現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新設(shè)計理論與方法

簡幫強

摘 要：隨著我國工程設(shè)計技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代機械設(shè)計成為工程設(shè)計的“寵兒”，推動著我國現(xiàn)代工程的快速發(fā)展，實現(xiàn)現(xiàn)代機械設(shè)計不斷創(chuàng)新就顯得尤為重要。為了能夠全面了解和把握現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新設(shè)計理論和方法，本文將結(jié)合現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展進程等方面知識，對其進行分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機械設(shè)計;創(chuàng)新設(shè)計;理論;方法

隨著我國各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國工業(yè)逐漸走向智能化發(fā)展，在面對世界智能工程概念的普及，我國智能工業(yè)化進程可以說面臨著巨大的挑戰(zhàn)，國家對機械設(shè)計的要求必然會越來越高。近幾年，我國開始對現(xiàn)代機械設(shè)計專業(yè)人才加大力度培養(yǎng)，為了能夠讓現(xiàn)代機械設(shè)計方面的人才更加專業(yè)化，并能夠創(chuàng)造出更加符合當(dāng)代人生產(chǎn)生活的需求，我國相關(guān)部門首先從現(xiàn)代機械創(chuàng)新設(shè)計理論開始著手。

1 機械設(shè)計理論與方法的發(fā)展進程

縱觀世界現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展歷程，按照時間節(jié)點，現(xiàn)代機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展可以分為兩個階段，第一階段要追溯到17世紀，一直到20世紀中葉，是現(xiàn)代機械設(shè)計的初級階段[1]，該階段的機械設(shè)計非常傳統(tǒng)，且設(shè)計的水平一般，方法、理念等方面更無科學(xué)化可言。很多時候新產(chǎn)品的研發(fā)速度非常慢，可以說，此時的機械設(shè)計不僅受到各種條件的制約，生產(chǎn)力低下，無法滿足當(dāng)時市場的需求。第二階段是從20世紀中后期至今[2]，新興技術(shù)的引進，帶動了現(xiàn)代機械設(shè)計技術(shù)的提高，在這一階段，我國機械制造業(yè)的整體水平都得到了大幅度提升。

2 現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法需具備的特點

2.1 創(chuàng)新性

21世紀以來，創(chuàng)新已經(jīng)滲入到人們的生產(chǎn)、生活中，對我國各行各業(yè)的影響非常深遠，更是現(xiàn)代機械設(shè)計快速發(fā)展到的源泉[4]。從企業(yè)的角度看，不進行積極地創(chuàng)新該給，就無法在新型市場經(jīng)濟的激烈競爭中獲得一席之地。對研究人員來說，創(chuàng)新是其開展現(xiàn)代機械設(shè)計理念的基礎(chǔ)，一方面研究人員要結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計理念中的重要部分，另一方面要將現(xiàn)代先進技術(shù)理念融合進去。目前，在我國現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)域，很多技術(shù)人才在學(xué)習(xí)先進國外經(jīng)驗的同時，能夠充分發(fā)揮自己的主觀能動性，充分利用現(xiàn)代機械設(shè)計不斷創(chuàng)新的特點，挖掘機械設(shè)計理論的核心體系，促進我國現(xiàn)階段很多機械設(shè)計產(chǎn)品實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

2.2 綜合性

隨著我國現(xiàn)代機械設(shè)計的快速發(fā)展，在人們智慧下，已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)代機械設(shè)計與市場需求相互融合，在人們的生產(chǎn)、生活中發(fā)揮了重要的作用。作為現(xiàn)代機械設(shè)計人才，在創(chuàng)新的同時，還要考慮現(xiàn)代機械設(shè)計產(chǎn)品的綜合性發(fā)展，對產(chǎn)品可以創(chuàng)新，但是不能天馬行空的想象，要讓自己的產(chǎn)品符合人們生產(chǎn)、生活的需求。在設(shè)計現(xiàn)代機械產(chǎn)品時，就要求設(shè)計員們主要考慮產(chǎn)品與市場的融合、產(chǎn)品與人們需求的融合等方面，科學(xué)的作出綜合性考量，這樣才能確保更多現(xiàn)代機械設(shè)計產(chǎn)品的生產(chǎn)，進而滿足市場經(jīng)濟的需求[3]。

3 現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新方法

3.1 對現(xiàn)代機械型號、規(guī)格進行創(chuàng)新設(shè)計

我國各行各業(yè)在快速發(fā)展的過程中，對機械型號和規(guī)格精準度的要求也會越來越高。尤其對機械的型號和規(guī)格，在設(shè)計方面有著非常嚴格的要求。怎樣才能讓機械的型號和規(guī)格可以滿足各行各業(yè)的需求，這就需要設(shè)計員們進行創(chuàng)新。如在保障機械產(chǎn)品基本功能的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品的型號和規(guī)格進行改進優(yōu)化，使其滿足各行各業(yè)的標準。同時還可以在原有功能的基礎(chǔ)上，不斷豐富其功能，就如同在人們的生活中經(jīng)常使用的刀一樣，通過在外形上改進，使其既可以切菜，又可以起瓶蓋，這樣多功能的產(chǎn)品才是現(xiàn)階段市場的需求。在設(shè)計的過程中，很多設(shè)計員們結(jié)合了數(shù)學(xué)模型的算法，對每個現(xiàn)代機械產(chǎn)品進行精準設(shè)計，這樣做既可以提高新型機械產(chǎn)品的質(zhì)量，又可以滿足人們對新型機械產(chǎn)品的要求。在實際生產(chǎn)過程中，該方法無疑成為設(shè)計員們的一個技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新。

3.2 引進先進的信息技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)計算機技術(shù)的普及，無疑為我國現(xiàn)代機械設(shè)計增添了動力，至今在機械設(shè)計領(lǐng)域，已經(jīng)起到了非常重要的影響，計算機技術(shù)可以在龐大網(wǎng)絡(luò)群體的支撐下，為設(shè)計員們提供最前沿、更先進的產(chǎn)品信息以及現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展方向，幫助設(shè)計員們充分了解和預(yù)算產(chǎn)品的特性，進而提出可行性的改革思路和方案。近幾年，在現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)域，三維模型圖等設(shè)計理念都是通過計算機技術(shù)來實現(xiàn)的，可以說，在現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)域，通過結(jié)合計算機技術(shù)，在很大程度上節(jié)約了時間、物力和人力的成本，很多技術(shù)人員可以通過計算機技術(shù)突破時間和空間的限制，讓每一個設(shè)計的概念產(chǎn)品具有自動調(diào)節(jié)的功能。

此外，技術(shù)人員通過在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)線上和線下同步互動，及時分享自己的設(shè)計理念，與同行技術(shù)人才共享設(shè)計經(jīng)驗，這樣在相互學(xué)到知識的同時，還可以激發(fā)自己的靈感，進而全面提升現(xiàn)代機械設(shè)計的整體水平。

3.3 采用并行與集成設(shè)計方法

現(xiàn)代機械設(shè)計實現(xiàn)創(chuàng)新，不僅要依靠創(chuàng)新的思維和先進的技術(shù)，還要依靠設(shè)計的方法，現(xiàn)階段，在我國現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)域最常見的一種設(shè)計方法是并行與集成設(shè)計法。所謂的并行與集成設(shè)計法是指在現(xiàn)代機械產(chǎn)品制作的統(tǒng)一時間段內(nèi)，既可以實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)又可以進行產(chǎn)品的測試，實現(xiàn)了生產(chǎn)、測試同步進行，在很大程度上縮短了機械產(chǎn)品上市的時間，這對我國現(xiàn)代機械產(chǎn)品設(shè)計員們來說無疑是一個福音。與此同時，并行和集成設(shè)計方法能夠從兩個方面幫助設(shè)計員們解決新型的難題，即減少設(shè)計生產(chǎn)的時間和降低重復(fù)修改的次數(shù)，也就是說這樣的方法能夠提高設(shè)計員們整體設(shè)計的質(zhì)量?，F(xiàn)代機械創(chuàng)新設(shè)計的方法隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷的更新?lián)Q代，現(xiàn)階段，并行與集成設(shè)計方法已經(jīng)成為技術(shù)員們首選的方案。

3.4 優(yōu)化設(shè)計與仿生類比設(shè)計法

在我國現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)域中，還有一種方法被廣泛應(yīng)用，那就是優(yōu)化設(shè)計與仿生類比設(shè)計法。該方法的核心操作主要體現(xiàn)在設(shè)計員們充分利用計算機、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科理論為支撐點，在設(shè)計研究期間，通過不斷創(chuàng)新和改良，利用計算機模型對產(chǎn)品進行設(shè)計，這樣做可以在設(shè)計的環(huán)節(jié)中，對可預(yù)知的問題進行及時修正，在很大程度上提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率。從現(xiàn)代機械研發(fā)的角度看，優(yōu)化設(shè)計與仿生類比設(shè)計法可以讓設(shè)計員們有效的利用仿生學(xué)原理，對現(xiàn)代機械創(chuàng)新設(shè)計的產(chǎn)品進行模擬和演練，這樣從實驗中找出產(chǎn)品的問題，設(shè)計員們需要將從中獲得的啟示做好記錄，作為經(jīng)驗累積的基礎(chǔ)。

3.5 變形設(shè)計與移植技術(shù)設(shè)計法

在現(xiàn)代機械創(chuàng)新設(shè)計的方法中，變形設(shè)計與移植技術(shù)也是非常常見的設(shè)計方法，這種方法主要應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)上，設(shè)計員們會結(jié)合這兩種方法對產(chǎn)品設(shè)計、加工的原理和功能進行大數(shù)據(jù)分析，來提高產(chǎn)品整體的質(zhì)量[4]。在我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展中，除了機械產(chǎn)品制造業(yè)之外，還有很多行業(yè)的發(fā)展也開始逐步引進這種變形設(shè)計和移植技術(shù)的方法，很多設(shè)計者們在原來方法的基礎(chǔ)上，進行了大刀闊斧的改良，他們不斷發(fā)揮自己的主觀能動性，讓這樣的技術(shù)和方法符合自己行業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中，現(xiàn)代機械設(shè)計有著非常重要的影響，提高我國工業(yè)的整體水平，現(xiàn)代機械設(shè)計必須創(chuàng)新，只有為現(xiàn)代機械設(shè)計注入源源不斷的創(chuàng)新理念，才能促進我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展更加多元化。不論是集成設(shè)計、變形設(shè)計還是仿生類比設(shè)計等，都應(yīng)以創(chuàng)新為出發(fā)點，努力制造出更多智能化的創(chuàng)新機械產(chǎn)品。

參考文獻：

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