現代機械設計的創新設計理論與方法

簡幫強

摘 要：隨著我國工程設計技術的快速發展，現代機械設計成為工程設計的“寵兒”，推動著我國現代工程的快速發展，實現現代機械設計不斷創新就顯得尤為重要。為了能夠全面了解和把握現代機械設計的創新設計理論和方法，本文將結合現代機械設計的發展進程等方面知識，對其進行分析。

關鍵詞：現代機械設計;創新設計;理論;方法

隨著我國各領域科學技術的快速發展，我國工業逐漸走向智能化發展，在面對世界智能工程概念的普及，我國智能工業化進程可以說面臨著巨大的挑戰，國家對機械設計的要求必然會越來越高。近幾年，我國開始對現代機械設計專業人才加大力度培養，為了能夠讓現代機械設計方面的人才更加專業化，并能夠創造出更加符合當代人生產生活的需求，我國相關部門首先從現代機械創新設計理論開始著手。

1 機械設計理論與方法的發展進程

縱觀世界現代機械設計的發展歷程，按照時間節點，現代機械設計行業的發展可以分為兩個階段，第一階段要追溯到17世紀，一直到20世紀中葉，是現代機械設計的初級階段[1]，該階段的機械設計非常傳統，且設計的水平一般，方法、理念等方面更無科學化可言。很多時候新產品的研發速度非常慢，可以說，此時的機械設計不僅受到各種條件的制約，生產力低下，無法滿足當時市場的需求。第二階段是從20世紀中后期至今[2]，新興技術的引進，帶動了現代機械設計技術的提高，在這一階段，我國機械制造業的整體水平都得到了大幅度提升。

2 現代機械設計理論與方法需具備的特點

2.1 創新性

21世紀以來，創新已經滲入到人們的生產、生活中，對我國各行各業的影響非常深遠，更是現代機械設計快速發展到的源泉[4]。從企業的角度看，不進行積極地創新該給，就無法在新型市場經濟的激烈競爭中獲得一席之地。對研究人員來說，創新是其開展現代機械設計理念的基礎，一方面研究人員要結合傳統設計理念中的重要部分，另一方面要將現代先進技術理念融合進去。目前，在我國現代機械設計領域，很多技術人才在學習先進國外經驗的同時，能夠充分發揮自己的主觀能動性，充分利用現代機械設計不斷創新的特點，挖掘機械設計理論的核心體系，促進我國現階段很多機械設計產品實現了質的飛躍。

2.2 綜合性

隨著我國現代機械設計的快速發展，在人們智慧下，已經實現了現代機械設計與市場需求相互融合，在人們的生產、生活中發揮了重要的作用。作為現代機械設計人才，在創新的同時，還要考慮現代機械設計產品的綜合性發展，對產品可以創新，但是不能天馬行空的想象，要讓自己的產品符合人們生產、生活的需求。在設計現代機械產品時，就要求設計員們主要考慮產品與市場的融合、產品與人們需求的融合等方面，科學的作出綜合性考量，這樣才能確保更多現代機械設計產品的生產，進而滿足市場經濟的需求[3]。

3 現代機械設計的創新方法

3.1 對現代機械型號、規格進行創新設計

我國各行各業在快速發展的過程中，對機械型號和規格精準度的要求也會越來越高。尤其對機械的型號和規格，在設計方面有著非常嚴格的要求。怎樣才能讓機械的型號和規格可以滿足各行各業的需求，這就需要設計員們進行創新。如在保障機械產品基本功能的基礎上，對產品的型號和規格進行改進優化，使其滿足各行各業的標準。同時還可以在原有功能的基礎上，不斷豐富其功能，就如同在人們的生活中經常使用的刀一樣，通過在外形上改進，使其既可以切菜，又可以起瓶蓋，這樣多功能的產品才是現階段市場的需求。在設計的過程中，很多設計員們結合了數學模型的算法，對每個現代機械產品進行精準設計，這樣做既可以提高新型機械產品的質量，又可以滿足人們對新型機械產品的要求。在實際生產過程中，該方法無疑成為設計員們的一個技術領域的創新。

3.2 引進先進的信息技術

互聯網計算機技術的普及，無疑為我國現代機械設計增添了動力，至今在機械設計領域，已經起到了非常重要的影響，計算機技術可以在龐大網絡群體的支撐下，為設計員們提供最前沿、更先進的產品信息以及現代機械設計的創新發展方向，幫助設計員們充分了解和預算產品的特性，進而提出可行性的改革思路和方案。近幾年，在現代機械設計領域，三維模型圖等設計理念都是通過計算機技術來實現的，可以說，在現代機械設計領域，通過結合計算機技術，在很大程度上節約了時間、物力和人力的成本，很多技術人員可以通過計算機技術突破時間和空間的限制，讓每一個設計的概念產品具有自動調節的功能。

此外，技術人員通過在網絡實現線上和線下同步互動，及時分享自己的設計理念，與同行技術人才共享設計經驗，這樣在相互學到知識的同時，還可以激發自己的靈感，進而全面提升現代機械設計的整體水平。

3.3 采用并行與集成設計方法

現代機械設計實現創新，不僅要依靠創新的思維和先進的技術，還要依靠設計的方法，現階段，在我國現代機械設計領域最常見的一種設計方法是并行與集成設計法。所謂的并行與集成設計法是指在現代機械產品制作的統一時間段內，既可以實現產品的生產又可以進行產品的測試，實現了生產、測試同步進行，在很大程度上縮短了機械產品上市的時間，這對我國現代機械產品設計員們來說無疑是一個福音。與此同時，并行和集成設計方法能夠從兩個方面幫助設計員們解決新型的難題，即減少設計生產的時間和降低重復修改的次數，也就是說這樣的方法能夠提高設計員們整體設計的質量。現代機械創新設計的方法隨著技術的發展而不斷的更新換代，現階段，并行與集成設計方法已經成為技術員們首選的方案。

3.4 優化設計與仿生類比設計法

在我國現代機械設計領域中，還有一種方法被廣泛應用，那就是優化設計與仿生類比設計法。該方法的核心操作主要體現在設計員們充分利用計算機、數學、物理等學科理論為支撐點，在設計研究期間，通過不斷創新和改良，利用計算機模型對產品進行設計，這樣做可以在設計的環節中，對可預知的問題進行及時修正，在很大程度上提高了產品的質量和合格率。從現代機械研發的角度看，優化設計與仿生類比設計法可以讓設計員們有效的利用仿生學原理，對現代機械創新設計的產品進行模擬和演練，這樣從實驗中找出產品的問題，設計員們需要將從中獲得的啟示做好記錄，作為經驗累積的基礎。

3.5 變形設計與移植技術設計法

在現代機械創新設計的方法中，變形設計與移植技術也是非常常見的設計方法，這種方法主要應用在產品的設計生產上，設計員們會結合這兩種方法對產品設計、加工的原理和功能進行大數據分析，來提高產品整體的質量[4]。在我國科學技術的快速發展中，除了機械產品制造業之外，還有很多行業的發展也開始逐步引進這種變形設計和移植技術的方法，很多設計者們在原來方法的基礎上，進行了大刀闊斧的改良，他們不斷發揮自己的主觀能動性，讓這樣的技術和方法符合自己行業的發展。

4 結語

綜上所述，在現代工業發展過程中，現代機械設計有著非常重要的影響，提高我國工業的整體水平，現代機械設計必須創新，只有為現代機械設計注入源源不斷的創新理念，才能促進我國現代工業的發展更加多元化。不論是集成設計、變形設計還是仿生類比設計等，都應以創新為出發點，努力制造出更多智能化的創新機械產品。

參考文獻：

[1]王磊.機械制造和機械設計創新的實現[J].科學技術創新.2019（03）：177-178

[2]陳嘉琳.談現代機械設計方法與未來機械設計[J].山東工業技術.2019（05）：69.

[3]趙丁.關于當前機械結構設計中的創新設計[J].數字通信世界.2019（01）：257.

[4]周欣，宋敏，周小勇，王鵬.基于“工匠精神”的機械創新設計實踐課程探索與研究——以西安航空學院機械創新設計實踐課程為例.西安航空學院學報.2019（01）：87-91.