輕工機械設計創新的新思維和新方法探討

宋志強

（呼倫貝爾學院機電工程學院，內蒙古 呼倫貝爾 021008）

0 引言

在我國輕工機械產業不斷發展過程中，需要根據輕工機械的主要工作機理對其發展進行全面分析。與此同時，需要對近些年來輕工機械的具體發展現狀進行深入了解。這樣才能夠利用有效的創新思維和創新方法推動輕工機械的創新發展，促進輕工機械產業升級，從而帶動我國整體經濟的發展。在實際創新過程中，需要掌握輕工機械企業設計創新的相關規劃，以新思維和新方法為基礎，促進提供機械設計創新的穩定發展。

1 輕工機械設計創新內容

在輕工機械設計創新過程中，需要從以下兩方面出發，對創新的具體內容進行科學規劃：

需要堅持目標創新和理念創新作為主要指導，保證輕工機械設計創新的有序性和規范性。在輕工機械設計創新過程中，為了提高其創新水平，必須樹立科學有效的創新目標以及創新理念。這是對輕工機械設計創新進行有效指導的重要基礎。一般情況下，在輕工機械設計創新實踐過程中，需要對當前的社會經濟發展需求進行全面分析，堅持市場導向，制定總體發展方案，并探索合理的設計目標和相關的創新理念。這樣能夠對輕工機械設計創新發展進行科學指導。

第二，要重視對工作機理和工作模式進行創新。在輕工機械設計創新發展過程中，需要從機械設計本身的角度出發，為了促進輕工機械產業的長遠穩定發展，必須在新目標、新理念的基礎上，對原有的工作機理和工作模式進行改進和優化，才能夠制定出與社會經濟發展需求相適應的設計方案。除此之外，需要根據輕工機械的實際創新情況，對相關的設計方案進行綜合分析和審核時，要盡可能細化相應的設計方案，按照由小到大、由淺到深的方式開展設計創新作業。這樣能夠從組成參數以及結構參數等細節部分出發，逐漸擴大創新范圍，最終實現輕工機械產業的整體創新發展[1]。

2 輕工機械設計創新思維與新方法

2.1 建立輕工機械功能求解模型

在輕工機械設計創新中，對新思維和新方法進行應用時，需要注意建立功能求解模型，可以獲取輕工機械創新的具體需求。功能求解模型的主要目的是分析輕工機械在設計創新過程中的具體參數，為創新設計奠定良好的基礎。為了能夠實現輕工機械的設計創新，必須根據輕工機械的具體情況和特點建立客觀全面的功能求解模型。這樣能夠提高精工機械設計創新的效率以及質量。在整個輕工機械發展過程中，需要綜合考慮輕工機械產品的具體功能、工作機理以及構思效應工藝動作過程、對應不同動作的分解、不同執行機構的組成系統等。從不同部分開展詳細地分析，才能夠為輕工機械的功能創新奠定堅實基礎。對整個功能求解模型進行分析，可以發現輕工機械產品的功能、原理、動作過程等都可以形成比較統一的整體。這與其產品本身的特殊性具有一定的聯系?？梢源_保輕工機械在產品設計創新后與產品的具體性質保持一致，并且符合全國機械設計的創新理念。

在輕工機械設計創新過程中，堅持創新理念，必須要容易被設計人員接受。同時要能夠將相應的創新理念運用在實踐中，提高其操作性。除此之外，整個功能求解模型主要包含功能域、效應域、工藝動作過程域、執行動作域以及執行機構域5個環節域。受5個環節域映射的影響，設計人員必須將創新思維和創新方法融入到整個設計過程中，才能夠提高成功機械設計的創新水平，并進一步提升創新思維和創新方法的應用價值。將其作為基本創造理念可以衍生出不同功能以及效應的創新方案，在最大程度上推動輕工機械設計行業的創新發展。此外，在功能求解模型應用過程中，可以建立不同類型的產品工作原理，設計人員對這些理論和技術進行深入分析，可以開發出更加可靠的創新理念，從而為相關機械計創新提供更加新穎的方法以及途徑。因此，在整個輕工機械設計創新過程中，必須重視功能求解模型建立作業，這是保證輕工機械創設計創新水平的重要基礎。

2.2 機構系統的設計原則

在功能求解模型過程中，可以對機械創新中的不同環節動作對應機構進行綜合分析。但是因為不同執行動作機構能夠對應多個機構，會形成相互獨立而相互統一的機構系統。因此，在對輕工機械設計進行創新時，除了要利用功能求解模型之外，還要構建完善的機構系統設計方案。在開展機構系統設計工作時，需要遵循以下原則，保證機構系統設計效果：第一，要堅持相容性的原則。相容性原則指的是對機構系統進行整體設計時，必須確保每一個機構在執行動作時具有較強的同步性。要有協調一致的執行時間以及相應標準，才能夠確保每一個機構輸出動作的精準度。第二，必須堅持最優化的原則。在輕工機械機構系統設計過程中，需要對整個系統環節進行全面分析，確保不同環節都能夠達到最優化。這是提高機構系統性能和創新水平的主要手段。在實際設計過程中，為了確保每一個機構系統中不同部分的性能最優，需要利用最新穎的設計理念和設計思維，對不同部分結構進行科學設計，然后將不同部分進行有效組合，才能夠提升機構系統的整體性能與創新水平[2]。

2.3 設計方法與評價決策

在對輕工機械設計創新過程中的新思維和新方法進行運用時，可以利用形態學矩陣對機構系統的設計方案進行多元化設計。在設計過程中，可以將工藝動作分解獲取不同執行動作數M，對應的執行機構數分別為a、b、c，按照相應的公式進行計算，可以獲取機構系統的設計方案數為N。具體的計算公式為：

對相應的機構系統方案進行設計后，還需要完成創新性評價以及決策，才能夠準確掌握機構系統方案的具體應用效果。在整個機構系統設計創新方案中，主要包括系統功能、工作性能以及動力性能等各方面因素，同時還包含經濟性、機構緊湊性等相應的評價指標。在具體的創新性評價和決策過程中，需要對不同指標進行統一評價，才能夠獲取最優方案。以獲取的最優方案為基礎，可以將其作為輕工機械機構系統設計的主要創新方案。在該創新方案應用過程中能夠對輕工機械設計的創新效果進行全面客觀綜合評價。從而為從機械設計創新提供新思維和新方法，這對促進輕工機械設計創新發展有積極意義[3]。

3 輕工機械設計創新功能求解模型的應用優勢

在當前的輕工機械設計創新過程中，對功能求解模型進行充分應用具有比較突出的應用優勢，不僅可以為輕工機械設計創新提供有效的參數支撐，同時能夠使設計師根據具體的產品設計要求，提升輕工機械產品的整體創新效果。功能求解模型的主要優勢包括以下內容：

功能求解模型的機械特色比較突出。機械產品的主要特征是需要利用運動以及動力變換和傳遞，實現相應的功能。在功能求解模型應用過程中，可以將工作機理與工藝動作進行有效聯系，然后將工藝動作過程分解成不同的執行動作。這一應用方式更加符合機械設計人員的設計思維，有利于設計人員對功能求解模型進行充分應用，提高成功機械設計創新水平。

功能求解模型的可操作性相對較強。在功能設計模型求解過程中的具體流程為確定工作機理—構思工藝動作—將工藝動作分為若干可行動作—選擇合適的執行機構。設計程序比較規范，并且對設計人員來說可操作性相對較強，能夠充分發揮功能求解模型的應用優勢。

功能求解模型的設計創造性相對較強。在功能求解模型建立過程中，不同的域之間映射關系的有效應用可以產生出創新思維以及創新成果。而這些創新思維與創新方法的充分應用，除了能夠激發設計師的創作靈感之外，還可以生成不同的創新設計方案，對提升輕工機械設計產品的自主創新水平有積極幫助。

在功能求解模型應用過程中，相應的理論基礎比較充實，能夠進一步推動功能求解模型的穩定發展。在功能求解模型建立過程中，會深入研究不同的機械產品工作機理，同時掌握機構學的相關理論和方法。因此，功能求解模型本身的理論支撐比較堅實，可以為設計人員提供清晰明確的理論和操作方法，對提升輕工機械設計創新的有效性與科學性有積極意義。

在開展輕工機械設計創新時，必須根據不同的行業對相應的輕工機械進行全面分析，才能夠選擇出合適的創新方案，提高輕工機械的設計創新水平。例如印刷機本身有印刷工作原理，而縫紉機有縫紉工作機理，燙印模切機有燙印模切機理。在具體的設計創新中，需要根據不同輕工機械產品的實際情況進行有針對性的創新，才能確保創新的機械產品滿足生產需求[4]。如果忽視產品的具體應用機理，很容易導致設計創新出現問題，直接影響輕工機械產品的應用性能。機構學是設計學科創新過程中的重要組成部分，對機構設計和機構系統進行科學設計，可以對需要的執行機構進行有效創新。并且能夠對機構系統進行科學組合和設計，確保其能夠滿足不同輕工機械的具體創新需求。在當前的機械運動組成方案需求分析中，要利用機構學解決機構組合與設計的相關需求，才能提升輕工機械創新水平[5]。

4 結語

總而言之，在輕工機械創新設計過程中，對創新思維和創新方法進行充分應用是提高整個機械產業創新水平的重要內容。只有不斷促進新思維與新方法的創新發展，在輕工機械產品設計過程中融入滿足市場發展需求以及時代特征的新思維和新方法，才能夠確保輕工機械產品能夠滿足具體的生產需求，從而為輕工機械產業的長遠發展提供充足的動力。