淺析輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的新思維和新方法

張文賢 諸玲玲

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200072）

輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)最早在我國(guó)興起是20世紀(jì)90年代，是機(jī)械工程學(xué)科領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，主要通過(guò)工藝的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械的制造和生產(chǎn)。但是由于我國(guó)的工作機(jī)械發(fā)展整體比較滯后，其發(fā)展過(guò)程一直缺乏強(qiáng)勁的創(chuàng)新動(dòng)力，而且在設(shè)計(jì)方法上也很難出現(xiàn)大跨步的創(chuàng)新，缺少創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展便缺少了遠(yuǎn)期長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 整體規(guī)劃輕工機(jī)械創(chuàng)新

1.1 關(guān)注目標(biāo)創(chuàng)新和理念創(chuàng)新

進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，必須注重創(chuàng)新，在整個(gè)過(guò)程中發(fā)揮的巨大作用，缺少了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，會(huì)喪失生命力，新穎性甚至市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)輕工機(jī)械首先要從理念角度樹(shù)立科學(xué)合理的目標(biāo)，將創(chuàng)新理念與目標(biāo)作為一切創(chuàng)新活動(dòng)的基礎(chǔ)，立足當(dāng)前的實(shí)際需要，在市場(chǎng)的引導(dǎo)下合理規(guī)劃整體發(fā)展方案，從而不斷尋求理念和目標(biāo)的創(chuàng)新，以指導(dǎo)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展。

1.2 關(guān)注工作機(jī)理與工作模式創(chuàng)新

在設(shè)計(jì)輕工機(jī)械的前期和初期，必須將遠(yuǎn)期發(fā)展建立在創(chuàng)新目標(biāo)與理念的基礎(chǔ)上，切實(shí)注重創(chuàng)新理念與目標(biāo)在創(chuàng)新工作中發(fā)揮的重要作用，通過(guò)機(jī)理和模式的突破，尋找能夠適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的可行性方案，特別是在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，要關(guān)注從小到大和由淺入深原則的運(yùn)用，對(duì)其中的組合參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，逐步將創(chuàng)新過(guò)程與設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，將創(chuàng)新細(xì)節(jié)滲透到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的全過(guò)程。

2 新思維和新方法在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 建立輕工機(jī)械功能求解模型

設(shè)計(jì)輕工機(jī)械與其他任何產(chǎn)品的創(chuàng)新都有著一定的共同點(diǎn)，在設(shè)計(jì)創(chuàng)新前都應(yīng)當(dāng)建立功能求解模型，從而為設(shè)計(jì)工作提供基礎(chǔ)和依據(jù)?？陀^的功能求解模型是設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的前提條件，也是保證效率和創(chuàng)新的基礎(chǔ)，輕工機(jī)械的設(shè)計(jì)包括對(duì)產(chǎn)品功能效應(yīng)、分解過(guò)程、執(zhí)行動(dòng)作等方面的構(gòu)思，對(duì)組成部分進(jìn)行全面考量。要將輕機(jī)產(chǎn)品的功能原理、動(dòng)作過(guò)程在模型中統(tǒng)籌規(guī)劃為一個(gè)整體，從而與產(chǎn)品的特質(zhì)保持一致，并且符合輕工機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新需要。

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，既要保證創(chuàng)新理念的實(shí)現(xiàn)，也要注重該理念的大眾性和易于接受性，同時(shí)要有較強(qiáng)的實(shí)踐性和操作性，既要注重輕工機(jī)械在設(shè)計(jì)上結(jié)構(gòu)思路的完整，又要確保其在具體實(shí)踐過(guò)程中能夠生產(chǎn)落地。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)通過(guò)整個(gè)功能求解模型的不同環(huán)節(jié)，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中巧妙融入創(chuàng)新方法與創(chuàng)新思維，不僅能夠?yàn)檩p工機(jī)械設(shè)計(jì)自身提供創(chuàng)新引導(dǎo)，而且在衍生效應(yīng)的影響下，還會(huì)帶動(dòng)其他領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新，從而疊加出現(xiàn)各類不同功能和效應(yīng)，以促進(jìn)輕工機(jī)械的設(shè)計(jì)和發(fā)展。應(yīng)當(dāng)在運(yùn)用功能求解模型時(shí)同步驗(yàn)證創(chuàng)新理念的可靠性，從而為輕工機(jī)械設(shè)計(jì)提供具有創(chuàng)新意義的方法與途徑，建立功能求解模型過(guò)程是輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在，也是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)其后續(xù)的方案有直接的影響，因此需要給予足夠的重視。

2.2 輕工機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新方案

功能求解模型的運(yùn)用中，需要對(duì)各部分所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，有些執(zhí)行動(dòng)作有可能是多個(gè)機(jī)構(gòu)共同作用實(shí)現(xiàn)，也存在一定的可能性是由不同的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)單獨(dú)各自產(chǎn)生作用，因此在創(chuàng)新輕工機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要明確功能求解模型，還要對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案加以 明確。

2.2.1 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的原則

設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的過(guò)程中必須注重相容性和最優(yōu)化的設(shè)計(jì)原則，一方面在整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)揮作用過(guò)程中必須使各部分機(jī)構(gòu)保持執(zhí)行動(dòng)作的同步，在執(zhí)行時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)上必須協(xié)調(diào)一致，從而按照相容性的原則精準(zhǔn)輸出動(dòng)作。另一方面，想要系統(tǒng)創(chuàng)新性和整體性能達(dá)到最優(yōu)，必須在系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)上做足功夫，保證其分別最優(yōu)化。系統(tǒng)各部分機(jī)構(gòu)的性能都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體綜合指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響，因此在完成各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)也必須把握統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理念與思維，以便其在組合完成后能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.2.2 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的多元化

要運(yùn)用形態(tài)學(xué)矩陣的分析方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的變化與動(dòng)態(tài)更新，突出展示多元化的效果，如果系統(tǒng)中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都有不同的數(shù)量，那么系統(tǒng)的整體方案數(shù)便是所有機(jī)構(gòu)數(shù)相乘的數(shù)值，因?yàn)槊總€(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在進(jìn)行工藝動(dòng)作分解后能夠得到不同的執(zhí)行動(dòng)作結(jié)果，從而使得設(shè)計(jì)方案在理論上來(lái)看能夠?qū)崿F(xiàn)多種組合效果。

2.2.3 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案的創(chuàng)新性評(píng)價(jià)和決策

動(dòng)力性能、輸出效果、系統(tǒng)功能、工作穩(wěn)定性、工作性能等方面都是機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)一系列指標(biāo)完成綜合評(píng)價(jià)，能夠從中獲取到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，在評(píng)選方案的過(guò)程中，一方面要選取實(shí)施效果最佳的方案，另一方面要注重方案的創(chuàng)新性和優(yōu)越性，從可持續(xù)發(fā)展的角度積極開(kāi)拓方案中的啟發(fā)式效果，尋求具有積極意義的創(chuàng)新方案。通過(guò)對(duì)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面、綜合而客觀的創(chuàng)新性評(píng)價(jià)，找到新的創(chuàng)新思維與方法。創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)需要借助一定的技巧和框架，在科學(xué)的思路下完成，通過(guò)運(yùn)用創(chuàng)造性的技能和思維，以及規(guī)范的設(shè)計(jì)方法，將協(xié)調(diào)創(chuàng)新、概念創(chuàng)新、決策創(chuàng)新、目標(biāo)創(chuàng)新與細(xì)節(jié)創(chuàng)新融入到設(shè)計(jì)過(guò)程中。概念創(chuàng)新主要完成確定設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)概念的創(chuàng)新，由內(nèi)部組成和設(shè)計(jì)方案構(gòu)成構(gòu)思創(chuàng)新，在再詳細(xì)設(shè)計(jì)創(chuàng)新中將各部分功能進(jìn)行細(xì)化從而形成詳細(xì)組成，和諧協(xié)調(diào)創(chuàng)新主要包括設(shè)計(jì)人、事物、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，而評(píng)價(jià)決策創(chuàng)新主要包括建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)模型進(jìn)行最優(yōu)方案求解。

3 總結(jié)

總之，新思維與新方法是輕工機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中必須注重的一項(xiàng)任務(wù)，也是輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)改革的必要方向，必須在發(fā)展的過(guò)程中不斷追求創(chuàng)新，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)充分結(jié)合時(shí)代需要，將理念中融入新思維和新發(fā)展，才能夠使得輕工機(jī)械設(shè)計(jì)取得可持續(xù)的發(fā)展，不斷挖掘發(fā)展的源動(dòng)力。