馬瑞陽

（中鋁寧夏能源集團銀星能源股份有限公司，寧夏銀川 750000）

0 引言

創(chuàng)新力是提升競爭力的重要因素，也是機械設(shè)計取得成就的關(guān)鍵，在設(shè)計領(lǐng)域創(chuàng)新是重要的能力，創(chuàng)新設(shè)計所需要的不僅僅是經(jīng)驗和專業(yè)知識，更需要創(chuàng)新思維，創(chuàng)新思維是潛意識及意識共同努力的結(jié)果，在思考與實驗中，不斷實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計，并不是靈光一閃就可以完成。在機械設(shè)計中，創(chuàng)新思維至關(guān)重要，是提升機械設(shè)計競爭力的體現(xiàn)。

1 機械工程創(chuàng)新設(shè)計

1.1 機械工程創(chuàng)新設(shè)計的目的

（1）機械創(chuàng)新設(shè)計能促進工程領(lǐng)域的發(fā)展，對機械設(shè)計的創(chuàng)新展開深入研究，給工程人員發(fā)明新機械以及新產(chǎn)品，帶來更多的理論及方法指導(dǎo)。

（2）機械創(chuàng)新設(shè)計的不斷研究和實踐，會提升機械專業(yè)的智能化水品。建立真正意義上的專家系統(tǒng)，促進機械創(chuàng)新設(shè)計的自動化以及智能化[1]。

（3）機械創(chuàng)新設(shè)計出的產(chǎn)品，可以提升機械產(chǎn)品在市場上的競爭力，尤其是在機械創(chuàng)新設(shè)計后，專利技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的情況下，會創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟效益及社會價值，因此機械創(chuàng)新設(shè)計是社會發(fā)展中非常重要的促進因素。

（4）機械創(chuàng)新設(shè)計的探索與實踐，不斷提升機械設(shè)計人員的創(chuàng)新思維，使設(shè)計人員具備創(chuàng)新能力，提升設(shè)計人員創(chuàng)新設(shè)計的可操作性及自覺性，讓機械創(chuàng)新設(shè)計成為有效的工具及方法[2]，對產(chǎn)品更新發(fā)展有促進作用，也是為社會創(chuàng)造價值及財富的關(guān)鍵。

1.2 機械工程創(chuàng)新設(shè)計形成和特點

機械創(chuàng)新設(shè)計主要源于形象思維，將邏輯推斷以及綜合分析結(jié)合起來，在頭腦中建立設(shè)計方案，將機械創(chuàng)新設(shè)計進行具體化，建立機械結(jié)構(gòu)及模型，從而進行設(shè)計的細(xì)化過程。機械創(chuàng)新設(shè)計與常規(guī)設(shè)計的不同是需要設(shè)計人員具備一定的創(chuàng)造力和專業(yè)能力，運用現(xiàn)有的科學(xué)原理以及創(chuàng)新思維，設(shè)計出創(chuàng)新和實用的機械設(shè)備。機械創(chuàng)新設(shè)計有2 個主要部分：一是對生產(chǎn)及生活系統(tǒng)進行完善；二是設(shè)計出新產(chǎn)品及新機器。

機械創(chuàng)新設(shè)計的主要特點：①機械創(chuàng)新設(shè)計涉及到諸多科技的滲透交叉；②在機械創(chuàng)新設(shè)計中，一些工作是非數(shù)據(jù)性的，需要在專業(yè)知識以及經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行判斷，要具備發(fā)散思維以及創(chuàng)新思維；③經(jīng)過邏輯分析以及知識運用，找到合理的機械創(chuàng)新設(shè)計方案；④機械創(chuàng)新設(shè)計是不斷探索和實踐的過程，每個階段要不斷篩選，系統(tǒng)具備一定的整體性[3]。

2 機械工程設(shè)計中的創(chuàng)新思維

2.1 創(chuàng)新思維的基本概念

創(chuàng)新思維是一種廣義的、可物化并且十分新穎的思維活動，有創(chuàng)新意義的思維過程，打破原有的思維模式，對已有的知識以及經(jīng)驗要素進行重新組織，在腦海的反應(yīng)場中進行超序激活，形成新的程序及方案，創(chuàng)造出全新的思維成果，因此創(chuàng)新思維并不是純粹的推理過程。需要一定經(jīng)驗以及知識的參與，迸發(fā)出一種充滿活力的思維方式[4]。在設(shè)計領(lǐng)域，創(chuàng)新思維至關(guān)重要，具備創(chuàng)新力的設(shè)計成果更具備競爭能力。

2.2 創(chuàng)新思維的特點

創(chuàng)新思維在時空以及方案上實現(xiàn)了對傳統(tǒng)模式的突破，突出截然不同的方法及成果，會引出新的方法以及理論。創(chuàng)新思維有一定的開放性，與傳統(tǒng)模式截然不同，重視系統(tǒng)開放，不被傳統(tǒng)約束[5]。

創(chuàng)新思維有一定的多向性，一個問題要站在不同的角度探索和思考。機械產(chǎn)品具有一定的多樣性，需要創(chuàng)新思維具備足夠的多向性。

創(chuàng)新思維有一定的綜合性。綜合各類現(xiàn)有信息及概念，形成新的方案和思路，機器人就是將電子技術(shù)與傳統(tǒng)機械結(jié)合形成的綜合體。

3 機械工程設(shè)計的改進歷程

3.1 傳統(tǒng)機械工程設(shè)計

機械設(shè)計已經(jīng)發(fā)展了百余年，現(xiàn)階段機械設(shè)計領(lǐng)域的良好發(fā)展，是不斷進步的成果。早期機械設(shè)計受各方面條件限制，如落后的生產(chǎn)條件以及經(jīng)濟能力，使機械設(shè)計處于無法前進的局面。一些技術(shù)人員有著不錯的技能水平以及實踐能力，可以提升機械設(shè)計的速度，但受傳統(tǒng)觀念的限制，機械設(shè)計過程中出現(xiàn)諸多問題，前期機械設(shè)計發(fā)展緩慢，在實際生產(chǎn)中創(chuàng)造出的經(jīng)濟效益也非常有限。

傳統(tǒng)的機械設(shè)計步驟非常復(fù)雜，首先需要市場調(diào)研人員借助各類工具，了解客戶的需求，結(jié)合市場的需求對設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題進行預(yù)測總結(jié)，將整理好的問題，以及解決方案進行審查，制作成策劃案。最后是將方案分發(fā)給有關(guān)人員，對方案進行分析以及評價，提升設(shè)計方案的認(rèn)可度以及權(quán)威性。在這個過程中，市場調(diào)研、模型建立、探討分析等環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，設(shè)計方案并不是在嚴(yán)格數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立起來的，還需要降低設(shè)計風(fēng)險值。

3.2 現(xiàn)代機械工程設(shè)計

機械設(shè)計是創(chuàng)造性極強的活動，現(xiàn)階段國內(nèi)的工業(yè)水平進步迅速，科技水平在不斷提升，社會重視人才的能動性以及創(chuàng)造性，很多專業(yè)人員不斷為企業(yè)創(chuàng)造價值，成為社會發(fā)展的重要力量。因此，在機械設(shè)計中，人才的作用不可忽視的。專業(yè)的機械設(shè)計人才，能將先進的科研方法及技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計中，與創(chuàng)新思維結(jié)合，創(chuàng)造出有新意的產(chǎn)品，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的價值和利潤。

4 創(chuàng)新思維在機械設(shè)計中的運用

4.1 智力思維法

一般情況下，智力思維法是抓住瞬間的靈光一閃，或是潛意識中的新想法，再者是針對一個確定的目標(biāo)，組織相關(guān)的專家一同探討。專家會議通常是圍繞某個課題展開探討，會上專家可以自由發(fā)言，思維碰撞，盡可能激發(fā)思路。思路越多對創(chuàng)新設(shè)計就越有利，提出的方案就越多，相互之間可以取長補短，形成創(chuàng)新連鎖反應(yīng)，進而取得創(chuàng)新成果。在智力思維法的實際應(yīng)用中，短時間內(nèi)探討一些專業(yè)性極強的創(chuàng)新項目，會取得非常好的效果，也是一種常用的創(chuàng)新設(shè)計方法。

4.2 推理思維法

推理思維法通常有4 種形式。①提問法。提問法就是用提問的方式，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計制造以及性能方面的一些不足，找到改進之處，從而開發(fā)出各方面表現(xiàn)更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品；②反面求索法。是對現(xiàn)階段形成的解決方案進行否定，然后從常規(guī)的對立方向考慮，從產(chǎn)品相反方面以及組成部件的相反方面進行分析，找到創(chuàng)新設(shè)計途徑；③缺點列舉法。發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案或者機械產(chǎn)品的缺陷，進行缺點列舉，可以看出原方案以及產(chǎn)品的諸多不足，找到改進的方案以及方法，展開創(chuàng)新設(shè)計，缺點列舉法通常在機械改良型產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計中經(jīng)常用到；④系統(tǒng)分析法。是對設(shè)計系統(tǒng)以及方案展開分析，找到設(shè)計方案中的優(yōu)缺點，并根據(jù)系統(tǒng)存在的環(huán)境，找到合理的解決方法，在機械設(shè)計中，系統(tǒng)分析法是常用的方法。

4.3 聯(lián)想類比法

①相似類比法。是在工程技術(shù)中，對結(jié)構(gòu)、性能及工藝相似的系統(tǒng)或者部件展開分類，分類的基礎(chǔ)上進行分析分解，找到其中相似的單元進行優(yōu)化綜合。在相似類比分析中，要結(jié)合實際需求，對分類后形成的單元進行組合及優(yōu)化，在其中運用新科技，形成新技術(shù)以及新事物。如在設(shè)計中結(jié)合齒輪嚙合原理，發(fā)明同步齒形傳動技術(shù)，經(jīng)過對人與動物進行相似類比，可以設(shè)計一些動物的運動方式，轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品功能，如根據(jù)螃蟹鉗爪，設(shè)計出蟹爪裝載結(jié)構(gòu)；②移植法。是將其他方面的技術(shù)移植到機械產(chǎn)品中，如物理學(xué)的激光技術(shù)可以移植到機械產(chǎn)品，設(shè)計出激光切割機；③仿生法。模仿人類設(shè)計出的機器人，就是仿生法的應(yīng)用。在機械設(shè)計中，聯(lián)想類比法需要一定的經(jīng)驗以及專業(yè)知識，同時有廣泛的應(yīng)用。

4.4 組合創(chuàng)新法

①模塊組合法。是在系統(tǒng)以及設(shè)備中結(jié)合相似功能及聯(lián)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(shè)計成規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)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；②形態(tài)矩陣法。是將復(fù)雜問題結(jié)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(tài)。將目標(biāo)標(biāo)記與目標(biāo)的特征形成形態(tài)矩陣，這樣就會得到很多設(shè)計方案，在大型機械設(shè)計中，形態(tài)矩陣法是應(yīng)用非常廣泛的方法。組合創(chuàng)新法是現(xiàn)階段提升機械設(shè)計水平的一種方法，特別是大型設(shè)備的設(shè)計中，需要運用組合創(chuàng)新法的地方很多，組合創(chuàng)新法具有便捷性及高效性，可以運用于很多方面。

5 結(jié)語

在機械設(shè)計中，創(chuàng)新思維是非常重要的因素，創(chuàng)新思維在機械設(shè)計中的應(yīng)用，可以提升機械設(shè)計的整體水平，打破以往機械設(shè)計的限制，提升機械設(shè)計的科學(xué)性及創(chuàng)造力，促進工業(yè)發(fā)展的整體水平。