機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)在軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

司超

摘 要：現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)提出了更多、更高的要求，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能滿(mǎn)足其要求。文章闡述了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念、內(nèi)容、特點(diǎn)、目標(biāo)，分析了軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法摘求和過(guò)程，給出了設(shè)計(jì)實(shí)例。

關(guān)鍵詞：軍用電子設(shè)備；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）30-0046-02

1 概 述

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是電子戰(zhàn)技術(shù)，對(duì)軍用電子設(shè)備的要求越來(lái)越高，越來(lái)越高，如多功能、高性能、智能化、通用性、體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單、維修方便、外觀(guān)時(shí)尚等。此外，為了滿(mǎn)足不斷變化的戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，軍用電子設(shè)備的改裝，也需要繼續(xù)安裝。顯然，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法不能滿(mǎn)足其需要，設(shè)計(jì)師必須突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，大膽創(chuàng)新，運(yùn)用先進(jìn)的理論、技術(shù)、技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)是技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。二十世紀(jì)是知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的世紀(jì)，技術(shù)創(chuàng)新將進(jìn)一步成為二十一世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量。研究人員應(yīng)充分利用這一機(jī)遇，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，全面設(shè)計(jì)軍用電子設(shè)備，以提高軍用電子設(shè)備的綜合性能。

2 我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)僅有30多年的歷史。1987年，中國(guó)工業(yè)美術(shù)協(xié)會(huì)正式更名為“中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)”，從此，中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)駛上了快車(chē)道。2007年2月13日，溫家寶總理做出重要指示：“要高度重視工業(yè)設(shè)計(jì)”。2010年國(guó)務(wù)院十一個(gè)部門(mén)聯(lián)合制定發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的若干指導(dǎo)意見(jiàn)》，表明了我國(guó)政府對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)的重視。2010年“政府工作報(bào)告”中首次涉及“工業(yè)設(shè)計(jì)”。

企業(yè)（如海爾、聯(lián)想、華為、李寧等）重視工業(yè)設(shè)計(jì)的程度明顯提高。其工業(yè)設(shè)計(jì)已滲透到全球品牌戰(zhàn)略的管理層面，在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、售后服務(wù)等方面發(fā)揮著重要作用。它們通過(guò)探索運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和塑造自有品牌。

專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)公司有了較快發(fā)展。現(xiàn)在全國(guó)已有數(shù)萬(wàn)家之多，具有一定規(guī)模的就有1 200多家。很多設(shè)計(jì)公司最初僅能提供外觀(guān)造型設(shè)計(jì)，到現(xiàn)在已可提供從內(nèi)在功能到外觀(guān)造型以至營(yíng)銷(xiāo)策略等全方位的綜合解決方案。工業(yè)設(shè)計(jì)園區(qū)正在發(fā)揮集聚效應(yīng)。2003年無(wú)錫成立了第一家國(guó)家級(jí)工業(yè)設(shè)計(jì)園區(qū)，現(xiàn)在全國(guó)范圍至少已有20多家工業(yè)設(shè)計(jì)園區(qū)，如北京DRC工業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基地、上海國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)中心、深圳設(shè)計(jì)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園、廣東順德工業(yè)設(shè)計(jì)城、寧波和豐創(chuàng)意廣場(chǎng)等，它們都取得了很大的成效。

中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)設(shè)立每2年1次的工業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)周，以及每年1次的“紅星獎(jiǎng)”（中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)）評(píng)選活動(dòng)，對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用[CI，S]

從總體上看，我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，發(fā)展趨勢(shì)也愈來(lái)愈好，速度也加快了，但專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)模還不大，水平還不高。

3 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)概述

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用人類(lèi)已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果（包括理論、方法、技術(shù)、原理等），進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計(jì)出有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性的機(jī)構(gòu)（結(jié)構(gòu)）或機(jī)械產(chǎn)品（裝置）的一種實(shí)踐性活動(dòng)，它是建立在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上，吸收科技哲學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、發(fā)明學(xué)、創(chuàng)造學(xué)等相關(guān)學(xué)科的有益成分，經(jīng)過(guò)交叉而成的一種新的設(shè)計(jì)技術(shù)和方法。

3.1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)包含2部分內(nèi)容：一是改進(jìn)完善現(xiàn)有產(chǎn)品的機(jī)械性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等；二是創(chuàng)造設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足新的使用要求。

3.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：

①獨(dú)特性。設(shè)計(jì)師應(yīng)追求與前人、眾人不同的方案，善于打破常規(guī)設(shè)計(jì)思維、慣例，提出新功能、新原理、新結(jié)構(gòu)，在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。

②實(shí)用性。設(shè)計(jì)師應(yīng)從產(chǎn)品的市場(chǎng)適應(yīng)性和可生產(chǎn)性?xún)煞矫娉霭l(fā)，來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的新功能、新結(jié)構(gòu)，沒(méi)有實(shí)用性的產(chǎn)品或無(wú)法加工的新結(jié)構(gòu)都是紙上談兵，不是真正的創(chuàng)新。

③多方案選優(yōu)。設(shè)計(jì)師應(yīng)從多方面、多角度、多層次尋求多種解決問(wèn)題的方案，在多方案中求新、求異、選優(yōu)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)是由所要求的機(jī)械功能出發(fā)，改進(jìn)、完善現(xiàn)有機(jī)械或發(fā)明新機(jī)械，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，并使其具有良好的工作品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)性。

4 軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)就是利用最新科技成果，針對(duì)現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)的特點(diǎn)，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、技術(shù)、方法的指導(dǎo)下，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性，設(shè)計(jì)出更獨(dú)特、更新穎、更實(shí)用的新型結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的要求。

根據(jù)不同的設(shè)計(jì)對(duì)象，采取相應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，通常可分為：開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、改型設(shè)計(jì)和變異設(shè)計(jì)3種。

4.1 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

主要針對(duì)新研設(shè)備提出新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，完成從規(guī)劃、方案、技術(shù)設(shè)計(jì)道加工、生產(chǎn)的全過(guò)程。

4.2 改型設(shè)計(jì)

在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對(duì)原有的缺陷或新的工作要求，從工作原理、機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、尺寸等方面進(jìn)行一定的改進(jìn)設(shè)計(jì)，以提高設(shè)備質(zhì)量、可靠性等，使設(shè)備滿(mǎn)足新的工作要求。如在基本型設(shè)備的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)不同參數(shù)、尺寸或不同功能、性能的改型系列設(shè)備，就是改型設(shè)計(jì)的成果。

4.3 變異設(shè)計(jì)

針對(duì)已有的先進(jìn)設(shè)備或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行深入分析，探索、掌握其關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出同類(lèi)型其它類(lèi)似的創(chuàng)新設(shè)備。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)以開(kāi)創(chuàng)探索創(chuàng)新，改型設(shè)計(jì)通過(guò)改進(jìn)創(chuàng)新，變異設(shè)計(jì)在吸取、消化中創(chuàng)新。創(chuàng)新設(shè)計(jì)是各種設(shè)計(jì)方法的共同點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，掌握基本設(shè)計(jì)方法，在實(shí)踐中不斷提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。

5 軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程

軍用電子設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)主要包括以下4個(gè)過(guò)程：綜合過(guò)程、選擇過(guò)程、分析計(jì)算過(guò)程和設(shè)計(jì)過(guò)程。

5.1 綜合過(guò)程

根據(jù)設(shè)備的技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)以及要完成的功能，進(jìn)行大量的調(diào)研，收集有關(guān)信息，進(jìn)行綜合分析，確定設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體方案，包括所涉及到的零件、部件、整機(jī)等不同層次、不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組合。在這一過(guò)程中，要充分考慮到總體方案可能涉及到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及關(guān)鍵技術(shù)等問(wèn)題。

5.2 選擇過(guò)程

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)類(lèi)型的綜合與選優(yōu)，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)類(lèi)型將直接影響到整機(jī)的性能和經(jīng)濟(jì)性，決定了設(shè)備的結(jié)構(gòu)是否新穎、獨(dú)特、實(shí)用，這一過(guò)程常常伴隨著新的發(fā)明創(chuàng)造，大部分的機(jī)械發(fā)明、專(zhuān)利都屬于結(jié)構(gòu)類(lèi)型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，所以說(shuō)，結(jié)構(gòu)類(lèi)型的綜合與優(yōu)選是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最富有創(chuàng)造性、最具活力的階段，但又是十分復(fù)雜和困難的階段，因?yàn)樗婕暗皆O(shè)計(jì)人員的知識(shí)（深度和廣度）、經(jīng)驗(yàn)、靈感和想象力等眾多因素，這也是多年來(lái)困擾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的主要問(wèn)題之一。

5.3 分析計(jì)算過(guò)程

根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)類(lèi)型建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)、物理模型以及相應(yīng)的方程組，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，這一過(guò)程需要反復(fù)優(yōu)化求解。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)及優(yōu)化計(jì)算學(xué)的迅速發(fā)展，使得這一問(wèn)題有了突破性的進(jìn)展。

5.4 設(shè)計(jì)過(guò)程

完成上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析、計(jì)算、綜合、選優(yōu)過(guò)程后，即可進(jìn)入結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)階段，包括選擇零部件的材料、確定零部件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸，繪制零部件圖、裝配圖等。為進(jìn)一步提高設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力，還需利用美學(xué)原則對(duì)設(shè)備進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，使設(shè)備外型具有宜人性、時(shí)尚性，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)用與美觀(guān)的完美結(jié)合。這一過(guò)程主要解決基于可靠性、工藝性、安全性、維修性、美觀(guān)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)理論、技術(shù)和方法，在國(guó)內(nèi)外的許多企業(yè)中取得了顯著效果和效益。

6 結(jié) 語(yǔ)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是比較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，特別強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的人，特別是在集成過(guò)程中，選擇過(guò)程和設(shè)計(jì)過(guò)程中的主導(dǎo)和創(chuàng)造性的作用。

由于軍用電子設(shè)備的特殊性，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不形成自己的風(fēng)格，缺乏創(chuàng)新性和競(jìng)爭(zhēng)力，創(chuàng)新是軍用電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的要求，充分發(fā)揮自己的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng)造性，大膽運(yùn)用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出具有時(shí)代感的軍用電子設(shè)備。

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