議機械工程設計中創新思維的運用

成春

摘 要：本文從闡述創新思維的定義入手，進一步分析了機械工程創新設計相關概念，介紹了在機械工程中運用創新思維的重要作用以及機械工程設計的改進歷程，最后提出了創新思維在機械設計中的運用方法。

關鍵詞：機械工程設計 創新思維 定義 重要作用 改進歷程 運用方法

Discussion on the Application of Innovative Thinking in Mechanical Engineering Design

Chen Chengchun

Abstract：This article starts with expounding the definition of innovative thinking， further analyzes the related concepts of mechanical engineering innovative design， introduces the important role of innovative thinking in mechanical engineering and the improvement process of mechanical engineering design， and finally proposes the application methods of the innovative thinking in mechanical design.

Key words：mechanical engineering design， innovative thinking， definition， important role， improvement process， application method

1 引言

機械工程在現代經濟領域內的重要性毋庸置疑，而采取科學的機械工程設計方法，加大對創新思維的運用，則可以豐富機械產品的外觀造型、優化機械產品結構設計、完善機械運動方案，事實上，正是因為創新思維與現代化科學技術的運用，才使得機械工程設計從傳統階段轉向了現代化階段。因此，如何對創新思維進行科學運用，提升設計效率，值得思考。

2 創新思維的定義

創新思維作為現代社會發展大力提倡的一種思維模式，得到了各行各業的重視。究其本質，創新思維主要是指人們突破傳統思維習慣，在常見的事物中挖掘新的思路或是創造新的事物，它能夠引導人從多個角度看待問題，以全新的思路解決問題，力求辦事、工作的精簡性與高效性。而將創新思維與機械工程設計結合起來，可以在很大程度上改善其設計效率與質量，打造更為出色的機械工程產品。

3 機械工程創新設計

3.1 機械工程創新設計的目的

步入現代社會，機械工程領域逐步向高精尖方向進步，因此在工程的設計過程中引入創新思維可謂是勢在必行。事實上，運用創新思維，其一大目的就在于提升機械工程產品的智能化與科技化水平，提升其市場競爭優勢，這些創新產品可以申請相關的專利，進而給企業單位甚至是國家社會創造更多的經濟收益。

3.2 機械工程創新設計形式和特點

在機械工程的設計過程中，運用創新的思維與眼光，就需要首先具備出色的形象思維能力，并且將其與邏輯推斷、綜合分析等不同的方法與手段融合起來，在設計人員的腦海中構成初步的設計藍圖，進而將其與特定的工程項目結合起來，使之更加具體化，形成相關的機械結構及模型，最終達到良好的設計效果。與一般的設計工作不同，機械設計的特殊性在于設計工作者必須兼具出色的創造力與專業知識水平，要能夠靈活運豐富的機械知識原理與現代化創新思維，最終打造出能滿足社會生產需要的科學的機械產品。當前的機械創新設計包含了兩個關鍵理念，其一是對生產及生活系統加以完善，推動其不斷優化升級，再則是對新產品、機器的研發。當前機械創新設計的核心特征在于它本身具有一定的綜合性與復雜性特征，它是多個學科知識與專業技術的交叉與結合，且在整個機械創新設計過程中，其中的部分工作帶有非數據性特征，必須在深厚積淀與豐富經驗的基礎上展開合理判斷，此時才能將創新思維的優勢充分發揮出來。除此之外，機械工程的設計還應該具有一定的邏輯分析作用，進而提升機械設計的質量與效果。總而言之，機械設計的創新與發展是一個持續的長期的過程，不可能一蹴而就，因此要將機械工程的設計當做一個長遠的事業，在長期的設計實踐中不斷積累經驗，體現工作的整體性與長遠性的特征。

4 在機械工程中運用創新思維的重要作用

4.1 豐富了機械產品的外觀造型

當前，隨著我國經濟社會的快速進步，群眾生活水平不斷得到改善，其不僅在物質追求方面有了質的提升，在精神追求與審美方面也表現出更高的標準。基于此，群眾在選擇機械產品時，會直觀地對其外觀造型是否符合個人審美加以評估，進而形成其選擇產品的一個重要考慮指標。在對機械產品加以分析選購時，群眾對機械產品外觀的關注，形成了一個重要的市場需求標準，并且從該方面促使機械工程設計人員對產品外觀進行精心設計，在產品的外觀、顏色、造型的展示等方面下功夫，探索出系統化的外觀設計理念與方法，不斷提高產品外觀美觀度，以此希求得到市場受眾的廣泛關注與認可。

4.2 優化了機械產品結構設計

當前，在機械工程的設計工作中，產品結構的設計始終是占據核心地位的一個關注對象，因為特定產品的結構如何，其框架特征與元件配置如何，會在很大程度上影響其實用價值，決定了其最終能在多大程度上滿足市場受眾的使用需求。而在對機械工程產品結構進行設計時，不同地區、生活環境的人會對其有著不同的使用需求，進而要對個性化設置保持足夠的關注。事實上，加強創新思維的利用，可以對機械產品性能進行必要的豐富處理，使其性能能在更大范圍內滿足更多的受眾，而個性化思維則能在受眾需求細分的基礎上，把握其各自的消費傾向，為其提供更貼合其心意的優質產品，進而得到受眾的青睞。

4.3 完善了機械運動方案

為了保證生產的機械產品能良好高效運行，就需要對其運動方案做出科學的設計與處理，而在該方面的設計中，依然需要將消費者的現實需要作為出發點，經過設計的方案需要得到多次試驗與檢測，唯有達到投產要求后才能通過該方案。而在對機械運動方案加以設計時，運用創新思維是必然的，它可以在對市場需求概況加以分析的前提下，對方案進行持續的調整與優化，最終形成與客戶需求匹配度最高的方案結果，從整體上提升機械工程設計效果。

4.4 實現了機械產品新能源設計需求

由于機械工程的生產需要耗費大量的資源，且必然會產出一定量的固體、氣體與液體廢棄物，因此可能對生態環境造成一定的負面影響。而按照傳統的機械工程設計與生產模式，其所用資源大多為不可再生類，因此其對生態的破壞往往難以恢復，其造成的嚴重后果令人咋舌。因此，在機械工程設計工作中引入創新思維，就必然要對綠色生態理念與技術進行充分的利用，要重視對新型清潔能源的利用，要對生產工序進行持續的創新，使其減少污染物排放量，創造更好的生態效益。

5 機械工程設計的改進歷程

5.1 傳統機械工程設計

機械行業的發展已經歷經百年，在具體的設計過程中，需要工作人員首先對市場行情與特定品類的機械產品分布情況展開調查研究，并且對當下的客戶實際需求加以分析，進而對機械工程設計中必須關注的常見問題展開全面的預測總結，由專業人員對這些整理出的問題及其相關的解決方案加以審查，制作成策劃案。在方案制定完成后，需要將其分發給有關人員，對方案進行分析以及評價，提升設計方案的認可度以及權威性。

5.2 現代機械工程設計

機械設計本身帶有創新性質與要求，尤其是進入現代社會以后，市場經濟高速發展，機械工程設計的核心競爭力必然被歸結在其創造能力方面。當前，我國工業水平、科技研發能力都得到了一定的改善。基于此，行業內各企業單位紛紛從技術創新、專業人才培養等方面入手，對機械工程設計的方法進行全面創新，將智能化技術與網絡設備引入設計工作中，改變傳統的依賴人力進行信息采集、數據分析與產品設計的落后模式。

6 創新思維在機械設計中的運用

6.1 智力思維法

究其實質，在機械工程設計中運用智力思維法，指的是設計人員捕捉腦海中瞬間出現的靈感，或者提取出潛意識中突然冒出的新想法，也可以指特定的工程設計團隊就某個特定的設計目標，安排專業的研究人員對其進行統一的分析與探討，在類似的專家探討活動與專業會議上，各個設計人員可以自由發言或者互相交流，進而產生思維的碰撞，誘導更多新穎的觀點的產生。而在這一系列工作中，不論是怎樣產生靈感與思路，其觀點、角度越多，能形成的設計方案往往更具水平，其調整與優化的空間也更大。

6.2 推理思維法

如前文所述，在機械工程的設計過程中，往往會用到推理思維法，而該方法又可以細分為四種不同的形式。其一是提問法——它用提問的方式，發現產品在設計制造以及性能方面的一些不足，找到改進之處，從而開發出各方面表現更加優秀的新產品。其二，反面求索法。是對現階段形成的解決方案進行否定，然后從常規的對立方向考慮，從產品相反方面以及組成部件的相反方面進行分析，找到創新設計途徑。其三，缺點列舉法。發現設計方案或者機械產品的缺陷，進行缺點列舉，可以看出原方案以及產品的諸多不足，找到改進的方案以及方法，展開創新設計，缺點列舉法通常在機械改良型產品的創新設計中經常用到。其四，系統分析法。是對設計系統以及方案展開分析，找到設計方案中的優缺點，最終形成合理的解決方法。

6.3 聯想類比法

不只是在機械工程的設計這一個領域，在整個設計行業，聯想、設計的方法都是極為常見的。例如，相似類比法，它指的是在設計過程中，對特定機械工程產品的結構、性能及生產工藝進行深入研究，通過對目標工程具有相似性的系統、部件展開來，對其進行分解研究，進而模擬出新的產品設計方案。如在設計中結合齒輪嚙合原理，發明同步齒形傳動技術，經過對人與動物進行相似類比，可以設計出與動物生存方式形式的產品結構，如根據螃蟹鉗爪，設計出蟹爪裝載結構等。與之相對的，移植法也是采取類比的原理，該方法是把別的行業領域技術移植到機械產品領域內，例如將物理學領域的激光技術借鑒到機械產品的設計中，就可以形成激光切割機的先進儀器。除此之外，還有一種仿生法，目前在機械工程設計領域模仿人類設計出的機器人，就是仿生法的應用，機器人的出現在很大程度上造福了人類社會。

6.4 組合創新法

組合創新法的運用又可以細分為模塊組合法、形態矩陣法等等。其中，模塊組合法是在系統以及設備中結合相似功能及聯系的分類，找到基本功能的單元以及獨立層次，將這些單元設計成規范及標準的模塊，用戶對其中一些模塊進行更換，不需要重新購買機器。而形態矩陣法則是將復雜問題結合影響因素的分類做出分解，用圖解法將各個影響因素配合組合，然后找到其中每個參量的所有可能狀態，并將目標標記與目標的特征形成形態矩陣，這樣就會得到很多設計方案，在大型機械設計中。

7 結語

綜上所述，加強對機械工程設計中創新思維的運用問題的探討，意義重大。相關工作人員需要明確創新思維與機械工程創新設計的概念，主動了解機械工程創新設計的目的、形式和特點，然后在此基礎上對創新思維在機械設計中的運用方法展開研究，并對智力思維法、推理思維法、聯想類比法、組合創新法進行全面深入的研究與正確的實踐。

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