現代機械設計的創新方法研究

摘 要：科技的發展和進步離不開創新精神，在機械設計領域同樣如此。文章對現代機械的特點進行了介紹，并對國內外機械設計的創新方法進行了深入細致的分析和探討，希望能夠起到一定的參考借鑒作用。

關鍵詞：機械設計；創新；方法；研究

1 現代機械特點

1.1 性能較高結構簡單

與傳統機械不同的是，現代機械具有較高的性能，其結構也越來越簡單，功能變更更加容易、方便。隨著技術的發展，設計方法變得多樣化，作為設計人員，可以將多種技術進行融合，最終實現現代機械的綜合利用。并通過不同的角度和切入點，使現代機械具有更加科學合理的結構，順應時代發展的需求。

1.2 成本降低效率提高

現代機械的成本大幅度降低，因此能夠獲得更多的效益，節省人力、物力、財力。同時現代機械的效率也獲得提高，縮短了工作時間。對于工作成果的展示更加清晰和明確，使現代機械使用人員對于工作成果可以進行較為直觀的理解和感受。在產品質量上也獲得提高，工作整體質量得以提升。

1.3 功能增加柔性增強

現代機械的功能逐漸增加，并向著多元化的方向發展，涵蓋面及涉及對象的領域越來越寬廣。現代機械是順應時代發展的產物，具有廣闊的發展前景，其柔性逐漸增強。所謂柔性，就是功能要求發生變化時，機械產品能夠進行很好的適應，因此柔性的增強無疑能夠使現代機械獲得更加廣泛的應用。

2 現代機械設計方法概論

2.1 現代機械設計創新理論

現代機械創新設計是一種實踐活動，以理論知識和實踐知識為基礎，充分發揮設計者的想象力和創造力，合理運用已有的科技成果和技術手段，使得設計出來的產品更加具有實用性、創造性。現代機械設計已成為一個龐大的學科，種類和結構日益復雜，功能更加多樣化。機械設計創新理論是指在機械設計學理論的基礎上，聯系并緊密結合認識哲學、認識科學、思維科學、設計方法學、發明學、創造學等相關學科中的有益成分，凝結設計人員的聰明才智，并且運用系統科學、信息科學、計算機技術等技術手段，融合美學原理，設計出對國家經濟發展和社會進步有價值的產品。通常來說，可以將現代機械設計劃分為三個階段，即方案結構設計、運動設計、動力學設計。在這三個設計階段中，方案結構設計是最初的設計環節，也是最能體現其設計的創新性的環節，其設計的原則是根據客戶的需求，對機械結構進行改變和優化，使得設計出來的產品能夠更好地滿足客戶的要求。

2.2 機械設計創新內涵

機械設計創新可以通過多種方式實現，較為常用的是提高機械產品的性能以及優化產品的技術特性，如適應性、可靠性、經濟性等指標。此外，也可以設計全新的機械產品來實現創新。隨著社會的發展，科技的進步，舊的設計思維和設計方式已不能適應現代設計的需求，機械設計需要具有獨創性、實用性、突破性和聯動性。獨創性，即打破傳統的設計模式和設計理念，采用科學合理的全新的方案和組合。實用性，即機械設計的創新應具有針對性，滿足市場的需求，具有合理的功能，易于生產，使用方便。突破性，即轉變原有的思維方式，不局限于機械設計領域自身，而是擴展到其他領域，并從中獲取靈感，為機械設計提出新的原理，開拓新的局面。聯動性，顧名思義，在對設計方案進行改進和優化的過程中，作為設計人員，應有發散性的思維，從橫向、縱向、逆向不同角度進行機械設計的創新。

2.3 開展現代機械設計創新的意義

現代機械設計創新的研究成果，運用到生產實際將帶來巨大的經濟效益和社會效益，同時其具有的學術價值更是不容忽視的，對于機械設計行業的可持續發展具有非常重要的意義，是其發展的根本動力。機械設計產品所體現出來的并不僅僅是科學技術的運用與實現，更是設計者思維方式的反映。設計者在進行機械設計的過程中，其思維方式也不斷地獲得提高。同樣設計者的思維方式融入到產品的設計中，使產品更加具有人性化的特征。在兩者的相互作用下，使得機械設計作品更具實用性和可操作性，向著集約化、自動化、智能化的方向發展。現代化的創新力量不斷涌入，必將促進機械設計的發展，使機械產品更加充滿生機和活力。

3 國內外機械設計創新的方法研究

3.1 國內機械設計創新方法

隨著經濟的發展和科學技術的進步，對于機械產品無論從質量上還是從精度上都有了更高的要求，機械設計領域也產生了重大的突破，取得了令人矚目的成果。先進的設計理論和設計方法不斷涌現，在傳統機械設計方法的基礎上獲得了進展。機械設計是十分復雜的過程，涉及到的知識和理論也非常復雜，在設計過程中會遇到各種各樣的問題，然而在我國的科研工作者和機械設計人員堅持不懈的努力下，豐富了機械設計的理論，積累了寶貴的實踐經驗，對于機械設計中出現的問題，已經能夠很好地進行解決。高科技及先進理論的引進使設計過程得以簡化，為機械設計的發展作出重要的貢獻。當前，計算機輔助設計、系統化設計、局部或全局性設計等創新方法已獲得廣泛的應用。

3.2 國外機械設計創新方法

相對于國內的機械設計創新，國外的創新研究開始的較早，并取得了一定的研究成果，目前應用得較為廣泛有以下三種。普適設計理論是在傳統設計方法的基礎上發展起來的，起源于德國，通過將現有設計方法進行總結和規范，形成具體的設計規則模型，根據既有的經驗，設計和構建能量的輸出和輸入環節，進而將機械設計的功能結構具體化。公理化設計理論方法則是在決策的基礎上發展起來的，起源于美國，使科學決策和系統理論相結合，與普世理論相同的是，功利化設計方法同樣注重于經驗的積累，最終形成以法律公則和科學方法為基礎的創新方法。公理化設計理論的優勢在于能夠優化和完善較為復雜的機械設計，其設計效果也比較令人滿意。三次設計法理論主要包括系統設計、參數設計、容差設計幾個方面，起源于日本，近幾年獲得了較為廣泛的應用。這種方法是目前較為先進的設計方法，準確率和效率都有所提高，機械設計的整個過程可以很快的完成，充分體現了高質、高效、方便、快捷的特性。

3.3 培養機械創新設計思維

在進行機械設計的過程中，創新思維方式的培養非常重要。這是因為機械創新設計是極具創造性的工作，作為設計人員，在提高自身知識水平和能力的同時，培養具有創新精神的思維方式尤為重要。對于機械設計工作應以全新的視角來看待，突破傳統的設計方法和思維模式，廣開新思路，探索新方法、新技巧，運用先進設計手段，使原有的設計更加完善或者創造出全新的設計作品。發散性的思維方式也是進行創新設計的必不可少的要素，從多角度、多方面入手，善于聯想，從其他事物或者不同領域獲取設計靈感，從而使得設計更加優化和完善。

4 結束語

現代機械設計創新方法是一門綜合學科，更加離不開創新。現代機械設計人員應該在傳統的機械設計的基礎之上，樹立創新設計的思維理念，將各種創新方法綜合運用，并整體優化，還要熟練應用現代機械設計分析工具，設計出高質量、高生產率、更能滿足消費者需求的機械產品，順應當代市場經濟的發展潮流，提高機械產品的競爭力。

參考文獻

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