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浅谈机械工程设计中创新思维的运用

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：周改丽

[导读] 摘要：创新力是提升竞争力的重要因素，也是机械设计取得成就的关键，在设计领域创新是重要的能力，创新设计所需要的不仅仅是经验和专业知识，更需要创新思维，创新思维是潜意识及意识共同努力的结果，在思考与实验中，不断实现创新设计，并不是灵光一闪就可以完成。

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        摘要：创新力是提升竞争力的重要因素，也是机械设计取得成就的关键，在设计领域创新是重要的能力，创新设计所需要的不仅仅是经验和专业知识，更需要创新思维，创新思维是潜意识及意识共同努力的结果，在思考与实验中，不断实现创新设计，并不是灵光一闪就可以完成。在机械设计中，创新思维至关重要，是提升机械设计竞争力的体现。
        关键词：工程设计；创新思维；发展理念
        引言
        创新是指在社会经济领域按照固有模式进行改革和更新，形成更加有效的新模式，利用新模式实现资源的优化配置，提高效率，增加收入，因此创新是经济发展的不懈动力。针对我国机械工程行业存在成本高、精度低、性能差等缺点，需要加强机械工程设计创新思维的培养，改进和设计新产品，改善现状，促进机械工程行业的快速发展。运用创新思维进行机械工程设计，需要运用新的知识和新的领域来分析原理，突破传统的障碍，采用新的方法来实现，开创新的局面。机械工程设计创新要求设计人员在常规设计时，结合自身的创造力和经验，运用创新思维改变现有结构，运用新的设计方案优化产品资源配置，最终得到创新、实用、经济的新型机械设备设计。与其他思维方式相比，创新思维具有创造性、多向性和综合性的特点。创造性是指在机械工程设计过程中，突破传统思维模式，在时间和空间上有所创新，运用新方案整合内外部因素，使设计打破常规，取得新成果。多方向性是指在机械工程设计领域中，实现目标的途径很多，需要选择的方案很多，运用创新思维进行设计时会出现很多新的方案。综合性是指设计过程中需要应用到机械理论、电子技术、计算机理论、液压技术等多方面的综合性知识，用于进行综合设计，最终实现资源的优化配置。因此，具有创新思维的机械工程设计一般具有以下特点：包含多种技术的综合体现；部分功能不可量化，只能从原理和经验判断；需要通过逻辑思维找到方案，在设计过程中需要反复删除和选择最优方案。创新思维的培养不是一蹴而就的，它需要长时间的经验积累以及反复优化才能实现。在实际应用中，设计者需要反复思考尝试，才能真正将其应用到机械工程设计中。
        1机械工程创新设计的目的
        （1）机械创新设计能促进工程领域的发展，对机械设计的创新展开深入研究，给工程人员发明新机械以及新产品，带来更多的理论及方法指导。（2）机械创新设计的不断研究和实践，会提升机械专业的智能化水品。建立真正意义上的专家系统，促进机械创新设计的自动化以及智能化。（3）机械创新设计出的产品，可以提升机械产品在市场上的竞争力，尤其是在机械创新设计后，专利技术产业化的情况下，会创造出较高的经济效益及社会价值，因此机械创新设计是社会发展中非常重要的促进因素。（4）机械创新设计的探索与实践，不断提升机械设计人员的创新思维，使设计人员具备创新能力，提升设计人员创新设计的可操作性及自觉性，让机械创新设计成为有效的工具及方法，对产品更新发展有促进作用，也是为社会创造价值及财富的关键。
        2机械工程设计中的创新型思维
        2.1推理思维法
        推理思维法一般有四种类型，分别为提问法、反面求索法、缺点列举法、系统分析法。
        提问法是通过对现有产品进行综合分析提问：产品存在哪些缺陷？产品在使用过程中的问题？制造过程中是否存在隐患？能否降低制造成本？设计方案中有没有存在可改进的地方？利用这些问题，使设计者有针对性的进行思考，找出可以进行改善的地方，实现资源优化配置。反面求索法是完全否定现有产品和设计，从反面进行思考，针对问题的对立面进行思考，追求在逆向思维中寻求创新，这种方法常常会有出乎意料的效果，可以有灵光一闪的创新。缺点列举法是指将产品、制造、方案中的所有问题依次进行列举，再统一针对这些问题去思考改进措施，最终实现创新设计，提高产品使用满意度。系统分析法是指从产品设计、产品制造、产品本身考虑，再与其外部环境进行综合分析，找出设计、制造过程中的缺点并进行整改，实现创新设计。这种方法的实用性较高，能够全面的考虑问题，更容易实现资源的最优化配置。
        2.2组合创新法
        组合创新法可以分为模块组合法以及形态矩阵法。

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其中，模块组合法是根据不同产品之间的特性进行分类，将具有相似之处的产品分成一组，并且放置在工程体系当中进行整体研究。对某一个功能单元的产品进行深入研究，并将其分成独立层次之后，再将其组成另一种特性的产品，让产品具有明显的特点以及规范性。这种组合创新法可以帮助购买者快速了解产品的某个性能，并且在使用产品时又想提高产品的某个性能，可以购买产品相关模块的内容进行替换即可，不需要购买整个产品。
        2.3联想类比法
        联想类比法可以分为相似类比法移植法以及仿生法其中，相似类比法是根据系统内部的零件进行分类，它可以按照结构，功能，运动，工艺等多项指标进行。移植法是通过使用其他学科技术对产品进行改进之后形成的具有创新性技术的产品。仿生法则是通过模仿人类或者其他生物进行机械工程设计的产品，例如机器人。
        2.4智力思维法
        一般情况下，智力思维法是抓住瞬间的灵光一闪，或是潜意识中的新想法，再者是针对一个确定的目标，组织相关的专家一同探讨。专家会议通常是围绕某个课题展开探讨，会上专家可以自由发言，思维碰撞，尽可能激发思路。思路越多对创新设计就越有利，提出的方案就越多，相互之间可以取长补短，形成创新连锁反应，进而取得创新成果。在智力思维法的实际应用中，短时间内探讨一些专业性极强的创新项目，会取得非常好的效果，也是一种常用的创新设计方法。
        3创新思维在机械工程设计中的运用
        3.1在机械产品运动方案设计中的运用
        机械产品最看重的就是其运动功能，因为机械一般都是代替人力的，做人力无法单人完成的事情，所以运动性很重要。创新思维就要考虑机械的功能性，根据机械的实际用途来进行设计，实现零部件能单独活动也能整体活动。此外在设计时要减少成本、提高工艺、保证其性能，实现资源最佳配置。
        3.2在机械产品动力能源设计中的运用
        在设计机械产品时，动力源的设计需要融入更多的创新思维。随着新能源的利用更加广泛，设计人员可以在设计动力源时拥有更多的选项，此时，需要设计人员发挥创造性的思维来考虑动力、成本、环保等多方面要素，最终确定最合适的动力源。例如电力驱动的汽车设计，采用创新设计，利用电能最为动力能源，降低了有害气体、颗粒的排放，保护了环境，采用独特的充电技术，大大缩短充电时间，保证电动汽车的使用基础。
        3.3在机械产品结构设计中的运用
        机械产品一般都是比较复杂的，其内部和外部还由很多部分组成，在机械产品的结构设计中有个体结构设计、整体结构设计和外形设计。产品的结构设计最重要的是实现其功能性，无法实现其功能，设计就没有意义了。在用创新思维来设计时，重要的是要保护好功能性，进行性价比的提升。
        4结束语
        综上所述，创新思维都在推动着人类整体的文明进步，对于机械工程机械设计是决定这些性能的主要因素之一，在创新思维的影响下，机械工程设计必然会朝着更加规范的方向发展。虽然目前我国的机械工程设计发展已经取得了不小的成绩，但是从整体的角度分析仍存在各种问题，阻碍着机械工程设计的深入发展。我们已经能够清楚了解创新思维对于机械工程的发展能够产生的重要作用。所以相关工作人员需要不断的开拓创新，只有这样才能够在逐渐激烈的竞争市场当中，让中国机械工程在世界的市场中站稳脚跟。在进行机械工程产品研发时融入创新思维，不仅仅能够提高产品的性能，还能够让产品更好地满足市场经济发展的不同需求。总而言之，机械工程的发展必须要时刻拥有创新思维，并且通过与现代高科技技术融合提高产品性能，满足社会发展的需求。
        参考文献：
        [1]昝晓阳.浅议机械工程设计中的创新型思维的运用[J].内燃机与配件，2018（09）：238-239.
        [2]易强.现代机械设计方法研究和创新[J].南方农机，2018，49（12）：49