供给侧结构性改革下现代机械设计方法创新研究

尹玄炜

摘 要：为了提高现代机械设计技术水平，根据机械设计逐渐复杂化的特点，尤其是供给侧结构性改革对机械产品的高性能，高质量的需求，需要我们不断发掘现代设计技术在机械设计中的应用，只有这样才能促进机械设计水平快速提高。本文主要围绕供给侧结构性改革下现代机械设计的创新理念和实践经验展开讨论。

关键词：现代机械设计；分析研究；供给侧结构性改革

现代设计技术与传统的机械设计相比而言，本身就包含了设计方法创新的理念和思路。任何一件事物的创新都离不开思维的创新，现代机械设计也不例外，创新思维是现代机械设计不断向前发展的根本。作为机械设计的从业人员，要善于把理论知识和实践经验相结合，并且运用先进的计算机技术，设计出符合大众需求的高品质机械产品。

一.现代机械设计的特点

现代机械设计并不是脱离传统机械设计，而是以传统机械设计为基础，并且运用先进的计算机技术进行完善和发展。在产品设计理念、设计方法、产品质量、缩短设计时间等方面进行完善，现代机械设计相对于传统机械设计具有以下几个特点。

1.程序性：从现代机械设计的过程来看，它更加重视产品从设计到生产再到销售的一体化设计，因此这就需要设计者从产品规划、产品方案的设计、技术设计以及施工总体设计等步骤进行全面的考虑，从而更加体现现代机械设计方法的程序性。

2.系统性：从设计系统的角度来分析，现代机械设计更加注重使用系统工程来进行处理问题，因此在设计的过程中力求将各个部分进行关联，使其成为一个有机的整体，从而使整个系统得到最优化的处理，使系统与外界也能产生相应的联系。

3.创造性：当前我国经济处在转变经济发展方式，优化经济结构，转化增长动力的攻关期。供给侧创新不足导致很多关键设备，核心技术和高端产品依赖进口，核心技术被“卡脖子”的事情时有发生。解决这一问题的关键在提高科技创新能力，提高供给侧体系质量。因此现代机械设计要敢于打破常规，突破传统思维，探索新方法，新原理，并且依托先进的设计技术和工具，来开发出高品质的，具有原创性的新产品。

4.高效性：运用现代技术设计出的机械产品，在质量检测时可以直接使用计算机直接进行模拟使用，这样设计者可以直接看到自己设计产品的质量水平，同时节约了很多设计时间。除此之外现代机械设计可以缩短前期准备和细节工作的时间，大大提高了设计人员的工作效率。

5.优化性：现代机械设计技术力求通过不断优化相关的理论和技术，达到技术系统的优化，从而使参数、结构、系统整体等都得到最优化的处理，进而使产品具备高性能、低成本的特点。

二.现代机械设计方法：

现代机械设计主要依托于先进的科学技术，将好的设计方法与先进科学技术完美融合。现代机械设计的根本宗旨是不断改进设计产品的设计思维、产品质量、减少设计时间等。无论发展到什么阶段，现代机械设计的这一根本宗旨都不会改变。现代机械设计设计方法可以归纳为以下几个方面。

1系统分析设计方法

在传统的设计方法中，一般都是将要设计的产品分为几个模块，分别进行探讨研究。但在一个公司内各部门之间并不能做到及时交流，这种现象导致各部门设计出的部件产品都是独立存在的，片面不完整的。而现代系统分析设计方法要求，产品在设计过程中是一个完整的整体，要用系统完整的方法进行设计，在确立好设计方案后还要把产品的制造过程和运行情况都考虑进去。要想设计出一个好产品，就要把系统开发、制造、运行三个方面综合考虑，这样设计生产出的產品才能符合现代社会需要。

2.优化设计方法

传统的设计方法是根据人的经验和想法直接确定方案的设计模式，已经不再符合现代机械设计。优化设计方法不仅要考虑所设计产品的结构，同时还要把所设计产品的运输和流通等都考虑全面。要完成一个优秀的现代机械化设计方案，需把优化设计中的数学模型和设计方法都运用到其中。因为优化涉及的方法是以数学模型为基础，以计算机技术为工具，在探究数学模型的过程中找到设计产品的最佳方案，所以机械设计人员在设计产品前首先要建立一个完整的数学模型，这样一个复杂的机械问题就转变为了数学建模问题。设计人员在选出最佳方案后，应用计算机软件将设计的数学模型求出解，然后再将求出的结果应用到机械产品设计中，从而满足产品设计的各种需求。

3有限元分析方法

随着现代计算机技术的发展，有限元分析方法迅速发展成为现代设计计算方法重要组成部分，这种方法的使用原理是将设计产品分成有限的、独立的、相互联结的三个部分，这些被分出的部分大多都是一些比较常见的形状。例如在有限元分析方法中，如果被分析的产品是平面的，就可以把它划分到四边形里面，如果要分析到产品是立体的，就可以把它划分到六面体里面。在划分完产品单元后，设计人员接下来就要确定所分析产品的每个变量，然后将分析出的产品变量应用的单元函数中，并进行求解，最后再将列出的单元方程连立求解。

4反求工程设计

反求工程设计又称为逆向工程，它也是一种新型的设计方法。这种设计方法是把市场上先进的产品作为研究对象，研究并掌握该产品中的先进技术，然后根据这种先进技术再设计出新的同类产品。我国是制造业大国但并不是制造业强国，供给侧结构性改革要求要以中国制造向中国创造转变，制造大国向制造强国转变，其中最关键的因素是人才和科学技术。国外有很多领先于我们的技术，但他们不会把真正的先进技术交给我们。据研究发现，如果在现代机械设计中使用反求工程设计方法，可以使设计人员在研究新产品的时间上缩短40%以上，大大提高了新产品的设计速度，由此可见反求工程设计方法很符合我国现今的技术发展趋向。虽然反求工程设计一定程度上帮助设计人员减轻了工作难度，但如果想设计出与先进技术同类的新产品也不是一件容易的事情，反求工程设计方法更需要设计人员具备创新思维。

5虚拟设计

虚拟设计是以虚拟现实技术为基础的一种设计方法，设计者用构建模型的方法将现实世界的信息直观的展现出来。虚拟设计方法是以并行工程为基础的，它主要是对处于设计阶段的产品进行分析和比较，选出最佳方案，找出对涉及产品影响最大的关键参数，通过计算机平台用可视化技术对处于设计中的产品进行预测，提前预知产品在实际使用中的行为特征和行为响应，优化了设计人员的工作性能。虚拟设计还可以通过计算机对设计的产品进行数字化仿真模拟，这种模拟次数是没有限制的，可以不断实验直到得到最优结果，综上所述，虚拟设计方法以自身成本低、研发周期短，品质高的优势，在现代机械设计中的地位是不可取代的。

总之，现代机械设计方法是在传统机械设计方法的基础上进行的完善和发展，这个系统的主动性比较强，设计需要的时间短，消耗低的优点。除了这些，现代机械设计方法在产品的制造、报废、回收等方面都比传统机械设计方法要好。同时这种设计方法在设计过程中可以吸取很多领域和学科知识，并将这些优秀的资源应用到自己的产品设计中，现代机械设计方法的优点不仅体现在独特的创造性，它还会将不同的优秀科学技术完美的融合在一个设计产品里。因此，现代机械化设计如果想持续发展，就一定要与先进科学技术结合，只有这样才能使自身价值不断提高。

参考文献：

[1]李玉光.现代机械人性化设计技术探讨[J].科技风，2018（21）：150.

[2]坚持以供给侧结构性改革为主线新湘论坛2019.05