创新思维在机械工程设计中的作用

创新思维在机械工程设计中的作用

余春

身份证号：450721198309204213

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。

关键词：创新思维；机械工程设计

中图分类号：TH122文献标识码：A

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、综合性和开放性的特点。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平。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。

3机械工程设计中的创新型思维

3.1推理思维法

推理思维法包括提问法、反面求索法、缺点列举法、系统分析法4种类型。提问法顾名思义就是对产品进行综合分析的提问，提出关于产品的一些针对性问题，例如：产品在使用中是否存在问题；产品在制作过程中是否存在问题；产品的成本是否可以再降低；产品的设计是否还需要改进。通过提问能使设计者考虑自己在设计上的不足，设计者可以再对设计进行改进。

3.2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。

3.3组合创新法

①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；②形态矩阵法。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。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，形态矩阵法是应用非常广泛的方法。组合创新法是现阶段提升机械设计水平的一种方法，特别是大型设备的设计中，需要运用组合创新法的地方很多，组合创新法具有便捷性及高效性，可以运用于很多方面。

4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。

5机械工程设计的改进历程

5.1传统机械工程设计

机械设计已经发展了百余年，现阶段机械设计领域的良好发展，是不断进步的成果。早期机械设计受各方面条件限制，如落后的生产条件以及经济能力，使机械设计处于无法前进的局面。一些技术人员有着不错的技能水平以及实践能力，可以提升机械设计的速度，但受传统观念的限制，机械设计过程中出现诸多问题，前期机械设计发展缓慢，在实际生产中创造出的经济效益也非常有限。传统的机械设计步骤非常复杂，首先需要市场调研人员借助各类工具，了解客户的需求，结合市场的需求对设计中容易出现的问题进行预测总结，将整理好的问题，以及解决方案进行审查，制作成策划案。最后是将方案分发给有关人员，对方案进行分析以及评价，提升设计方案的认可度以及权威性。在这个过程中，市场调研、模型建立、探讨分析等环节相互关联，设计方案并不是在严格数据的基础上建立起来的，还需要降低设计风险值。

5.2现代机械工程设计

机械设计是创造性极强的活动，现阶段国内的工业水平进步迅速，科技水平在不断提升，社会重视人才的能动性以及创造性，很多专业人员不断为企业创造价值，成为社会发展的重要力量。因此，在机械设计中，人才的作用不可忽视的。专业的机械设计人才，能将先进的科研方法及技术应用到机械设计中，与创新思维结合，创造出有新意的产品，为企业创造出更多的价值和利润。

6机械结构制造的基本设计要求

6.1功能需求

机械产品制造生产的主要目的在于完成人力能力范围之外的技术工作，提升生产效率，因此功能需求是机械结构制造过程中所要考虑的首要因素。通过机械工作原理的组合运用与实际设计方案的稳定应用，满足材料力学、装配方式与工艺性能等相关因素对机械产品的综合要求，是机械结构制造设计的基础性内容。

6.2质量控制

机械产品的精度、硬度与结构力度是否达到工业生产标准是机械结构制造的重要考核标准。在保障产品具备全面的机械功能的基础上，产品的使用年限与质量控制是衡量机械产品制造是否达标的重要尺度。在重工业实际生产过程中，产品所承受的重量压力与材料韧性是机械产品制造要点与难点。作为注重实用性原则的机械工业产品，其结构的稳定性与产品的高质量是设计方案所应达到的核心要求之一。

6.3优化提升

作为现代化生产链条中的支柱性产业，机械制造业的产品设计导向与行业发展方向息息相关。在产品中引入创造性思维与跨学科技术，能有效提高机械产品的竞争力，为机械制造行业的未来发展提供有益助力。结构优化设计的前提是要有大量的可能性方案和优化空间，包括要对机械产品的生产工艺、材料、连接方式、尺寸形状等方面进行优化和创新，对于物理属性的改造与设计方案的优化是机械结构制造层面的重要要求。

7机械工程创新设计形成和特点

机械创新设计主要源于形象思维，将逻辑推断以及综合分析结合起来，在头脑中建立设计方案，将机械创新设计进行具体化，建立机械结构及模型，从而进行设计的细化过程。机械创新设计与常规设计的不同是需要设计人员具备一定的创造力和专业能力，运用现有的科学原理以及创新思维，设计出创新和实用的机械设备。机械创新设计有2个主要部分：一是对生产及生活系统进行完善；二是设计出新产品及新机器。机械创新设计的主要特点：①机械创新设计涉及到诸多科技的渗透交叉；②在机械创新设计中，一些工作是非数据性的，需要在专业知识以及经验的基础上进行判断，要具备发散思维以及创新思维；③经过逻辑分析以及知识运用，找到合理的机械创新设计方案；④机械创新设计是不断探索和实践的过程，每个阶段要不断筛选，系统具备一定的整体性。

结束语

科技和经济的发展给机械工程设计提出了更高的要求，而创新思维对于机械工程的发展则非常重要，机械工程设计要利用创新思维去创作新的设计方案，要在机械工程设计上实现创新就要求设计者不仅要提高设计水平，更要秉承创新思维，并与现代高新技术融合，进行机械工程设计，以加快我国机械工程的发展，为我国的经济发展提供新动能。

参考文献

[1]关全.机械结构设计中的创新设计[J].橡塑技术与装备,2015,41(24):204-205.

[2]申雪平.创新机械工程设计思维的探讨[J].科技风,2015(05):173.

[3]刘敬.现代机械设计的创新方法研究[J].科技创新与应用,2015(07):59.