淺談機械設計的創新

楊飛

摘 要： 現代機械設計具有性能較高結構簡單和成本降低效率提高等特點，科技的進步離不開創新精神，現代機械設計必須堅持創新理念。本文對機械設計創新的理論、內涵及意義進行了論述，并對國內外創新方法進行了研究。

關鍵詞： 機械設計；設計創新；創新方法

一、機械自動化的定義

對于現代機械的定義，不同研究機構的觀點不一樣。例如美國機械工程師協會，在1984 年將其定義為：現代機械就是經過計算機信息網絡和諧與控制的機械和（或）機電部件彼此聯系的體系，該體系可以完結機械力、運動和能量流等動力學任務。而世界機器與組織理論聯合會將現代機械定義為：機電一體化是精細機械工程、電子控制和體系思維在產品設計和制造過程中的協同聯系。

二、現代機械特點

1、性能較高結構簡單

與傳統機械不同的是，現代機械具有較高的性能，其結構也越來越簡單，功能變更更加容易、方便。隨著技術的發展，設計方法變得多樣化，作為設計人員，可以將多種技術進行融合，最終實現現代機械的綜合利用。并通過不同的角度和切入點，使現代機械具有更加科學合理的結構，順應時代發展的需求。

2、成本降低效率提高

現代機械的成本大幅度降低，因此能夠獲得更多的效益，節省人力、物力、財力。同時現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。在產品質量上也獲得提高，工作整體質量得以提升。

三、現代機械設計方法概論

1、現代機械設計創新理論

隨著時間的發展，現代機械設計已經發展得日益完善，逐漸形成一門內容龐雜的學科。在學科發展日益成熟的大背景下，創新顯得越來越重要，所謂機械設計創新理論，指的是在機械設計學理論的基礎上，不斷發散思維，從認識科學、思維科學、設計方法學、發明學、美術學、創造學等相關學科中汲取有益成分，觸類旁通，并運用系統科學、信息科學、計算機技術等技術手段，融合美學原理，設計出對國家經濟發展和社會進步有價值的產品。現代機械創新設計是一種實踐活動，該活動必須以理論知識為指導，同時必須植根于實踐活動之中，只有在此基礎上，讓設計者的想象力、創造力等充分釋放出來，才能設計出實用性和創造性俱佳的產品。

2、機械設計創新的原則

機械設計創新不能隨意而為，必須堅持一定的原則，在條件允許的情況下開展創新，機械設計創新必須摒棄舊的思維和方法，并隨著社會的進步不斷改進方法。機械設計創新需堅持以下原則：

（1）獨創性

獨創性是機械設計創新最根本的原則，指的是打破常規的設計方法和理念，采用科學合理的全新方案和組合，設計出獨特的產品。

（2）實用性

機械設計服務于現實生活，機械設計創新不能任意而為，而必須注重社會需求，必須使產品具備合理的功能，并且易于使用者使用。

（3）突破性

突破性指的是機械設計創新必須打破原有思維方式，同時不斷從其他領域找靈感，激發新的思想，開拓新的局面。

3、開展現代機械設計創新的意義

現代機械設計創新的研究成果，運用到生產實際將帶來巨大的經濟效益和社會效益，同時其具有的學術價值更是不容忽視的，對于機械設計行業的可持續發展具有非常重要的意義，是其發展的根本動力。機械設計產品所體現出來的并不僅僅是科學技術的運用與實現，更是設計者思維方式的反映。設計者在進行機械設計的過程中，其思維方式也不斷地獲得提高。同樣設計者的思維方式融入到產品的設計中，使產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、智能化的方向發展。現代化的創新力量不斷涌入，必將促進機械設計的發展，使機械產品更加充滿生機和活力。

四、國內外機械設計創新的方法研究

1、機械設計創新理論方法

在國外，由于機械設計起步較早，發展較為成熟，因此研究成果十分豐富，目前已經形成了三種較為成熟的理論。

（1）普適設計理論

該理論起源于德國，是以傳統設計方法為基礎衍生出來的一種理論，即通過將現有設計方法進行總結和規范，形成具體的設計規則模型，根據既有的經驗，設計和構建能量的輸出和輸入環節，進而將機械設計的功能結構具體化。

（2）公理化設計理論

該理論起源于美國，是在決策的基礎上發展起來的，其將科學決策和系統理論緊密結合起來，與普世理論相同的是，功利化設計方法同樣注重于經驗的積累，最終形成以法律公則和科學方法為基礎的創新方法。公理化設計理論的優勢在于能夠優化和完善較為復雜的機械設計，其設計效果也比較令人滿意。

（3）三次設計法理論

該理論主要起源于日本，包括系統設計、參數設計、容差設計幾個方面，近年來，得到了越來越廣泛的應用。該理論方法準確性和效率都大大提升，是目前世界上較為先進的設計方法，具有高質、高效、方便、快捷等特征。

2、培養機械創新設計思維

任何創新都離不開創新思維，機械設計創新同樣不例外，機械設計創新是一項極具創造性的工作，作為設計人員，不僅要加強學習，努力提升自身的知識水平和專業技能，更重要的是培養創新精神和創新思維。對于機械設計工作應以全新的視角來看待，突破傳統的設計方法和思維模式，廣開新思路，探索新方法、新技巧，運用先進設計手段，使原有的設計更加完善或者創造出全新的設計作品。

3、我國國內機械設計創新現狀

隨著經濟的發展和科學技術的進步，對于機械產品無論從質量上還是從精度上都有了更高的要求，機械設計領域也產生了重大的突破，取得了令人矚目的成果。先進的設計理論和設計方法不斷涌現，在傳統機械設計方法的基礎上獲得了進展。機械設計是十分復雜的過程，涉及到的知識和理論也非常復雜，在設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計人員堅持不懈的努力下，豐富了機械設計的理論，積累了寶貴的實踐經驗，對于機械設計中出現的問題，已經能夠很好地進行解決。高科技及先進理論的引進使設計過程得以簡化，為機械設計的發展作出重要的貢獻。當前，計算機輔助設計、系統化設計、局部或全局性設計等創新方法已獲得廣泛的應用。

結束語

與傳統的機械設計相比，現代機械設計具有自身設計新理念和新思路。而現代機械設計離不開創新思維，創新思維是社會發展的源泉，是現代機械設計中重要的組成部分。機械設計人員只有樹立創新思維的理念，并結合自身豐富的實踐經驗和扎實的理論知識，同時充分利用現代計算機技術的優勢，發揮主觀能動性，才能夠設計出滿足人們對于產品越來越高的要求，從而促進我國現代機械設計發展?！?/p>

參考文獻

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