議機(jī)械工程設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的運(yùn)用

成春

摘 要：本文從闡述創(chuàng)新思維的定義入手，進(jìn)一步分析了機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)概念，介紹了在機(jī)械工程中運(yùn)用創(chuàng)新思維的重要作用以及機(jī)械工程設(shè)計(jì)的改進(jìn)歷程，最后提出了創(chuàng)新思維在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程設(shè)計(jì) 創(chuàng)新思維 定義 重要作用 改進(jìn)歷程 運(yùn)用方法

Discussion on the Application of Innovative Thinking in Mechanical Engineering Design

Chen Chengchun

Abstract：This article starts with expounding the definition of innovative thinking， further analyzes the related concepts of mechanical engineering innovative design， introduces the important role of innovative thinking in mechanical engineering and the improvement process of mechanical engineering design， and finally proposes the application methods of the innovative thinking in mechanical design.

Key words：mechanical engineering design， innovative thinking， definition， important role， improvement process， application method

1 引言

機(jī)械工程在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的重要性毋庸置疑，而采取科學(xué)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)方法，加大對(duì)創(chuàng)新思維的運(yùn)用，則可以豐富機(jī)械產(chǎn)品的外觀造型、優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、完善機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，事實(shí)上，正是因?yàn)閯?chuàng)新思維與現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，才使得機(jī)械工程設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)階段轉(zhuǎn)向了現(xiàn)代化階段。因此，如何對(duì)創(chuàng)新思維進(jìn)行科學(xué)運(yùn)用，提升設(shè)計(jì)效率，值得思考。

2 創(chuàng)新思維的定義

創(chuàng)新思維作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展大力提倡的一種思維模式，得到了各行各業(yè)的重視。究其本質(zhì)，創(chuàng)新思維主要是指人們突破傳統(tǒng)思維習(xí)慣，在常見(jiàn)的事物中挖掘新的思路或是創(chuàng)造新的事物，它能夠引導(dǎo)人從多個(gè)角度看待問(wèn)題，以全新的思路解決問(wèn)題，力求辦事、工作的精簡(jiǎn)性與高效性。而將創(chuàng)新思維與機(jī)械工程設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，可以在很大程度上改善其設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，打造更為出色的機(jī)械工程產(chǎn)品。

3 機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)

3.1 機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的

步入現(xiàn)代社會(huì)，機(jī)械工程領(lǐng)域逐步向高精尖方向進(jìn)步，因此在工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中引入創(chuàng)新思維可謂是勢(shì)在必行。事實(shí)上，運(yùn)用創(chuàng)新思維，其一大目的就在于提升機(jī)械工程產(chǎn)品的智能化與科技化水平，提升其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這些創(chuàng)新產(chǎn)品可以申請(qǐng)相關(guān)的專(zhuān)利，進(jìn)而給企業(yè)單位甚至是國(guó)家社會(huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

3.2 機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)形式和特點(diǎn)

在機(jī)械工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用創(chuàng)新的思維與眼光，就需要首先具備出色的形象思維能力，并且將其與邏輯推斷、綜合分析等不同的方法與手段融合起來(lái)，在設(shè)計(jì)人員的腦海中構(gòu)成初步的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，進(jìn)而將其與特定的工程項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，使之更加具體化，形成相關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及模型，最終達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果。與一般的設(shè)計(jì)工作不同，機(jī)械設(shè)計(jì)的特殊性在于設(shè)計(jì)工作者必須兼具出色的創(chuàng)造力與專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，要能夠靈活運(yùn)豐富的機(jī)械知識(shí)原理與現(xiàn)代化創(chuàng)新思維，最終打造出能滿足社會(huì)生產(chǎn)需要的科學(xué)的機(jī)械產(chǎn)品。當(dāng)前的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)包含了兩個(gè)關(guān)鍵理念，其一是對(duì)生產(chǎn)及生活系統(tǒng)加以完善，推動(dòng)其不斷優(yōu)化升級(jí)，再則是對(duì)新產(chǎn)品、機(jī)器的研發(fā)。當(dāng)前機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心特征在于它本身具有一定的綜合性與復(fù)雜性特征，它是多個(gè)學(xué)科知識(shí)與專(zhuān)業(yè)技術(shù)的交叉與結(jié)合，且在整個(gè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，其中的部分工作帶有非數(shù)據(jù)性特征，必須在深厚積淀與豐富經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上展開(kāi)合理判斷，此時(shí)才能將創(chuàng)新思維的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。除此之外，機(jī)械工程的設(shè)計(jì)還應(yīng)該具有一定的邏輯分析作用，進(jìn)而提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效果?？偠灾瑱C(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與發(fā)展是一個(gè)持續(xù)的長(zhǎng)期的過(guò)程，不可能一蹴而就，因此要將機(jī)械工程的設(shè)計(jì)當(dāng)做一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的事業(yè)，在長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)工作的整體性與長(zhǎng)遠(yuǎn)性的特征。

4 在機(jī)械工程中運(yùn)用創(chuàng)新思維的重要作用

4.1 豐富了機(jī)械產(chǎn)品的外觀造型

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速進(jìn)步，群眾生活水平不斷得到改善，其不僅在物質(zhì)追求方面有了質(zhì)的提升，在精神追求與審美方面也表現(xiàn)出更高的標(biāo)準(zhǔn)?；诖?，群眾在選擇機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，會(huì)直觀地對(duì)其外觀造型是否符合個(gè)人審美加以評(píng)估，進(jìn)而形成其選擇產(chǎn)品的一個(gè)重要考慮指標(biāo)。在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品加以分析選購(gòu)時(shí)，群眾對(duì)機(jī)械產(chǎn)品外觀的關(guān)注，形成了一個(gè)重要的市場(chǎng)需求標(biāo)準(zhǔn)，并且從該方面促使機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品外觀進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品的外觀、顏色、造型的展示等方面下功夫，探索出系統(tǒng)化的外觀設(shè)計(jì)理念與方法，不斷提高產(chǎn)品外觀美觀度，以此希求得到市場(chǎng)受眾的廣泛關(guān)注與認(rèn)可。

4.2 優(yōu)化了機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，在機(jī)械工程的設(shè)計(jì)工作中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)始終是占據(jù)核心地位的一個(gè)關(guān)注對(duì)象，因?yàn)樘囟óa(chǎn)品的結(jié)構(gòu)如何，其框架特征與元件配置如何，會(huì)在很大程度上影響其實(shí)用價(jià)值，決定了其最終能在多大程度上滿足市場(chǎng)受眾的使用需求。而在對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不同地區(qū)、生活環(huán)境的人會(huì)對(duì)其有著不同的使用需求，進(jìn)而要對(duì)個(gè)性化設(shè)置保持足夠的關(guān)注。事實(shí)上，加強(qiáng)創(chuàng)新思維的利用，可以對(duì)機(jī)械產(chǎn)品性能進(jìn)行必要的豐富處理，使其性能能在更大范圍內(nèi)滿足更多的受眾，而個(gè)性化思維則能在受眾需求細(xì)分的基礎(chǔ)上，把握其各自的消費(fèi)傾向，為其提供更貼合其心意的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，進(jìn)而得到受眾的青睞。

4.3 完善了機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案

為了保證生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品能良好高效運(yùn)行，就需要對(duì)其運(yùn)動(dòng)方案做出科學(xué)的設(shè)計(jì)與處理，而在該方面的設(shè)計(jì)中，依然需要將消費(fèi)者的現(xiàn)實(shí)需要作為出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的方案需要得到多次試驗(yàn)與檢測(cè)，唯有達(dá)到投產(chǎn)要求后才能通過(guò)該方案。而在對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案加以設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用創(chuàng)新思維是必然的，它可以在對(duì)市場(chǎng)需求概況加以分析的前提下，對(duì)方案進(jìn)行持續(xù)的調(diào)整與優(yōu)化，最終形成與客戶需求匹配度最高的方案結(jié)果，從整體上提升機(jī)械工程設(shè)計(jì)效果。

4.4 實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品新能源設(shè)計(jì)需求

由于機(jī)械工程的生產(chǎn)需要耗費(fèi)大量的資源，且必然會(huì)產(chǎn)出一定量的固體、氣體與液體廢棄物，因此可能對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響。而按照傳統(tǒng)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)模式，其所用資源大多為不可再生類(lèi)，因此其對(duì)生態(tài)的破壞往往難以恢復(fù)，其造成的嚴(yán)重后果令人咋舌。因此，在機(jī)械工程設(shè)計(jì)工作中引入創(chuàng)新思維，就必然要對(duì)綠色生態(tài)理念與技術(shù)進(jìn)行充分的利用，要重視對(duì)新型清潔能源的利用，要對(duì)生產(chǎn)工序進(jìn)行持續(xù)的創(chuàng)新，使其減少污染物排放量，創(chuàng)造更好的生態(tài)效益。

5 機(jī)械工程設(shè)計(jì)的改進(jìn)歷程

5.1 傳統(tǒng)機(jī)械工程設(shè)計(jì)

機(jī)械行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)歷經(jīng)百年，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要工作人員首先對(duì)市場(chǎng)行情與特定品類(lèi)的機(jī)械產(chǎn)品分布情況展開(kāi)調(diào)查研究，并且對(duì)當(dāng)下的客戶實(shí)際需求加以分析，進(jìn)而對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中必須關(guān)注的常見(jiàn)問(wèn)題展開(kāi)全面的預(yù)測(cè)總結(jié)，由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)這些整理出的問(wèn)題及其相關(guān)的解決方案加以審查，制作成策劃案。在方案制定完成后，需要將其分發(fā)給有關(guān)人員，對(duì)方案進(jìn)行分析以及評(píng)價(jià)，提升設(shè)計(jì)方案的認(rèn)可度以及權(quán)威性。

5.2 現(xiàn)代機(jī)械工程設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)本身帶有創(chuàng)新性質(zhì)與要求，尤其是進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)以后，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，機(jī)械工程設(shè)計(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力必然被歸結(jié)在其創(chuàng)造能力方面。當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)水平、科技研發(fā)能力都得到了一定的改善?；诖?，行業(yè)內(nèi)各企業(yè)單位紛紛從技術(shù)創(chuàng)新、專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)等方面入手，對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行全面創(chuàng)新，將智能化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備引入設(shè)計(jì)工作中，改變傳統(tǒng)的依賴(lài)人力進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)分析與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的落后模式。

6 創(chuàng)新思維在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

6.1 智力思維法

究其實(shí)質(zhì)，在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用智力思維法，指的是設(shè)計(jì)人員捕捉腦海中瞬間出現(xiàn)的靈感，或者提取出潛意識(shí)中突然冒出的新想法，也可以指特定的工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就某個(gè)特定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，安排專(zhuān)業(yè)的研究人員對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的分析與探討，在類(lèi)似的專(zhuān)家探討活動(dòng)與專(zhuān)業(yè)會(huì)議上，各個(gè)設(shè)計(jì)人員可以自由發(fā)言或者互相交流，進(jìn)而產(chǎn)生思維的碰撞，誘導(dǎo)更多新穎的觀點(diǎn)的產(chǎn)生。而在這一系列工作中，不論是怎樣產(chǎn)生靈感與思路，其觀點(diǎn)、角度越多，能形成的設(shè)計(jì)方案往往更具水平，其調(diào)整與優(yōu)化的空間也更大。

6.2 推理思維法

如前文所述，在機(jī)械工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)用到推理思維法，而該方法又可以細(xì)分為四種不同的形式。其一是提問(wèn)法——它用提問(wèn)的方式，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造以及性能方面的一些不足，找到改進(jìn)之處，從而開(kāi)發(fā)出各方面表現(xiàn)更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品。其二，反面求索法。是對(duì)現(xiàn)階段形成的解決方案進(jìn)行否定，然后從常規(guī)的對(duì)立方向考慮，從產(chǎn)品相反方面以及組成部件的相反方面進(jìn)行分析，找到創(chuàng)新設(shè)計(jì)途徑。其三，缺點(diǎn)列舉法。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案或者機(jī)械產(chǎn)品的缺陷，進(jìn)行缺點(diǎn)列舉，可以看出原方案以及產(chǎn)品的諸多不足，找到改進(jìn)的方案以及方法，展開(kāi)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)列舉法通常在機(jī)械改良型產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到。其四，系統(tǒng)分析法。是對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及方案展開(kāi)分析，找到設(shè)計(jì)方案中的優(yōu)缺點(diǎn)，最終形成合理的解決方法。

6.3 聯(lián)想類(lèi)比法

不只是在機(jī)械工程的設(shè)計(jì)這一個(gè)領(lǐng)域，在整個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)，聯(lián)想、設(shè)計(jì)的方法都是極為常見(jiàn)的。例如，相似類(lèi)比法，它指的是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)特定機(jī)械工程產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能及生產(chǎn)工藝進(jìn)行深入研究，通過(guò)對(duì)目標(biāo)工程具有相似性的系統(tǒng)、部件展開(kāi)來(lái)，對(duì)其進(jìn)行分解研究，進(jìn)而模擬出新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。如在設(shè)計(jì)中結(jié)合齒輪嚙合原理，發(fā)明同步齒形傳動(dòng)技術(shù)，經(jīng)過(guò)對(duì)人與動(dòng)物進(jìn)行相似類(lèi)比，可以設(shè)計(jì)出與動(dòng)物生存方式形式的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，如根據(jù)螃蟹鉗爪，設(shè)計(jì)出蟹爪裝載結(jié)構(gòu)等。與之相對(duì)的，移植法也是采取類(lèi)比的原理，該方法是把別的行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)移植到機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域內(nèi)，例如將物理學(xué)領(lǐng)域的激光技術(shù)借鑒到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，就可以形成激光切割機(jī)的先進(jìn)儀器。除此之外，還有一種仿生法，目前在機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域模仿人類(lèi)設(shè)計(jì)出的機(jī)器人，就是仿生法的應(yīng)用，機(jī)器人的出現(xiàn)在很大程度上造福了人類(lèi)社會(huì)。

6.4 組合創(chuàng)新法

組合創(chuàng)新法的運(yùn)用又可以細(xì)分為模塊組合法、形態(tài)矩陣法等等。其中，模塊組合法是在系統(tǒng)以及設(shè)備中結(jié)合相似功能及聯(lián)系的分類(lèi)，找到基本功能的單元以及獨(dú)立層次，將這些單元設(shè)計(jì)成規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的模塊，用戶對(duì)其中一些模塊進(jìn)行更換，不需要重新購(gòu)買(mǎi)機(jī)器。而形態(tài)矩陣法則是將復(fù)雜問(wèn)題結(jié)合影響因素的分類(lèi)做出分解，用圖解法將各個(gè)影響因素配合組合，然后找到其中每個(gè)參量的所有可能狀態(tài)，并將目標(biāo)標(biāo)記與目標(biāo)的特征形成形態(tài)矩陣，這樣就會(huì)得到很多設(shè)計(jì)方案，在大型機(jī)械設(shè)計(jì)中。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的運(yùn)用問(wèn)題的探討，意義重大。相關(guān)工作人員需要明確創(chuàng)新思維與機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念，主動(dòng)了解機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的、形式和特點(diǎn)，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)創(chuàng)新思維在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法展開(kāi)研究，并對(duì)智力思維法、推理思維法、聯(lián)想類(lèi)比法、組合創(chuàng)新法進(jìn)行全面深入的研究與正確的實(shí)踐。

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