机械工程设计中创新思维的运用

发表时间:2020/11/23   来源:《工程管理前沿》2020年8月23期   作者:林雨
[导读] 经济全球化下的经济竞争是激烈的,要在激烈的竞争环境中继续生存和发展,就必须找到经济发展的方向,机械工程设计中运用创新思维可以助推经济发展。

        林雨
        21102219930303**** 辽宁 辽阳 111300
        摘要:经济全球化下的经济竞争是激烈的,要在激烈的竞争环境中继续生存和发展,就必须找到经济发展的方向,机械工程设计中运用创新思维可以助推经济发展。毋庸置疑,我国的机械工程设计在实践中取得了进步,但是在发展的过程中还存在不少问题,所以,要对机械工程设计进行分析,找到促进机械工程设计发展的方法,在机械工程设计中融入创新思维会使机械工程设计取得大的发展,并为我国的经济发展提供新动能。鉴于此,文章对创新思维在机械设计中的运用进行了研究,以供参考。
        关键词:机械工程设计;创新思维;应用措施
        1创新思维的含义
        创新思维是一种打破常规的思维方式,摆脱旧的思维的禁锢去开拓新的工作方向和方法。创新思维与其他思维方式相比,具有多向性、综合性和开方放的特点。针对我国机械工程行业存在成本高、使用性能不够好和精密度不高等缺点,在机械工程设计中需要加强创新思维培养,改良设计新的产品来改变这种情况,要做到思维创新就要打破常规,发挥设计者的积极性、主动性和操作性,以最终得到具有创新性、实用性、经济性的新机械设备。
        2机械工程创新设计形式和特点
        在机械工程的设计过程中,运用创新的思维与眼光,就需要首先具备出色的形象思维能力,并且将其与逻辑推断、综合分析等不同的方法与手段融合起来,在设计人员的脑海中构成初步的设计蓝图,进而将其与特定的工程项目结合起来,使之更加具体化,形成相关的机械结构及模型,最终达到良好的设计效果。与一般的设计工作不同,机械设计的特殊性在于设计工作者必须兼具出色的创造力与专业知识水平,要能够灵活运丰富的机械知识原理与现代化创新思维,最终打造出能满足社会生产需要的科学的机械产品。当前的机械创新设计包含了两个关键理念,其一是对生产及生活系统加以完善,推动其不断优化升级,再则是对新产品、机器的研发。当前机械创新设计的核心特征在于它本身具有一定的综合性与复杂性特征,它是多个学科知识与专业技术的交叉与结合,且在整个机械创新设计过程中,其中的部分工作带有非数据性特征,必须在深厚积淀与丰富经验的基础上展开合理判断,此时才能将创新思维的优势充分发挥出来。除此之外,机械工程的设计还应该具有一定的逻辑分析作用,进而提升机械设计的质量与效果。总而言之,机械设计的创新与发展是一个持续的长期的过程,不可能一蹴而就,因此要将机械工程的设计当做一个长远的事业,在长期的设计实践中不断积累经验,体现工作的整体性与长远性的特征。
        3机械工程设计中创新思维的运用现状
        在“大众创业,万众创新”背景下,我国的创新能力已有显著提升,在机械工程设计领域利用创新思维取得了明显的成绩。在机械工程设计中创新思维的应用主要体现在产品上面,如产品的外观设计、机械运动和新能源产品。利用创新思维为我国开发了很多创新的产品和创新的方法,利用这些已经有的创新继续进行探索,为我国的机械工程发展奠定了坚实基础,但是和发达国家相比,我国在机械工程设计方面尚处在初级阶段,在核心技术上还未突破,还在用传统的机械工程设计理念。随着知识产权保护力度的加大,使得技术引进门槛变得越来越高,这迫使我国机械工程必须加大自主创新和自主研发能力,降低对国外技术的依赖,为机械设计业的长久稳定发展奠定坚实的基础。
        4机械工程设计中创新思维的运用
        工程设计不受模式和范围的限制,机械设计是最能发掘设计者的创新力和能动性的一类工程设计活动方式。随着时代的发展,人们使用要求提高,传统的机械产品外观已难于满足现代需求,在机械工程设计中运用创新思维具用重要作用,可以丰富机械产品的外观造型,优化机械产品结构设计,实现机械产品能源设计需求。

创新思维还可以为机械工程设计打开思路,从更多方面来实现机械结构的多种变化,目前在机械工程设计中常用的方法有以下几种:
        4.1智力思维法
        究其实质,在机械工程设计中运用智力思维法,指的是设计人员捕捉脑海中瞬间出现的灵感,或者提取出潜意识中突然冒出的新想法,也可以指特定的工程设计团队就某个特定的设计目标,安排专业的研究人员对其进行统一的分析与探讨,在类似的专家探讨活动与专业会议上,各个设计人员可以自由发言或者互相交流,进而产生思维的碰撞,诱导更多新颖的观点的产生。而在这一系列工作中,不论是怎样产生灵感与思路,其观点、角度越多,能形成的设计方案往往更具水平,其调整与优化的空间也更大。
        4.2推理思维法
        在机械工程的设计过程中,往往会用到推理思维法,而该方法又可以细分为四种不同的形式。其一是提问法——它用提问的方式,发现产品在设计制造以及性能方面的一些不足,找到改进之处,从而开发出各方面表现更加优秀的新产品。其二,反面求索法。是对现阶段形成的解决方案进行否定,然后从常规的对立方向考虑,从产品相反方面以及组成部件的相反方面进行分析,找到创新设计途径。其三,缺点列举法。发现设计方案或者机械产品的缺陷,进行缺点列举,可以看出原方案以及产品的诸多不足,找到改进的方案以及方法,展开创新设计,缺点列举法通常在机械改良型产品的创新设计中经常用到。其四,系统分析法。是对设计系统以及方案展开分析,找到设计方案中的优缺点,最终形成合理的解决方法。
        4.3联想类比法
        不只是在机械工程的设计这一个领域,在整个设计行业,联想、设计的方法都是极为常见的。例如,相似类比法,它指的是在设计过程中,对特定机械工程产品的结构、性能及生产工艺进行深入研究,通过对目标工程具有相似性的系统、部件展开来,对其进行分解研究,进而模拟出新的产品设计方案。如在设计中结合齿轮啮合原理,发明同步齿形传动技术,经过对人与动物进行相似类比,可以设计出与动物生存方式形式的产品结构,如根据螃蟹钳爪,设计出蟹爪装载结构等。与之相对的,移植法也是采取类比的原理,该方法是把别的行业领域技术移植到机械产品领域内,例如将物理学领域的激光技术借鉴到机械产品的设计中,就可以形成激光切割机的先进仪器。除此之外,还有一种仿生法,目前在机械工程设计领域模仿人类设计出的机器人,就是仿生法的应用,机器人的出现在很大程度上造福了人类社会。
        4.4组合创新法
        组合创新法的运用又可以细分为模块组合法、形态矩阵法等等。其中,模块组合法是在系统以及设备中结合相似功能及联系的分类,找到基本功能的单元以及独立层次,将这些单元设计成规范及标准的模块,用户对其中一些模块进行更换,不需要重新购买机器。而形态矩阵法则是将复杂问题结合影响因素的分类做出分解,用图解法将各个影响因素配合组合,然后找到其中每个参量的所有可能状态,并将目标标记与目标的特征形成形态矩阵,这样就会得到很多设计方案,在大型机械设计中。
        结语
        由此可见,创新思维是机械工程设计的源泉。在科学技术不断发展的前提下,机械设计也不断完善自我。无论是开发性设计还是继承性设计,都与创新思维的运用密不可分。创新推动人类整体文明的进步,机械设计是决定机械性能的主要因素,所以在创新思维的推动下,机械工程设计一定会朝着更加规范的方向发展。机械工程进行过程里,要一直坚守着创新思维与现代科学技术相结合,努力让机械化工程设计做世界发展的先锋。
        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(9):238-239.
        [2]雷蕾.现代机械工程设计中的创新分析[J].科技与创新,2016(7):31+34.
        [3]刘威.浅谈机械工程设计中的创新[J].科技创新与应用,2016(24):174.
       
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