议机械工程设计中创新思维的运用

成春

摘 要：本文从阐述创新思维的定义入手，进一步分析了机械工程创新设计相关概念，介绍了在机械工程中运用创新思维的重要作用以及机械工程设计的改进历程，最后提出了创新思维在机械设计中的运用方法。

关键词：机械工程设计 创新思维 定义 重要作用 改进历程 运用方法

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

机械工程在现代经济领域内的重要性毋庸置疑，而采取科学的机械工程设计方法，加大对创新思维的运用，则可以丰富机械产品的外观造型、优化机械产品结构设计、完善机械运动方案，事实上，正是因为创新思维与现代化科学技术的运用，才使得机械工程设计从传统阶段转向了现代化阶段。因此，如何对创新思维进行科学运用，提升设计效率，值得思考。

2 创新思维的定义

创新思维作为现代社会发展大力提倡的一种思维模式，得到了各行各业的重视。究其本质，创新思维主要是指人们突破传统思维习惯，在常见的事物中挖掘新的思路或是创造新的事物，它能够引导人从多个角度看待问题，以全新的思路解决问题，力求办事、工作的精简性与高效性。而将创新思维与机械工程设计结合起来，可以在很大程度上改善其设计效率与质量，打造更为出色的机械工程产品。

3 机械工程创新设计

3.1 机械工程创新设计的目的

步入现代社会，机械工程领域逐步向高精尖方向进步，因此在工程的设计过程中引入创新思维可谓是势在必行。事实上，运用创新思维，其一大目的就在于提升机械工程产品的智能化与科技化水平，提升其市场竞争优势，这些创新产品可以申请相关的专利，进而给企业单位甚至是国家社会创造更多的经济收益。

3.2 机械工程创新设计形式和特点

在机械工程的设计过程中，运用创新的思维与眼光，就需要首先具备出色的形象思维能力，并且将其与逻辑推断、综合分析等不同的方法与手段融合起来，在设计人员的脑海中构成初步的设计蓝图，进而将其与特定的工程项目结合起来，使之更加具体化，形成相关的机械结构及模型，最终达到良好的设计效果。与一般的设计工作不同，机械设计的特殊性在于设计工作者必须兼具出色的创造力与专业知识水平，要能够灵活运丰富的机械知识原理与现代化创新思维，最终打造出能满足社会生产需要的科学的机械产品。当前的机械创新设计包含了两个关键理念，其一是对生产及生活系统加以完善，推动其不断优化升级，再则是对新产品、机器的研发。当前机械创新设计的核心特征在于它本身具有一定的综合性與复杂性特征，它是多个学科知识与专业技术的交叉与结合，且在整个机械创新设计过程中，其中的部分工作带有非数据性特征，必须在深厚积淀与丰富经验的基础上展开合理判断，此时才能将创新思维的优势充分发挥出来。除此之外，机械工程的设计还应该具有一定的逻辑分析作用，进而提升机械设计的质量与效果。总而言之，机械设计的创新与发展是一个持续的长期的过程，不可能一蹴而就，因此要将机械工程的设计当做一个长远的事业，在长期的设计实践中不断积累经验，体现工作的整体性与长远性的特征。

4 在机械工程中运用创新思维的重要作用

4.1 丰富了机械产品的外观造型

当前，随着我国经济社会的快速进步，群众生活水平不断得到改善，其不仅在物质追求方面有了质的提升，在精神追求与审美方面也表现出更高的标准。基于此，群众在选择机械产品时，会直观地对其外观造型是否符合个人审美加以评估，进而形成其选择产品的一个重要考虑指标。在对机械产品加以分析选购时，群众对机械产品外观的关注，形成了一个重要的市场需求标准，并且从该方面促使机械工程设计人员对产品外观进行精心设计，在产品的外观、颜色、造型的展示等方面下功夫，探索出系统化的外观设计理念与方法，不断提高产品外观美观度，以此希求得到市场受众的广泛关注与认可。

4.2 优化了机械产品结构设计

当前，在机械工程的设计工作中，产品结构的设计始终是占据核心地位的一个关注对象，因为特定产品的结构如何，其框架特征与元件配置如何，会在很大程度上影响其实用价值，决定了其最终能在多大程度上满足市场受众的使用需求。而在对机械工程产品结构进行设计时，不同地区、生活环境的人会对其有着不同的使用需求，进而要对个性化设置保持足够的关注。事实上，加强创新思维的利用，可以对机械产品性能进行必要的丰富处理，使其性能能在更大范围内满足更多的受众，而个性化思维则能在受众需求细分的基础上，把握其各自的消费倾向，为其提供更贴合其心意的优质产品，进而得到受众的青睐。

4.3 完善了机械运动方案

为了保证生产的机械产品能良好高效运行，就需要对其运动方案做出科学的设计与处理，而在该方面的设计中，依然需要将消费者的现实需要作为出发点，经过设计的方案需要得到多次试验与检测，唯有达到投产要求后才能通过该方案。而在对机械运动方案加以设计时，运用创新思维是必然的，它可以在对市场需求概况加以分析的前提下，对方案进行持续的调整与优化，最终形成与客户需求匹配度最高的方案结果，从整体上提升机械工程设计效果。

4.4 实现了机械产品新能源设计需求

由于机械工程的生产需要耗费大量的资源，且必然会产出一定量的固体、气体与液体废弃物，因此可能对生态环境造成一定的负面影响。而按照传统的机械工程设计与生产模式，其所用资源大多为不可再生类，因此其对生态的破坏往往难以恢复，其造成的严重后果令人咋舌。因此，在机械工程设计工作中引入创新思维，就必然要对绿色生态理念与技术进行充分的利用，要重视对新型清洁能源的利用，要对生产工序进行持续的创新，使其减少污染物排放量，创造更好的生态效益。

5 机械工程设计的改进历程

5.1 传统机械工程设计

机械行业的发展已经历经百年，在具体的设计过程中，需要工作人员首先对市场行情与特定品类的机械产品分布情况展开调查研究，并且对当下的客户实际需求加以分析，进而对机械工程设计中必须关注的常见问题展开全面的预测总结，由专业人员对这些整理出的问题及其相关的解决方案加以审查，制作成策划案。在方案制定完成后，需要将其分发给有关人员，对方案进行分析以及评价，提升设计方案的认可度以及权威性。

5.2 现代机械工程设计

机械设计本身带有创新性质与要求，尤其是进入现代社会以后，市场经济高速发展，机械工程设计的核心竞争力必然被归结在其创造能力方面。当前，我国工业水平、科技研发能力都得到了一定的改善。基于此，行业内各企业单位纷纷从技术创新、专业人才培养等方面入手，对机械工程设计的方法进行全面创新，将智能化技术与网络设备引入设计工作中，改变传统的依赖人力进行信息采集、数据分析与产品设计的落后模式。

6 创新思维在机械设计中的运用

6.1 智力思维法

究其实质，在机械工程设计中运用智力思维法，指的是设计人员捕捉脑海中瞬间出现的灵感，或者提取出潜意识中突然冒出的新想法，也可以指特定的工程设计团队就某个特定的设计目标，安排专业的研究人员对其进行统一的分析与探讨，在类似的专家探讨活动与专业会议上，各个设计人员可以自由发言或者互相交流，进而产生思维的碰撞，诱导更多新颖的观点的产生。而在这一系列工作中，不论是怎样产生灵感与思路，其观点、角度越多，能形成的设计方案往往更具水平，其调整与优化的空间也更大。

6.2 推理思维法

如前文所述，在机械工程的设计过程中，往往会用到推理思维法，而该方法又可以细分为四种不同的形式。其一是提问法——它用提问的方式，发现产品在设计制造以及性能方面的一些不足，找到改进之处，从而开发出各方面表现更加优秀的新产品。其二，反面求索法。是对现阶段形成的解决方案进行否定，然后从常规的对立方向考虑，从产品相反方面以及组成部件的相反方面进行分析，找到创新设计途径。其三，缺点列举法。发现设计方案或者机械产品的缺陷，进行缺点列举，可以看出原方案以及产品的诸多不足，找到改进的方案以及方法，展开创新设计，缺点列举法通常在机械改良型产品的创新设计中经常用到。其四，系统分析法。是对设计系统以及方案展开分析，找到设计方案中的优缺点，最终形成合理的解决方法。

6.3 联想类比法

不只是在机械工程的设计这一个领域，在整个设计行业，联想、设计的方法都是极为常见的。例如，相似类比法，它指的是在设计过程中，对特定机械工程产品的结构、性能及生产工艺进行深入研究，通过对目标工程具有相似性的系统、部件展开来，对其进行分解研究，进而模拟出新的产品设计方案。如在设计中结合齿轮啮合原理，发明同步齿形传动技术，经过对人与动物进行相似类比，可以设计出与动物生存方式形式的产品结构，如根据螃蟹钳爪，设计出蟹爪装载结构等。与之相对的，移植法也是采取类比的原理，该方法是把别的行业领域技术移植到机械产品领域内，例如将物理学领域的激光技术借鉴到机械产品的设计中，就可以形成激光切割机的先进仪器。除此之外，还有一种仿生法，目前在机械工程设计领域模仿人类设计出的机器人，就是仿生法的应用，机器人的出现在很大程度上造福了人类社会。

6.4 组合创新法

组合创新法的运用又可以细分为模块组合法、形态矩阵法等等。其中，模块组合法是在系统以及设备中结合相似功能及联系的分类，找到基本功能的单元以及独立层次，将这些单元设计成规范及标准的模块，用户对其中一些模块进行更换，不需要重新购买机器。而形态矩阵法则是将复杂问题结合影响因素的分类做出分解，用图解法将各个影响因素配合组合，然后找到其中每个参量的所有可能状态，并将目标标记与目标的特征形成形态矩阵，这样就会得到很多设计方案，在大型机械设计中。

7 结语

综上所述，加强对机械工程设计中创新思维的运用问题的探讨，意义重大。相关工作人员需要明确创新思维与机械工程创新设计的概念，主动了解机械工程创新设计的目的、形式和特点，然后在此基础上对创新思维在机械设计中的运用方法展开研究，并对智力思维法、推理思维法、联想类比法、组合创新法进行全面深入的研究与正确的实践。

参考文献：

[1]刘宇飞，魏加兴，王衍學.故障树模型分析法在灯体加工机械人机工程设计中的应用[J].机床与液压，2018，46（17）：169-172.

[2]郭晓萌.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用探究[J].南方农机，2018，49（7）：66.

[3]何苗，魏书华.融合“大图学与大工程观”的工程图学课程教学体系研究[J].高教论坛，2017（9）：77-79，83.

[4]李永力.关于机械制图与机械CAD应用环节相互协调的相关建议[J].中国设备工程，2017（14）：204-205.

[5]陈冰.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用研究[J].科技经济市场，2017（4）：17-18.

[6]李改华.机械工程设计中运用创新思维的重要作用[J].建筑工程技术与设计，2019，（22）：394.