現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

　　摘 要：隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)有很大的發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是通過新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)實(shí)施手段實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的便捷性和高效性�，F(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)就更是如此，它在設(shè)計(jì)方式的獨(dú)特性和機(jī)械功能的綜合性上都提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新要求，而且，設(shè)計(jì)的應(yīng)用性與和社會(huì)發(fā)展需求的匹配性更加適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化。即現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)，是要不斷地進(jìn)行更新和發(fā)展的。因此，如何找準(zhǔn)它的設(shè)計(jì)創(chuàng)新方向，使用科學(xué)的方法實(shí)施機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)水平的不斷提升，需要進(jìn)行深層次的總結(jié)和思考。
　　關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；創(chuàng)新；制造工藝；自動(dòng)化
　　引言
　　機(jī)械本身就是個(gè)龐大的硬件，其設(shè)計(jì)的過程不僅僅需要一定的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，而且需要很大的耐心，同時(shí)也需要設(shè)計(jì)人員細(xì)心。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)可能具備以上幾點(diǎn)就足夠了，但新時(shí)期我們更需要的是創(chuàng)新、革新的理念。
　　第三次工業(yè)革命帶來的巨大沖擊使機(jī)械行業(yè)發(fā)展飛速，相應(yīng)地，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的要求也必定越來越高。創(chuàng)新是機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一次機(jī)遇，將大膽創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域必定會(huì)推動(dòng)其發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)具有時(shí)代性，也就是說設(shè)計(jì)理念是隨時(shí)代發(fā)展而變革的，中國當(dāng)下需要的是設(shè)計(jì)與創(chuàng)新相結(jié)合，緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐。本文接下來將探討機(jī)械設(shè)計(jì)的具體創(chuàng)新方法以及對(duì)于這些方法的評(píng)估。
　　1機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)樹立創(chuàng)新的理念
　　要突破傳統(tǒng)模式而有所創(chuàng)新，首先要求機(jī)械設(shè)計(jì)人員具有大膽創(chuàng)新的理念并將其運(yùn)用到實(shí)踐中去。創(chuàng)新意味著突破傳統(tǒng)的思維方式，運(yùn)用現(xiàn)代的超前的理念來想問題。創(chuàng)新對(duì)于一個(gè)民族、一個(gè)國家來說是不可缺少的，而對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)者來說，如果沒有創(chuàng)新的能力，他的工作就無法被肯定。一個(gè)優(yōu)秀而專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)者必然時(shí)刻謹(jǐn)記創(chuàng)新理念，運(yùn)用獨(dú)特的創(chuàng)新思維來深入思考問題，然后不斷運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)來促成設(shè)計(jì)的變革�，F(xiàn)在我們來具體探討一下創(chuàng)新的理念。
　�。�1）創(chuàng)新具有獨(dú)創(chuàng)性，即敢于突破一切傳統(tǒng)理念，打破常規(guī)，尋找更加合理的新原理、新機(jī)構(gòu)、新功能等等。獨(dú)創(chuàng)性能使設(shè)計(jì)方案在理念上脫穎而出，不斷追求更高層次的創(chuàng)新。
　　（2）創(chuàng)新具有實(shí)用性，它體現(xiàn)在對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性和可生產(chǎn)性2方面。
　�。�3）創(chuàng)新具有突破性，它要求設(shè)計(jì)人員敢于突破思維慣性，從定向思維中走出來，善于從新的技術(shù)領(lǐng)域中接受有用的事物，提出新的原理，為機(jī)械設(shè)計(jì)打開新的局面。
　�。�4）創(chuàng)新還具有聯(lián)動(dòng)性。創(chuàng)造性思維就是一種聯(lián)動(dòng)思維，包括橫向、縱向及逆向思維，這三種思維要求我們從不同的角度去思考問題，進(jìn)而得出最合理有效的設(shè)計(jì)方案。
　　2關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　現(xiàn)代的優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，以電子計(jì)算機(jī)為工具，在充分考慮各種相關(guān)約束的前提下，尋求滿足某些預(yù)定目標(biāo)的最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法中較為先進(jìn)的一種，它建立在最優(yōu)化數(shù)學(xué)理論和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)之上，運(yùn)用數(shù)學(xué)函數(shù)和計(jì)算機(jī)來計(jì)算出最優(yōu)、最有效率的設(shè)計(jì)方案，其核心的設(shè)計(jì)理念適應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的需求。我國在優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究方面已經(jīng)有了很大突破，開發(fā)了一些先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序并在設(shè)計(jì)行業(yè)引起了很大反響，但在應(yīng)用方面優(yōu)化設(shè)計(jì)方法尚未普及到每一個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域來說，優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一個(gè)前進(jìn)方向。優(yōu)化設(shè)計(jì)方法無疑是科學(xué)的，它不僅要求設(shè)計(jì)者具有較高的專業(yè)技能，更要求他們具備大膽的創(chuàng)新理念，有創(chuàng)造性、革新性，在原來的基礎(chǔ)上不停追求新的高度，由此設(shè)計(jì)出滿足大家需要并且引領(lǐng)一個(gè)時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)品。采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可以使我們綜合考慮到方方面面的因素，更全面更系統(tǒng)地分析問題、解決問題；可以使我們獲得更加精確的設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)，縮短設(shè)計(jì)周期。它是新時(shí)期CAD設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，它將設(shè)計(jì)最優(yōu)的原則注入了設(shè)計(jì)中，總是尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使機(jī)械設(shè)計(jì)徹底擺脫了古老的設(shè)計(jì)模式。
　　3關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的變型設(shè)計(jì)
　　機(jī)械設(shè)計(jì)的變型設(shè)計(jì)是指在原產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行新的開發(fā)，使機(jī)械零件的規(guī)格更加標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品部件通用化、產(chǎn)品系列化，從而能夠更好地滿足廣大使用者需求的設(shè)計(jì)方法。我們將產(chǎn)品功能、原理和結(jié)構(gòu)都相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的設(shè)計(jì)稱為縱系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變型；將在基礎(chǔ)型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能的設(shè)計(jì)稱為橫系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變型；另外，設(shè)計(jì)具有先進(jìn)動(dòng)力參數(shù)的不同類型產(chǎn)品我們稱之為跨系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變型。由此可見，機(jī)械設(shè)計(jì)的變型設(shè)計(jì)可以在保證產(chǎn)品原有基本功能和原理不變的情況下，隨時(shí)根據(jù)使用者的需要，調(diào)整其他參數(shù)，從而設(shè)計(jì)出更加完善的產(chǎn)品。
　　機(jī)械產(chǎn)品三維參數(shù)化變型設(shè)計(jì)是以拓?fù)浼s束、尺寸約束、工程約束驅(qū)動(dòng)為技術(shù)基礎(chǔ)的變型設(shè)計(jì)方法中的一種。傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)部分特征驅(qū)動(dòng)尺寸做出修改，使其他關(guān)聯(lián)尺寸得到相應(yīng)調(diào)整，從而得到結(jié)構(gòu)相同但尺寸不同的系列零件三維模型；三維參數(shù)化變型設(shè)計(jì)不僅包括這些，而且涵蓋了三維參數(shù)化模型驅(qū)動(dòng)后與之相關(guān)聯(lián)的工程圖的視圖位置、比例、尺寸、注釋、BOM表等相關(guān)信息的自動(dòng)更新，生產(chǎn)制造的下游工裝夾具、工藝規(guī)程規(guī)劃、NC代碼等的參數(shù)化關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，乃至整個(gè)產(chǎn)品生命周期的參數(shù)化設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門博大精深的學(xué)科，包含了很多方面，所以機(jī)械設(shè)計(jì)的方法也相應(yīng)有很多種。作為這些設(shè)計(jì)方法中的一種，變型設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性、科學(xué)性讓機(jī)械設(shè)計(jì)突破了以往的設(shè)計(jì)模式，走向了更加成熟、精確、理想的路線。
　　4關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的反求設(shè)計(jì)
　　對(duì)于反求工程的研究，應(yīng)解決以下關(guān)鍵技術(shù)問題：
　�。�1）研究更加實(shí)用的測(cè)量方法和設(shè)備，提高測(cè)量精度，減小測(cè)量誤差。
　�。�2）研究更加實(shí)用的三維重構(gòu)方法和軟件系統(tǒng)，提高計(jì)算精度，減小計(jì)算誤差。
　�。�3）將人工智能技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論、精度設(shè)計(jì)等多學(xué)科技術(shù)合理融合運(yùn)用，形成一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)參數(shù)還原技術(shù)，有效地解決原始設(shè)計(jì)參數(shù)還原問題。
　　（4）研究能滿足反求工程Ⅱ要求的產(chǎn)品主模型技術(shù)，形成描述產(chǎn)品裝配關(guān)系的建模體系，以利于原始設(shè)計(jì)參數(shù)的還原。
　　（5）開發(fā)具備原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)精度分析功能，可實(shí)現(xiàn)原始設(shè)計(jì)參數(shù)還原的軟件。
　　結(jié)語
　　現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)離不開創(chuàng)新，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)樹立創(chuàng)新的理念，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，同時(shí)熟練應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械分析工具，從而設(shè)計(jì)出質(zhì)量更高、更能滿足使用者需要的機(jī)械，這是貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展始終的必然要求。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]楊璟.創(chuàng)新超越[N].中國民航報(bào)，2008-01-25
　　[2]白柳.淺談機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的反求設(shè)計(jì)[J].山西冶金，2009（6）
　　[3]程志剛，李瑞琴，董亞峰，等.機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論現(xiàn)狀與展望[J].中北大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（1）
　　（作者身份證號(hào)碼：130221198801202381）

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