浅谈机械设计的创新

杨飞

摘 要： 现代机械设计具有性能较高结构简单和成本降低效率提高等特点，科技的进步离不开创新精神，现代机械设计必须坚持创新理念。本文对机械设计创新的理论、内涵及意义进行了论述，并对国内外创新方法进行了研究。

关键词： 机械设计；设计创新；创新方法

一、机械自动化的定义

对于现代机械的定义，不同研究机构的观点不一样。例如美国机械工程师协会，在1984 年将其定义为：现代机械就是经过计算机信息网络和谐与控制的机械和（或）机电部件彼此联系的体系，该体系可以完结机械力、运动和能量流等动力学任务。而世界机器与组织理论联合会将现代机械定义为：机电一体化是精细机械工程、电子控制和体系思维在产品设计和制造过程中的协同联系。

二、现代机械特点

1、性能较高结构简单

与传统机械不同的是，现代机械具有较高的性能，其结构也越来越简单，功能变更更加容易、方便。随着技术的发展，设计方法变得多样化，作为设计人员，可以将多种技术进行融合，最终实现现代机械的综合利用。并通过不同的角度和切入点，使现代机械具有更加科学合理的结构，顺应时代发展的需求。

2、成本降低效率提高

现代机械的成本大幅度降低，因此能够获得更多的效益，节省人力、物力、财力。同时现代机械的效率也获得提高，缩短了工作时间。对于工作成果的展示更加清晰和明确，使现代机械使用人员对于工作成果可以进行较为直观的理解和感受。在产品质量上也获得提高，工作整体质量得以提升。

三、现代机械设计方法概论

1、现代机械设计创新理论

随着时间的发展，现代机械设计已经发展得日益完善，逐渐形成一门内容庞杂的学科。在学科发展日益成熟的大背景下，创新显得越来越重要，所谓机械设计创新理论，指的是在机械设计学理论的基础上，不断发散思维，从认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、美术学、创造学等相关学科中汲取有益成分，触类旁通，并运用系统科学、信息科学、计算机技术等技术手段，融合美学原理，设计出对国家经济发展和社会进步有价值的产品。现代机械创新设计是一种实践活动，该活动必须以理论知识为指导，同时必须植根于实践活动之中，只有在此基础上，让设计者的想象力、创造力等充分释放出来，才能设计出实用性和创造性俱佳的产品。

2、机械设计创新的原则

机械设计创新不能随意而为，必须坚持一定的原则，在条件允许的情况下开展创新，机械设计创新必须摒弃旧的思维和方法，并随着社会的进步不断改进方法。机械设计创新需坚持以下原则：

（1）独创性

独创性是机械设计创新最根本的原则，指的是打破常规的设计方法和理念，采用科学合理的全新方案和组合，设计出独特的产品。

（2）实用性

机械设计服务于现实生活，机械设计创新不能任意而为，而必须注重社会需求，必须使产品具备合理的功能，并且易于使用者使用。

（3）突破性

突破性指的是机械设计创新必须打破原有思维方式，同时不断从其他领域找灵感，激发新的思想，开拓新的局面。

3、开展现代机械设计创新的意义

现代机械设计创新的研究成果，运用到生产实际将带来巨大的经济效益和社会效益，同时其具有的学术价值更是不容忽视的，对于机械设计行业的可持续发展具有非常重要的意义，是其发展的根本动力。机械设计产品所体现出来的并不仅仅是科学技术的运用与实现，更是设计者思维方式的反映。设计者在进行机械设计的过程中，其思维方式也不断地获得提高。同样设计者的思维方式融入到产品的设计中，使产品更加具有人性化的特征。在两者的相互作用下，使得机械设计作品更具实用性和可操作性，向着集约化、自动化、智能化的方向发展。现代化的创新力量不断涌入，必将促进机械设计的发展，使机械产品更加充满生机和活力。

四、国内外机械设计创新的方法研究

1、机械设计创新理論方法

在国外，由于机械设计起步较早，发展较为成熟，因此研究成果十分丰富，目前已经形成了三种较为成熟的理论。

（1）普适设计理论

该理论起源于德国，是以传统设计方法为基础衍生出来的一种理论，即通过将现有设计方法进行总结和规范，形成具体的设计规则模型，根据既有的经验，设计和构建能量的输出和输入环节，进而将机械设计的功能结构具体化。

（2）公理化设计理论

该理论起源于美国，是在决策的基础上发展起来的，其将科学决策和系统理论紧密结合起来，与普世理论相同的是，功利化设计方法同样注重于经验的积累，最终形成以法律公则和科学方法为基础的创新方法。公理化设计理论的优势在于能够优化和完善较为复杂的机械设计，其设计效果也比较令人满意。

（3）三次设计法理论

该理论主要起源于日本，包括系统设计、参数设计、容差设计几个方面，近年来，得到了越来越广泛的应用。该理论方法准确性和效率都大大提升，是目前世界上较为先进的设计方法，具有高质、高效、方便、快捷等特征。

2、培养机械创新设计思维

任何创新都离不开创新思维，机械设计创新同样不例外，机械设计创新是一项极具创造性的工作，作为设计人员，不仅要加强学习，努力提升自身的知识水平和专业技能，更重要的是培养创新精神和创新思维。对于机械设计工作应以全新的视角来看待，突破传统的设计方法和思维模式，广开新思路，探索新方法、新技巧，运用先进设计手段，使原有的设计更加完善或者创造出全新的设计作品。

3、我国国内机械设计创新现状

随着经济的发展和科学技术的进步，对于机械产品无论从质量上还是从精度上都有了更高的要求，机械设计领域也产生了重大的突破，取得了令人瞩目的成果。先进的设计理论和设计方法不断涌现，在传统机械设计方法的基础上获得了进展。机械设计是十分复杂的过程，涉及到的知识和理论也非常复杂，在设计过程中会遇到各种各样的问题，然而在我国的科研工作者和机械设计人员坚持不懈的努力下，丰富了机械设计的理论，积累了宝贵的实践经验，对于机械设计中出现的问题，已经能够很好地进行解决。高科技及先进理论的引进使设计过程得以简化，为机械设计的发展作出重要的贡献。当前，计算机辅助设计、系统化设计、局部或全局性设计等创新方法已获得广泛的应用。

结束语

与传统的机械设计相比，现代机械设计具有自身设计新理念和新思路。而现代机械设计离不开创新思维，创新思维是社会发展的源泉，是现代机械设计中重要的组成部分。机械设计人员只有树立创新思维的理念，并结合自身丰富的实践经验和扎实的理论知识，同时充分利用现代计算机技术的优势，发挥主观能动性，才能够设计出满足人们对于产品越来越高的要求，从而促进我国现代机械设计发展。■

参考文献

[1]许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机，2013，40（5）：55-57.

[2]阎文.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].机电信息，2013，357（3）：170-171.