柔性，就是功能要求發(fā)生變化時，機械產(chǎn)品能夠進行很好的適應(yīng)，因此柔性的增強無疑能夠使現(xiàn)代機械獲得更加廣泛的應(yīng)用。

二、現(xiàn)代機械設(shè)計方法概論

1、現(xiàn)代機械設(shè)計創(chuàng)新理論

現(xiàn)代機械創(chuàng)新設(shè)計是一種實踐活動，以理論知識和實踐知識為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮設(shè)計者的想象力和創(chuàng)造力，合理運用已有的科技成果和技術(shù)手段，使得設(shè)計出來的產(chǎn)品更加具有實用性、創(chuàng)造性。現(xiàn)代機械設(shè)計已成為一個龐大的學(xué)科，種類和結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，功能更加多樣化。機械設(shè)計創(chuàng)新理論是指在機械設(shè)計學(xué)理論的基礎(chǔ)上，聯(lián)系并緊密結(jié)合認識哲學(xué)、認識科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計方法學(xué)、發(fā)明學(xué)、創(chuàng)造學(xué)等相關(guān)學(xué)科中的有益成分，凝結(jié)設(shè)計人員的聰明才智，并且運用系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、計算機技術(shù)等技術(shù)手段，融合美學(xué)原理，設(shè)計出對國家經(jīng)濟發(fā)展和社會進步有價值的產(chǎn)品。通常來說，可以將現(xiàn)代機械設(shè)計劃分為三個階段，即方案結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動設(shè)計、動力學(xué)設(shè)計。在這三個設(shè)計階段中，方案結(jié)構(gòu)設(shè)計是最初的設(shè)計環(huán)節(jié)，也是最能體現(xiàn)其設(shè)計的創(chuàng)新性的環(huán)節(jié)，其設(shè)計的原則是根據(jù)客戶的需求，對機械結(jié)構(gòu)進行改變和優(yōu)化，使得設(shè)計出來的產(chǎn)品能夠更好地滿足客戶的要求。

2、機械設(shè)計創(chuàng)新內(nèi)涵

機械設(shè)計創(chuàng)新可以通過多種方式實現(xiàn)，較為常用的是提高機械產(chǎn)品的性能以及優(yōu)化產(chǎn)品的技術(shù)特性，如適應(yīng)性、可靠性、經(jīng)濟性等指標(biāo)。此外，也可以設(shè)計全新的機械產(chǎn)品來實現(xiàn)創(chuàng)新。隨著社會的發(fā)展，科技的進步，舊的設(shè)計思維和設(shè)計方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計的需求，機械設(shè)計需要具有獨創(chuàng)性、實用性、突破性和聯(lián)動性。獨創(chuàng)性，即打破傳統(tǒng)的設(shè)計模式和設(shè)計理念，采用科學(xué)合理的全新的方案和組合。實用性，即機械設(shè)計的創(chuàng)新應(yīng)具有針對性，滿足市場的需求，具有合理的功能，易于生產(chǎn)，使用方便。突破性，即轉(zhuǎn)變原有的思維方式，不局限于機械設(shè)計領(lǐng)域自身，而是擴展到其他領(lǐng)域，并從中獲取靈感，為機械設(shè)計提出新的原理，開拓新的局面。聯(lián)動性，顧名思義，在對設(shè)計方案進行改進和優(yōu)化的過程中，作為設(shè)計人員，應(yīng)有發(fā)散性的思維，從橫向、縱向、逆向不同角度進行機械設(shè)計的創(chuàng)新。

3、開展現(xiàn)代機械設(shè)計創(chuàng)新的意義

現(xiàn)代機械設(shè)計創(chuàng)新的研究成果，運用到生產(chǎn)實際將帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，同時其具有的學(xué)術(shù)價值更是不容忽視的，對于機械設(shè)計行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義，是其發(fā)展的根本動力。機械設(shè)計產(chǎn)品所體現(xiàn)出來的并不僅僅是科學(xué)技術(shù)的運用與實現(xiàn)，更是設(shè)計者思維方式的反映。設(shè)計者在進行機械設(shè)計的過程中，其思維方式也不斷地獲得提高。同樣設(shè)計者的思維方式融入到產(chǎn)品的設(shè)計中，使產(chǎn)品更加具有人性化的特征。在兩者的相互作用下，使得機械設(shè)計作品更具實用性和可操作性，向著集約化、自動化、智能化的方向發(fā)展。現(xiàn)代化的創(chuàng)新力量不斷涌入，必將促進機械設(shè)計的發(fā)展，使機械產(chǎn)品更加充滿生機和活力。

三、機械設(shè)計制造及自動化的設(shè)計原則

1、功能的要求

由于人們的某種需求，就會去制造能滿足人們需求的產(chǎn)品。所以說任何一種產(chǎn)品它一定是能滿足人們的某一種需求的，所對應(yīng)的是這種產(chǎn)品必須具備某一種功能。不同的產(chǎn)品有不同的功能就能滿足人們不同的需求。正因如此，機械自動化系統(tǒng)也必須具有一定的能滿足人們需求的功能。

2、利用先進的科學(xué)技術(shù)不斷的改革創(chuàng)新

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為機械制造業(yè)及自動化的發(fā)展提供了技術(shù)支持，也使發(fā)展機械制造業(yè)及自動化成為可能。在21世紀(jì)這個科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，一定要利用好科學(xué)技術(shù)，使得科學(xué)技術(shù)成果為機械制造業(yè)及自動化的發(fā)展提供服務(wù)?？茖W(xué)技術(shù)促進了機械業(yè)的發(fā)展，機械業(yè)又反過來會推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它們兩是相輔相成、互相促進。

四、國內(nèi)外機械設(shè)計創(chuàng)新的方法研究

1、國內(nèi)機械設(shè)計創(chuàng)新方法

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，對于機械產(chǎn)品無論從質(zhì)量上還是從精度上都有了更高的要求，機械設(shè)計領(lǐng)域也產(chǎn)生了重大的突破，取得了令人矚目的成果。先進的設(shè)計理論和設(shè)計方法不斷涌現(xiàn)，在傳統(tǒng)機械設(shè)計方法的基礎(chǔ)上獲得了進展。機械設(shè)計是十分復(fù)雜的過程，涉及到的知識和理論也非常復(fù)雜，在設(shè)計過程中會遇到各種各樣的問題，然而在我國的科研工作者和機械設(shè)計人員堅持不懈的努力下，豐富了機械設(shè)計的理論，積累了寶貴的實踐經(jīng)驗，對于機械設(shè)計中出現(xiàn)的問題，已經(jīng)能夠很好地進行解決。高科技及先進理論的引進使設(shè)計過程得以簡化，為機械設(shè)計的發(fā)展作出重要的貢獻。當(dāng)前，計算機輔助設(shè)計、系統(tǒng)化設(shè)計、局部或全局性設(shè)計等創(chuàng)新方法已獲得廣泛的應(yīng)用。

2、國外機械設(shè)計創(chuàng)新方法

相對于國內(nèi)的機械設(shè)計創(chuàng)新，國外的創(chuàng)新研究開始的較早，并取得了一定的研究成果，目前應(yīng)用得較為廣泛有以下三種。普適設(shè)計理論是在傳統(tǒng)設(shè)計方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，起源于德國，通過將現(xiàn)有設(shè)計方法進行總結(jié)和規(guī)范，形成具體的設(shè)計規(guī)則模型，根據(jù)既有的經(jīng)驗，設(shè)計和構(gòu)建能量的輸出和輸入環(huán)節(jié)，進而將機械設(shè)計的功能結(jié)構(gòu)具體化。公理化設(shè)計理論方法則是在決策的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，起源于美國，使科學(xué)決策和系統(tǒng)理論相結(jié)合，與普世理論相同的是，功利化設(shè)計方法同樣注重于經(jīng)驗的積累，最終形成以法律公則和科學(xué)方法為基礎(chǔ)的創(chuàng)新方法。公理化設(shè)計理論的優(yōu)勢在于能夠優(yōu)化和完善較為復(fù)雜的機械設(shè)計，其設(shè)計效果也比較令人滿意。三次設(shè)計法理論主要包括系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計、容差設(shè)計幾個方面，起源于日本，近幾年獲得了較為廣泛的應(yīng)用。這種方法是目前較為先進的設(shè)計方法，準(zhǔn)確率和效率都有所提高，機械設(shè)計的整個過程可以很快的完成，充分體現(xiàn)了高質(zhì)、高效、方便、快捷的特性。

3、培養(yǎng)機械創(chuàng)新設(shè)計思維

在進行機械設(shè)計的過程中，創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)非常重要。這是因為機械創(chuàng)新設(shè)計是極具創(chuàng)造性的工作，作為設(shè)計人員，在提高自身知識水平和能力的同時，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的思維方式尤為重要。對于機械設(shè)計工作應(yīng)以全新的視角來看待，突破傳統(tǒng)的設(shè)計方法和思維模式，廣開新思路，探索新方法、新技巧，運用先進設(shè)計手段，使原有的設(shè)計更加完善或者創(chuàng)造出全新的設(shè)計作品。發(fā)散性的思維方式也是進行創(chuàng)新設(shè)計的必不可少的要素，從多角度、多方面入手，善于聯(lián)想，從其他事物或者不同領(lǐng)域獲取設(shè)計靈感，從而使得設(shè)計更加優(yōu)化和完善。

結(jié)束語

現(xiàn)代機械設(shè)計創(chuàng)新方法是一門綜合學(xué)科，更加離不開創(chuàng)新?，F(xiàn)代機械設(shè)計人員應(yīng)該在傳統(tǒng)的機械設(shè)計的基礎(chǔ)之上，樹立創(chuàng)新設(shè)計的思維理念，將各種創(chuàng)新方法綜合運用，并整體優(yōu)化，還要熟練應(yīng)用現(xiàn)代機械設(shè)計分析工具，設(shè)計出高質(zhì)量、高生產(chǎn)率、更能滿足消費者需求的機械產(chǎn)品，順應(yīng)當(dāng)代市場經(jīng)濟的發(fā)展潮流，提高機械產(chǎn)品的競爭力。

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