機械工程設計中創(chuàng)新思維的運用探討

王子亮

摘要：在我國由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉變的過程中，創(chuàng)新是必不可少的有力武器?！懊恳淮蔚淖兏镏卸荚杏鴦?chuàng)新的火花?！睓C械工程設計本身是一種技術含量較高，可以直接促進工業(yè)生產工藝的改進和產量提高，創(chuàng)造巨大物質財富，進而推動社會的發(fā)展和進步。但是工程設計并非是依從固有模式或者局限在某一范疇，機械設計理應是最富創(chuàng)造力和能夠充分發(fā)揮人的能動性的活動。因此，就創(chuàng)新思維在機械工程設計中的運用展開論述，探討創(chuàng)新思維方法和創(chuàng)新在設計領域所帶來的深刻變化。

關鍵詞：機械工程設計;創(chuàng)新思維;運用探討

引言

機械工程在我國的經濟社會發(fā)展中占據著重要的核心地位。機械工程設計利用科學方法融入創(chuàng)新思維，有助于機械工程設備的各項配置得到創(chuàng)新和優(yōu)化，從而為我國經濟的進一步發(fā)展起到推動作用。當然，機械工程想要得到更好發(fā)展，除了需要先進的科學技術外，還需要與創(chuàng)新思維有效結合。因此，我國機械工程設計要充分利用科學方法和創(chuàng)新思維，在提高設計效率的同時為我國經濟社會的發(fā)展注入新活力、新動能。

一、創(chuàng)新思維的含義

創(chuàng)新思維是一種打破常規(guī)的思維方式.擺脫舊的思維的禁錮去開拓新的工作方向和方法。創(chuàng)新思維與其他思維方式相比，具有多向性、綜合性和開方放的特點。針對我國機械工程行業(yè)存在成本高、使用性能不夠好和精密度不高等缺點.在機械工程設計中需要加強創(chuàng)新思維培養(yǎng).改良設計新的產品來改變這種情況，要做到思維創(chuàng)新就要打破常規(guī)，發(fā)揮設計者的積極性、主動性和操作性。以最終得到具有創(chuàng)新性、實用性、經濟性的新機械設備。

二、創(chuàng)新思維的特點

（一）開放性

創(chuàng)新思維具有的開放性是指在機械設計的過程中不再采取傳統(tǒng)的思維方式進行設計，在不受任何思想約束的前提下進行多種設計創(chuàng)意和方法的設計，同時需要結合機械工程設備整體的實際情況進行設計，創(chuàng)新思維的開放性能夠使設計實現新的突破，取得不同的設計效果。

（二）自由性

這指的是現代機械以現代智能為依托，人工智能部分替代人類機械勞動，給思維解放和獨立創(chuàng)造了前提，科學思維在遵循真理發(fā)展的基礎上可以自由思考和自由探索，調動人類的主觀能動性，獲得機械工程設計創(chuàng)新成果。

（三）綜合性

創(chuàng)新思維的綜合性是指在機械工程設計的過程中不單單僅需要工程設計方面的相關知識，而是需要熟悉不同學科、不同領域的綜合型知識才能夠實現思維的創(chuàng)新。

三、機械工程設計中的創(chuàng)新性思維

（一）推理思維法

推理思維法包括提問法、反面求索法、缺點列舉法、系統(tǒng)分析法4種類型。提問法顧名思義就是對產品進行綜合分析的提問，提出關于產品的一些針對性問題。例如：產品在使用中是否存在問題;產品在制作過程中是否存在問題：產品的成本是否可以再降低;產品的設計是否還需要改進。通過提問能使設計者考慮自己在設計上的不足，設計者可以再對設計進行改進。

（二）組合創(chuàng)新法

組合創(chuàng)新法一般有2種類型：模塊組合法和形態(tài)矩陣法。模塊組合法的結果是最后要把相似的結構、功能的部件劃分在一起。在產品制造中當產品出現了問題的時候只需要把部分壞的零件進行更換。這樣就可以節(jié)省成本，提高資源的效率。形態(tài)矩陣法是指把復雜的問題進行歸類處理，化繁為簡，把復雜的問題進行簡單化，降低故障處理的困難。

（三）聯想類比法

聯想類比法又可細分為三種方法，一是相似類比法，在工程技術中要將其系統(tǒng)或部件進行合理分類，包括結構相似、運動相似、功能相似、工藝相似等。而且還要在此基礎上再進行分析分解，按照其層次劃分出相似的單元，最后進行綜合完善，根據客觀需求對被分類后的單元還要進行整合優(yōu)化，并且要引進新的技術，最后形成新的事物的過程。例如，同步齒形帶傳動的設計就是根據齒輪嚙合傳動的原理進行類比。有時機械設計也會利用人或動物的行為做類比，形成新的構想和設計。比如，蟹爪裝載機構的設計就是運用了螃蟹鉗爪的動作原理。第二種就是移植法，例如，激光切割機、電火花加工機床的發(fā)明就是將物理學上的激光技術、電火花技術移植上去。第三種就是仿生法，例如，仿造人類制造出的機器人。

四、械工程設計中創(chuàng)新思維的有效運用

（一）在機械工程設備運行方案設計中的運用

機械工程設備能否正常運行是檢驗設備整體功能運行情況的有效方法，設備的正常運行是設計方案中重要的核心環(huán)節(jié)。機械工程的高效運行取決于設計方案是否科學、合理，而創(chuàng)新思維在機械工程設備的設計過程中不僅需要滿足使用者的需求還需要確保設備正常且高效地運行。因此，不僅需要設計者全面了解設備結構，還需要對設備中各部件的運行及制造工藝、設備的使用效率、設備的成本等問題進行全面的了解，需要對機械產品經過反復的推敲與檢測。在這種情況下為了確保機械設備高效的運行狀態(tài)，需要設計者在設計方案中有效地融入創(chuàng)新思維，從而使機械設備資源配置得到高效地利用，使機械設備達到最佳的運行狀態(tài)，全面提高機械工程的設計效果。

（二）在機械產品結構設計中應用

機械產品結構設計也是機械工程設計的重要內容，其包括產品的外形、各部分的配置及其總體結構?？蛻魧C械產品的功能需求不同決定了產品結構設計的差異。機械產品結構設計的基本要求是保證產品結構形態(tài)多樣化，運用創(chuàng)造性思維進行產品結構設計，能夠更好地滿足人們對產品功能要求的增加趨勢。這樣的現實需求要求設計人員在機械產品有限的空間內盡可能將產品功能集中于更少的產品。傳統(tǒng)辦公場所中打印機、復印機、掃描儀功能都是單一的，大量占用了辦公室空間，這使得以佳能公司為代表的企業(yè)運用創(chuàng)新思維盡可能將打印、復印和掃描功能集于一體，這其中該公司設計部門采用了“離散及綜合”創(chuàng)新思維方法，改善了辦公條件，提高人們的工作效率。

（三）在機械工程設備性能方案設計中的運用

在機械工程設備的設計中對性能的要求需要融入更多的創(chuàng)新思維，這是因為性能是決定設備生產制造的重要核心內容，尤其是新能源技術的廣泛應用。由于現階段社會不斷提倡節(jié)能、環(huán)保理念，這就要求在對機械工程設備的設計過程中，需要不斷加大對新能源技術的使用。因此，設計者在對產品設備進行設計的過程中，在有效保障產品設備性能的同時還要考慮到對新能源的利用，這就要求設計者在設計的過程中融入創(chuàng)新思維，在保障機械工程設備能夠高效、安全運行的同時還需要發(fā)揮創(chuàng)新思維考慮到生產成本、節(jié)能降耗等多方面的因素，從而選擇合適的設計方案。

（四）在機械產品動力能源設計中應用

隨著機械工程設計的材料加工技術和能源獲取技術不斷被發(fā)現，機械工程設計人員在產品動力系統(tǒng)設計上的選擇也不斷增加，設計人員可以充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維、觀念和方法，將各種新的清潔能源作為機械產品的動力能源運用到機械產品設計中?，F代的電動汽車與傳統(tǒng)的燃油汽車相比，其本身就不會排放出污染大氣的有害氣體，同時也減少了硫和其他微粒污染物，降低對環(huán)境的污染。電動汽車可以在用電低峰期充電，提高電能的利用率和經濟效益。

結束語

總而言之，創(chuàng)新是人類文明進步的重要推動力量。機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。無論是新型即開發(fā)性設計、繼承設計，還是變型設計，都離不開創(chuàng)新思維的運用。在創(chuàng)新思維的推動下，機械工程設計的機理、模式及方法正在向著程式化、定量化、符號化和算法化發(fā)展，創(chuàng)新思維將在今后的實際運用中顯示出更大的效能。

參考文獻

[1]馮艷紅.機械工程設計中運用創(chuàng)新思維的重要性探究[J].中國機械，2020（19）：2.