浅谈现代机械设计的创新方法

2017-12-25

新商务周刊 2017年18期

浅谈现代机械设计的创新方法

文/曹汝朋，江汉大学

目前，全球已进入知识经济时代，创新是一个国家制造业的发展主要源泉、国家经济的设计灵魂。在机械行业中，应高度重视现代机械的创新设计，这样才能对新知识经济时代的不断发展进行更好的适应。因此，本文对现代机械设计的创新方法进行深入研究，具有重要意义。

现代机械设计；研究对象；创新方法

目前，全球已进入知识经济时代，创新是一个国家制造业的发展主要源泉、国家经济的设计灵魂。只有具有一定的物质条件和精神动力的支持，创新才能得以不断进行下去，创新离不开创造性思维，只有采用各种有效方法，才能实现创新。要想对现代机械进行熟练设计，在机械市场中获得更多的竞争实力，必须要对创新技法进行更好的掌握。

1 现代机械创新设计中的主要研究对象

现代机械创新设计，就是指一种实践活动。机械设计人员对自身创造力进行充分发挥，对已存在的有关科学技术成果进行有效运用，进行构思创新，能够设计出更为优质、创新性、新颖性、可行性的机械产品。现代机械创新设计，大致分为两大部分，即：其一，根据生活需要和新生产需要，创造设计出新型机械产品；其二，对生活或者生产中现有的机械产品进行完善和改进，包括适用性、技术性能、经济性、可靠性等。

机械设计学理论是现代机械创新设计的基础和依据，通过对思维科学、设计方法学、创造学、发明学等的认识和理解，对科学哲学的吸收，通过对各种学科的综合运用，所形成的一种设计方法即技术。因为人们在整个机械创新设计中投入了很多创造性智慧，所以机械产品是艺术、科学技术的一个产物，现代机械产品不但要具有较高的适用性、可靠性、技术性能、经济性，而且要能够体现出产品的技术之美，具有较高的审美价值。

现代机械设计大致划分为3部分，即方案结构设计阶段、动力设计阶段、运动设计阶段。而对创造性要求最高的就是方案结构设计阶段，所以设计难度最高的也是方案结构设计阶段。一般来说，稍微改动部分机械结构或者给定机械结构，就是常规设计。对动力、尺度进行设计是常规设计的主要内容，和传统机械设计相比，机械创新设计对在方案结构设计阶段中的创造性、主导性更为注重。大部分机械创造，均为机械结构方面的创新设计。

2 现代机械设计的创新方法

2.1 讨论法

创新的主要形成方法，就是采取小组讨论的方式，对思维进行激励和发散。通过讨论，能够对人们起到一定的激励和启发作用，在创新设想方面阐述连锁反应，进而能够对常规进行打破，发散创新思维。而在运用讨论法时，必须要明确讨论的主要目标，做好充分准备。

2.2 类比法

通过对不同事物，或者相似事物进行类比，以获得创新，例如通过类比人手盖章，设计出了印刷机；通过类比将发酵剂加入到面包后而变得酥松，设计出泡沫塑料等。

2.3 对应分析法

对应分析法，就是指类比、模拟对比等方法。例如：通过对两栖动物进行类比，设计出雷达、水陆坦克；通过模拟人手取物，设计出机械手；通过模拟人手梳头，设计出梳子等。

2.4 移植分析法

在一个对象中，运用其他对象的研究，有助于科学交叉、渗透的促进。例如，对传感器、计算机进行移植，设计出新型机电一体化系统。

2.5 离散分析法

离散分析法，就是指分离研究对象，对新产品进行创造的一种方法。例如，通过分离双缸洗衣机，设计出脱水机；通过分离收录机和扬声器，设计出音响。

3 现代机械创新设计的相关分析

3.1 综合分析法

一般来说，通过综合多种学科技术、综合传统技术和新技术、综合先进技术成果、综合社会科学和自然科学，才能产生先进产品。通过综合分析先进技术，能够得到更多的设计创意和设计思路。

3.2 还原分析法

对已有机械产品进行深入研究，狠抓重点，抽出重要功能，对新方法进行研究，以获得最好的结果。例如，研究洗衣机的过程，就是将清洁功能抽出来，对人手洗衣过程进行有效模拟，实现水、洗涤剂之间的流动，以实现清洗干净的目标。

3.3 列举法

列举法，就是指列举各个问题，在思维构思过程中给予帮助的一种方法。依次列举设计人员的意愿、机构特点、缺陷改进等内容，以制定出创新、改进方案。

3.4 移植法

移植法。就是指一种产品运用另一种产品的先进技术，以设计出新产品的一种方法。例如，在机械加工中，通过引用电火花技术，设计出电火花加工机床；家电产品通过植入真空技术，设计出吸尘器。

3.5 结合法

结合法，就是指两种或者两种以上不同的工具或者机械零件，运用不同材料，将其进行有机结合，产生新功能的一种方法。结合法，包括技术原理组合、功能组合、材料组合、部件组合等。例如，通过利用结合法，设计出瑞士组合军用小刀、多功能粉碎机等设备。

3.6 联想法

联想法，主要分为3种，即相似联想、对比联想、对立联想。其中，相似联想，就是指按照似联想规律，通过事物在纵向方向存在的相似关系，人们能够预见未来，通过这种相似关系，能够进行触类旁通；对立联想，就是指通过联想对立面所产生的创造思维，例如，从冷联想到热，从地联想到天，从粗糙联想到精细等；对比联想，就是指通过对比联想一种事物，进而联想到另一种事物、例如，通过对蜘蛛进行联想对比，进而创造出人类吊桥。