輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的新思維和新方法探討

宋志強(qiáng)

（呼倫貝爾學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008）

0 引言

在我國(guó)輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展過(guò)程中，需要根據(jù)輕工機(jī)械的主要工作機(jī)理對(duì)其發(fā)展進(jìn)行全面分析。與此同時(shí)，需要對(duì)近些年來(lái)輕工機(jī)械的具體發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解。這樣才能夠利用有效的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法推動(dòng)輕工機(jī)械的創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)升級(jí)，從而帶動(dòng)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在實(shí)際創(chuàng)新過(guò)程中，需要掌握輕工機(jī)械企業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的相關(guān)規(guī)劃，以新思維和新方法為基礎(chǔ)，促進(jìn)提供機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的穩(wěn)定發(fā)展。

1 輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新內(nèi)容

在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中，需要從以下兩方面出發(fā)，對(duì)創(chuàng)新的具體內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃：

需要堅(jiān)持目標(biāo)創(chuàng)新和理念創(chuàng)新作為主要指導(dǎo)，保證輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的有序性和規(guī)范性。在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中，為了提高其創(chuàng)新水平，必須樹(shù)立科學(xué)有效的創(chuàng)新目標(biāo)以及創(chuàng)新理念。這是對(duì)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新進(jìn)行有效指導(dǎo)的重要基礎(chǔ)。一般情況下，在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程中，需要對(duì)當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求進(jìn)行全面分析，堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向，制定總體發(fā)展方案，并探索合理的設(shè)計(jì)目標(biāo)和相關(guān)的創(chuàng)新理念。這樣能夠?qū)p工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。

第二，要重視對(duì)工作機(jī)理和工作模式進(jìn)行創(chuàng)新。在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程中，需要從機(jī)械設(shè)計(jì)本身的角度出發(fā)，為了促進(jìn)輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，必須在新目標(biāo)、新理念的基礎(chǔ)上，對(duì)原有的工作機(jī)理和工作模式進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，才能夠制定出與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求相適應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。除此之外，需要根據(jù)輕工機(jī)械的實(shí)際創(chuàng)新情況，對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合分析和審核時(shí)，要盡可能細(xì)化相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，按照由小到大、由淺到深的方式開(kāi)展設(shè)計(jì)創(chuàng)新作業(yè)。這樣能夠從組成參數(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)等細(xì)節(jié)部分出發(fā)，逐漸擴(kuò)大創(chuàng)新范圍，最終實(shí)現(xiàn)輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)的整體創(chuàng)新發(fā)展[1]。

2 輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維與新方法

2.1 建立輕工機(jī)械功能求解模型

在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新中，對(duì)新思維和新方法進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要注意建立功能求解模型，可以獲取輕工機(jī)械創(chuàng)新的具體需求。功能求解模型的主要目的是分析輕工機(jī)械在設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中的具體參數(shù)，為創(chuàng)新設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)輕工機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，必須根據(jù)輕工機(jī)械的具體情況和特點(diǎn)建立客觀全面的功能求解模型。這樣能夠提高精工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的效率以及質(zhì)量。在整個(gè)輕工機(jī)械發(fā)展過(guò)程中，需要綜合考慮輕工機(jī)械產(chǎn)品的具體功能、工作機(jī)理以及構(gòu)思效應(yīng)工藝動(dòng)作過(guò)程、對(duì)應(yīng)不同動(dòng)作的分解、不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成系統(tǒng)等。從不同部分開(kāi)展詳細(xì)地分析，才能夠?yàn)檩p工機(jī)械的功能創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。對(duì)整個(gè)功能求解模型進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)輕工機(jī)械產(chǎn)品的功能、原理、動(dòng)作過(guò)程等都可以形成比較統(tǒng)一的整體。這與其產(chǎn)品本身的特殊性具有一定的聯(lián)系?？梢源_保輕工機(jī)械在產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新后與產(chǎn)品的具體性質(zhì)保持一致，并且符合全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新理念。

在輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中，堅(jiān)持創(chuàng)新理念，必須要容易被設(shè)計(jì)人員接受。同時(shí)要能夠?qū)⑾鄳?yīng)的創(chuàng)新理念運(yùn)用在實(shí)踐中，提高其操作性。除此之外，整個(gè)功能求解模型主要包含功能域、效應(yīng)域、工藝動(dòng)作過(guò)程域、執(zhí)行動(dòng)作域以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)域5個(gè)環(huán)節(jié)域。受5個(gè)環(huán)節(jié)域映射的影響，設(shè)計(jì)人員必須將創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法融入到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，才能夠提高成功機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新水平，并進(jìn)一步提升創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法的應(yīng)用價(jià)值。將其作為基本創(chuàng)造理念可以衍生出不同功能以及效應(yīng)的創(chuàng)新方案，在最大程度上推動(dòng)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。此外，在功能求解模型應(yīng)用過(guò)程中，可以建立不同類型的產(chǎn)品工作原理，設(shè)計(jì)人員對(duì)這些理論和技術(shù)進(jìn)行深入分析，可以開(kāi)發(fā)出更加可靠的創(chuàng)新理念，從而為相關(guān)機(jī)械計(jì)創(chuàng)新提供更加新穎的方法以及途徑。因此，在整個(gè)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中，必須重視功能求解模型建立作業(yè)，這是保證輕工機(jī)械創(chuàng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新水平的重要基礎(chǔ)。

2.2 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在功能求解模型過(guò)程中，可以對(duì)機(jī)械創(chuàng)新中的不同環(huán)節(jié)動(dòng)作對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合分析。但是因?yàn)椴煌瑘?zhí)行動(dòng)作機(jī)構(gòu)能夠?qū)?yīng)多個(gè)機(jī)構(gòu)，會(huì)形成相互獨(dú)立而相互統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。因此，在對(duì)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)，除了要利用功能求解模型之外，還要構(gòu)建完善的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在開(kāi)展機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要遵循以下原則，保證機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果：第一，要堅(jiān)持相容性的原則。相容性原則指的是對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保每一個(gè)機(jī)構(gòu)在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)具有較強(qiáng)的同步性。要有協(xié)調(diào)一致的執(zhí)行時(shí)間以及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠確保每一個(gè)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)作的精準(zhǔn)度。第二，必須堅(jiān)持最優(yōu)化的原則。在輕工機(jī)械機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面分析，確保不同環(huán)節(jié)都能夠達(dá)到最優(yōu)化。這是提高機(jī)構(gòu)系統(tǒng)性能和創(chuàng)新水平的主要手段。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了確保每一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中不同部分的性能最優(yōu)，需要利用最新穎的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思維，對(duì)不同部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，然后將不同部分進(jìn)行有效組合，才能夠提升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的整體性能與創(chuàng)新水平[2]。

2.3 設(shè)計(jì)方法與評(píng)價(jià)決策

在對(duì)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中的新思維和新方法進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，可以利用形態(tài)學(xué)矩陣對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多元化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將工藝動(dòng)作分解獲取不同執(zhí)行動(dòng)作數(shù)M，對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)分別為a、b、c，按照相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，可以獲取機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案數(shù)為N。具體的計(jì)算公式為：

對(duì)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)后，還需要完成創(chuàng)新性評(píng)價(jià)以及決策，才能夠準(zhǔn)確掌握機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案的具體應(yīng)用效果。在整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新方案中，主要包括系統(tǒng)功能、工作性能以及動(dòng)力性能等各方面因素，同時(shí)還包含經(jīng)濟(jì)性、機(jī)構(gòu)緊湊性等相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在具體的創(chuàng)新性評(píng)價(jià)和決策過(guò)程中，需要對(duì)不同指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)價(jià)，才能夠獲取最優(yōu)方案。以獲取的最優(yōu)方案為基礎(chǔ)，可以將其作為輕工機(jī)械機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)新方案。在該創(chuàng)新方案應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)p工機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新效果進(jìn)行全面客觀綜合評(píng)價(jià)。從而為從機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供新思維和新方法，這對(duì)促進(jìn)輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新發(fā)展有積極意義[3]。

3 輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新功能求解模型的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在當(dāng)前的輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新過(guò)程中，對(duì)功能求解模型進(jìn)行充分應(yīng)用具有比較突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不僅可以為輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供有效的參數(shù)支撐，同時(shí)能夠使設(shè)計(jì)師根據(jù)具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，提升輕工機(jī)械產(chǎn)品的整體創(chuàng)新效果。功能求解模型的主要優(yōu)勢(shì)包括以下內(nèi)容：

功能求解模型的機(jī)械特色比較突出。機(jī)械產(chǎn)品的主要特征是需要利用運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)力變換和傳遞，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。在功能求解模型應(yīng)用過(guò)程中，可以將工作機(jī)理與工藝動(dòng)作進(jìn)行有效聯(lián)系，然后將工藝動(dòng)作過(guò)程分解成不同的執(zhí)行動(dòng)作。這一應(yīng)用方式更加符合機(jī)械設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維，有利于設(shè)計(jì)人員對(duì)功能求解模型進(jìn)行充分應(yīng)用，提高成功機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新水平。

功能求解模型的可操作性相對(duì)較強(qiáng)。在功能設(shè)計(jì)模型求解過(guò)程中的具體流程為確定工作機(jī)理—構(gòu)思工藝動(dòng)作—將工藝動(dòng)作分為若干可行動(dòng)作—選擇合適的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)程序比較規(guī)范，并且對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)可操作性相對(duì)較強(qiáng)，能夠充分發(fā)揮功能求解模型的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

功能求解模型的設(shè)計(jì)創(chuàng)造性相對(duì)較強(qiáng)。在功能求解模型建立過(guò)程中，不同的域之間映射關(guān)系的有效應(yīng)用可以產(chǎn)生出創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新成果。而這些創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法的充分應(yīng)用，除了能夠激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感之外，還可以生成不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，對(duì)提升輕工機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的自主創(chuàng)新水平有積極幫助。

在功能求解模型應(yīng)用過(guò)程中，相應(yīng)的理論基礎(chǔ)比較充實(shí)，能夠進(jìn)一步推動(dòng)功能求解模型的穩(wěn)定發(fā)展。在功能求解模型建立過(guò)程中，會(huì)深入研究不同的機(jī)械產(chǎn)品工作機(jī)理，同時(shí)掌握機(jī)構(gòu)學(xué)的相關(guān)理論和方法。因此，功能求解模型本身的理論支撐比較堅(jiān)實(shí)，可以為設(shè)計(jì)人員提供清晰明確的理論和操作方法，對(duì)提升輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的有效性與科學(xué)性有積極意義。

在開(kāi)展輕工機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新時(shí)，必須根據(jù)不同的行業(yè)對(duì)相應(yīng)的輕工機(jī)械進(jìn)行全面分析，才能夠選擇出合適的創(chuàng)新方案，提高輕工機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)新水平。例如印刷機(jī)本身有印刷工作原理，而縫紉機(jī)有縫紉工作機(jī)理，燙印模切機(jī)有燙印模切機(jī)理。在具體的設(shè)計(jì)創(chuàng)新中，需要根據(jù)不同輕工機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的創(chuàng)新，才能確保創(chuàng)新的機(jī)械產(chǎn)品滿足生產(chǎn)需求[4]。如果忽視產(chǎn)品的具體應(yīng)用機(jī)理，很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)創(chuàng)新出現(xiàn)問(wèn)題，直接影響輕工機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用性能。機(jī)構(gòu)學(xué)是設(shè)計(jì)學(xué)科創(chuàng)新過(guò)程中的重要組成部分，對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，可以對(duì)需要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效創(chuàng)新。并且能夠?qū)C(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)組合和設(shè)計(jì)，確保其能夠滿足不同輕工機(jī)械的具體創(chuàng)新需求。在當(dāng)前的機(jī)械運(yùn)動(dòng)組成方案需求分析中，要利用機(jī)構(gòu)學(xué)解決機(jī)構(gòu)組合與設(shè)計(jì)的相關(guān)需求，才能提升輕工機(jī)械創(chuàng)新水平[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在輕工機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法進(jìn)行充分應(yīng)用是提高整個(gè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平的重要內(nèi)容。只有不斷促進(jìn)新思維與新方法的創(chuàng)新發(fā)展，在輕工機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中融入滿足市場(chǎng)發(fā)展需求以及時(shí)代特征的新思維和新方法，才能夠確保輕工機(jī)械產(chǎn)品能夠滿足具體的生產(chǎn)需求，從而為輕工機(jī)械產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供充足的動(dòng)力。