创新思维在现代机械设计中的体现

1、创新思维在现代机械设计中的体现摘 要：现代机械设计与制造业作为国民经济的支柱，其发展是衡量我国国民经济发展的重要指标之一，其发展更离不开创新思维和创新人才的支撑.在如何培养创新思维和发挥创新效力介绍的基础上，从创新思维在机械产品运动方案设计、结构设计、外观造型设计、动力能源设计等方面出发，阐述了创新思维在现代机械设计行业中的应用与体现.关键词：创新思维；现代机械设计；创新设计0 引言目前，各国都在不同程度上加强了对本国知识产权的保护力度，传统引进消化吸收再创新的模式已经不能适应我国机械行业的发展要求.增强自主创新能力，才是我国机械行业发展的合理、正确的途径.所以必须将创新型思维运用到现代机械设

2、计与制造当中，不断提高自身的创新意识和能力，设计和制造出成本低、精度高、操作性好、自动化程度更高以及更加节能环保的现代机械，推动我国国民经济又好又快的发展.1 创新思维的含义思维有多种形式，如抽象思维、概念思维、逻辑思维、形象思维、反向思维等.创新思维不同于其他思维形式，它是一种具有开创性的思维活动，是人类开拓新的认识领域和认识新成果的思维活动，它往往表现为发现或发明新思维、新理论、新方法、新技术或新产品，努力探索客观世界中尚未被认识的事物规律，从而为人们的实践活动开辟新的领域、打开新局面11 1 如何培养创新思维创新既是国家发展的动力，又是解决实际生活中具体问题的重要途径.那么如何才能培养自

3、己的创新思维呢？第一，要打破创新思维的障碍.要有创新思维先要打破创新思维的障碍，要求打破常规的思维定势，不能一味的迷信权威和教科书，不能盲从；第二，要掌握一些常用的创新思维方法.要培养创新思维，必须掌握一些普适的创新方法.如逆向思维、推理演绎、综合与离散分析、移植等创新思维方法.只有掌握了这些创新思维的方法才能真正打开思维空间，建立创新思维空间，应用创新的思维来解决实际生活和工作中的问题.1 2 创新思维如何才能发挥效力如何使创新思维在实际工作中发挥效力？ 要从以下几方面着手：第一，要想发挥创新思维的巨大效力，必须无畏外界环境，勇于开拓，积极面对所遇到的新难题，运用创新思维方式寻求解答；第二，

4、创新思维效力的发挥要求必须有良好的心态.即一个积极向上的心态，为了服务社会进步和提高人们生活水平的心态；第三，必须将创新思维产生的观念，方法等付诸实践.实践是检验真理的唯一标准，只有将这些观念和方法运用到实际的问题中，才能检验创新思维的真实效用，促进进一步创新；第四，最大化创新思维的效力，需要学会沟通，同他人通力合作.这就要求创新人员善于协调沟通，发挥团队优势，群体优势，使创新思维和创造力升华，在合作中升华.此外，要使创新思维、创造力变为现实，还要注重个人的知识积累，丰富的知识是和创新思维创造力的发挥成正比；同时，创新思维发挥效力也要求整个社会的支持与配合.整个社会形成支持创新的大环境，创新思

5、维才能发挥效力，创新力才能充分展现活力.2 创新思维在现代机械设计中应用目前，我国机械设计主要还是从事常规设计，创新设计正处于起步阶段，相关的理论与技术体系还比较落后.欧美和日本等发达国家，早已步入机械创新设计阶段，其设计已从原来固有的老套设计模式中走出来，鼓励设计人员用创新思维产生新观点、新方法、新原理等来设计出前所未有的产品，在满足国内外社会需求的同时，使其经济效益最大化，进一步推动其国家机械设计行业的健康、快速发展.2 1机械创新设计机械创新设计（mechanical creative design，MCD）是充分发挥设计者的创造性思维和智慧，利用已有的相关理论、方法和原理等，进行新的构

6、思、设计和试验，制造出具有新颖、经济性、实用性、环保性等特点的机构或机械产品的实践活动.它特别强调人在设计过程中、特别是在总体方案结构设计中的主导性及创造性作用2-3.机械创新设计主要有两个方面的内容：一是改进或完善现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等，使其能适应人们生活和生产的需要；二是运用创造性思维设计出新机构、新机器或新产品，以满足人们新的生产或生活的需要.机械创新设计是人们创造性思维活动在机械设计领域的体现，是人们的创造性智慧的表现，其产品是创造性思维活动、先进技术和方法、现代认识科学和设计哲学等高度融合的产物4-5.2 2 创新思维在现代机械设计中的体现在创新思维的指导下

7、，现代机械设计正逐步向自动化、智能化、最优化、集成化等方向快速发展.创新设计下的机械产品提高了该产品在同类产品中的竞争力，创造出较高的经济效益、社会及环境效益.创新思维在现代机械设计中的应用主要体现在以下几方面：2 2 1 在机械产品运动方案设计过程中应用机械产品运动方案的设计是指设计人员对用户提出的产品功能需求而提出的原理性构思， 探索解决问题的有效途径以及机械产品的工作原理，包括从原动机、传动机构及执行机构的整个系统的运动方案的设计，其最终结果要得到满足运动性能要求的一种机构运动6.运动方案设计的好坏对产品的结构、工艺、成本、性能和使用维护等都有很大影响，它是确定机构产品质量、性能、经济、

8、环境和社会效益的关键步骤，它是整个机械设计阶段以及后续的制造和使用阶段的基础.对于机械产品而言，实现同一功能的产品可以有多种不同的工作原理，每一功能又可有不同的机构来实现；因此，这一阶段设计是整个机械设计阶段的重中之重，要求设计人员尽可能在功能分析的基础上通过创新思维活动构架、搜寻、设计、优化等取得理想的产品运动方案.以前驱和后驱汽车为例，如图 1 所示.图 1（a）大众的前轮驱动的迈腾轿车7，图 1（b）为北汽的后轮驱动轿车8.传统的后驱汽车具有成本高、后驱部件多、组装复杂、车内空间狭小、牵引力不足和动力损失较大等特点.随着现代人们提出的轻量化、空间宽阔及机动性强等要求，后驱车已不能适应人们

9、的需求.生产商运用移植和逆反等创新思维理念，改进汽车的运动方案，直接将发动机前置，使发动机出轴直接驱动前轮轴作为驱动轴.这样虽然加大了前轮负载，加剧轮胎的磨损，但是带来的益处远远大于其负面影响：首先，其驱动机构大大简化，减少了零件的需求，造价明显降低；第二，减轻整车重量，使得加速更容易，刹车距离缩短，降低了油耗；第三，发动机的前置释放出了部分车内空间，提高了乘坐的舒适性.2 2 2 在机械产品结构设计中应用机械产品结构设计包括产品的外形、各部分的配置及其总体结构.客户对机械产品的功能等要求的不同， 决定了产品结构设计的差异. 机械产品结构设计的基本任务就是找出使产品结构形态变化的多种方案，设计

10、出新颖的产品构形.随着人们对产品功能要求的增加，对机械产品的结构设计提出了更高的要求，要求设计人员在有限的空间内将尽可能多的产品功能集成到一起，以便客户的安置和使用.传统条件下，办公室总是堆满了各式各样的打印机、复印机、扫描仪等产品，这些东西占用了办公室的大量空间，恶化了办公环境.公共用品生产厂家了解到了人们的这种需要，开始想办法改进办公机械的设计.以佳能公司产品为例，图 2（a）为单一打印机，图 2（b）为打、复印和扫描一体机.该公司设计人员采用离散及综合的创新思维方法，在尽量保证产品构形的前提下，将打印、复印和扫描等功能集于一体，形成了图 2（b）所示的多功能一体机，方便办公的同时大大改善

11、了办公条件，提高了工作人员的工作效率.2 2 3 在机械产品外观造型设计中应用创新思维在机械产品外观造型方面的应用，主要体现在对产品外形、色彩和面饰等的塑造方面.产品外观造型过程中要运用美学基本原理研究机械产品的美感、构成、线型组合、色彩搭配等艺术造型的规律及方法.机械产品的造型设计除了满足功能要求之外，还要求在选材确定加工流程同时，采用创新思维把美学基本观点融合在整个外观造型设计过程中， 利用材料和工艺等条件充分体现出造型的形体美、 线型美、色彩美、材质美，使之具有优美的形态给人以美的享受.以中韩数控机床为例，图 3（a）为国产的数控车床，图 3（b）为韩国的数控车床.可以明显看出，韩国的高

12、性能卧室车床在产品颜色的选择，模块的布局，线型的组合以及整体的美感和操作便捷性方面都优于国产数控机床.在机械产品的设计过程中，尤其是产品外观造型设计过程，应充分考虑人机工程的因素，考虑产品对人心理和生理的影响，达到人机的完美配合.同时造型设计过程中，还要充分考虑造型设计的经济性、社会性和环境行等因素.要想使机械产品的造型设计达到完美无瑕的地步，就要求机械产品设计人员最大程度的发挥自身的创造性思维和创造灵感.除上述之外，新材料和制造新工艺的出现，为灵活和创新产品设计提供了更多的可能性，设计人员可以在客户或社会提出的基本功能等需求的基础上，大胆进行创新思维活动，设计出功能更强、费用更低、性能更好、

13、更节能和环保的机械产品.3结束语当今时代，科技进步日新月异，国际竞争日趋激烈.国家与国家之间的竞争，归根结底是人才的竞争，是民族创新能力的竞争.要想实现中华民族的伟大复兴，需要不断造就大批具有丰富创新能力的高素质人才.机械行业作为国家经济命脉的重要支柱，其发展更离不开创新人才.目前，我国的机械设计技术在设计理念和设计方法等方面，同世界先进工业国家还有很大的差距；同时，随着各国对知识产品重视力度的加大，引进技术已变得越来越难，其成本已达到或者超过自主创新的投入.在内外因素的双重作用下 ，必须大力加强对现代机械设计技术和方法的学习和研究，提高我国机械设计行业自主创新的能力，为机械设计业的长久稳定发展奠定坚实的基础，也为国家经济的发展注入强大的动力.参考文献1卞 华