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機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計范文第1篇

[關(guān)鍵詞]：TRIZ　機(jī)械產(chǎn)品　創(chuàng)新設(shè)計

一、緒論

在知識經(jīng)濟(jì)時代，世界科技的發(fā)展將更加迅速，產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，產(chǎn)品生命周期將更加縮短，產(chǎn)品創(chuàng)新的加速發(fā)展也變得越來越重要。機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)更多更重要的是非數(shù)據(jù)計算的、通過思考、推理和判斷來解決的創(chuàng)新活動，只有創(chuàng)新活動才能真正從根本原理上進(jìn)行產(chǎn)品革新，才能在產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、價格等方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。TRIZ是俄文英譯丁eoHya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch的縮寫，是指發(fā)明問題的解決理論(即發(fā)明解題理論)，它是一種系統(tǒng)化的發(fā)明工程方法論，是針對問題點(diǎn)加以分析考慮，并尋找出其中的矛盾，再將矛盾歸類為物理矛盾與技術(shù)矛盾，再進(jìn)一步采取不同的解決方式。研究TRIZ理論和方法，并將其運(yùn)用在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新中具有十分重要的意義。

二、TRIZ億在機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新中的應(yīng)用

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果，進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性以及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動。在進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中會遇到很多技術(shù)性問題，在解決這些問題時，如果不明確應(yīng)該使用哪些科學(xué)原理法則，則很難找到問題的解決對策。TRIZ理論給出了解決各類問題需要借助的科學(xué)原理，并指明了解決問題對策的探索方向。重視創(chuàng)新設(shè)計是增加機(jī)械產(chǎn)品競爭力的根本途徑。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程中，存在物理沖突、技術(shù)沖突，使得設(shè)計過程成為一個具有創(chuàng)新性特征的問題解決過程，完全可以利用TRIZ思想和方法解決機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計，并應(yīng)用TRIZ的機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計模式。

三、基于TRIZ億的機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新分析――以螺絲刀為例

(一)TRIZ解決問題的流程。

在解決一個工程問題時，可能使用TRIZ的一個工具或者是更多。應(yīng)用TRIZ的第一步是對給定的問題進(jìn)行分析；如果發(fā)現(xiàn)存在矛盾則應(yīng)用原理去解決；如果問題明確但不知道如何解決，則應(yīng)用效應(yīng)去解決；第三種選擇是對待創(chuàng)新的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)化過程的預(yù)測。之后是評價，確定是否滿足要求。如果滿足要求，則進(jìn)行后序的設(shè)計工作，反之，要對問題進(jìn)行再分析。

(二)螺絲刀產(chǎn)品創(chuàng)新――基于了RIZ。

本文選擇最常用的手動螺絲刀作為應(yīng)用實(shí)例，通過本實(shí)例的驗(yàn)證希望對機(jī)械產(chǎn)品的改進(jìn)以及創(chuàng)新開發(fā)提供一種新的解決方法。

1、定義設(shè)計需求、確定功能。

對產(chǎn)品的要求為有以下兩點(diǎn)：具有方便靈活使用特點(diǎn)的手動螺絲刀；具創(chuàng)意性，可增加在市場上的競爭力。首先考慮螺絲刀操作上的原理及使用的狀況，其最主要的功能為鎖緊及拆卸螺絲，所以把目標(biāo)放在能夠快速且省力的將螺絲鎖緊或是拆卸，是一個非常確切的產(chǎn)品設(shè)計方向，以“力”、“時間損失”、“可操作性”作為改進(jìn)的工程特性。

2、建立基礎(chǔ)功能模塊。

選定其最具代表性且功能上最基本的一種產(chǎn)品作為基礎(chǔ)，建立該類產(chǎn)品的基礎(chǔ)功能模塊，接下來再運(yùn)用創(chuàng)新法則在功能模塊上增加新的功能，以產(chǎn)生新的概念設(shè)計。選擇最常見的帶棘輪的螺絲刀建立其功能模型，將與棘輪相關(guān)的各組件組成為一個次系統(tǒng)視為一個組件，不考慮棘輪內(nèi)相關(guān)組件間的相互關(guān)系，只考慮整個次系統(tǒng)組件提供的有益功能與有害功能

3、功能組件模組的建立與增加。

對特定產(chǎn)品，首先由設(shè)計需求來決定要改進(jìn)的工程特性，其次找出對應(yīng)該工程特性的創(chuàng)新法則，最后將想出的新方法建構(gòu)成功能組件模塊并存人數(shù)據(jù)庫中，集合成為“功能組件數(shù)據(jù)庫一。以“分割”為例，nuZ對此法則的解釋為：將一個物體劃分成相互獨(dú)立的零件；使物體分成容易組裝及拆卸的部分；增加物體相互獨(dú)立的程度。配合要改善的工程特性“力”來思考，得到了新的想法，若在螺絲刀頭上分割出一可作為力臂的組件，則可有效的增加使用時的扭力，這就是由設(shè)計需求定出特定工程特性，再來產(chǎn)生新概念的內(nèi)涵。

4、組合基礎(chǔ)功能模塊與功能組件模組。

由前面所建立起用于螺絲刀設(shè)計的產(chǎn)品功能模塊數(shù)據(jù)庫與功能組件模塊數(shù)據(jù)庫，使用二者配合TmZ設(shè)計軟件來進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計。本方法好比堆積木，首先選擇一塊大積木(基礎(chǔ)產(chǎn)品功能模型)做地基；然后再選擇要堆放的各種小積木(功能組件模塊)；最后決定堆放的位置(將功能與組件做連結(jié))，由排列組合的概念來產(chǎn)生大量的新設(shè)計。在加入功能組件模塊后再應(yīng)用軟件進(jìn)行修剪，將組合產(chǎn)生的新產(chǎn)品功能模型加以最佳化，得到最后需要的概念設(shè)計。

5、創(chuàng)新設(shè)計軟件的評估與裁剪功能。

在組合產(chǎn)品功能模型與功能組件模塊，產(chǎn)生初步的創(chuàng)新功能模型后，要對產(chǎn)生的新功能模型進(jìn)行組件價值的評估修剪，以消除因任意連接功能與組件所可能產(chǎn)生的矛盾。功能等級與功能模型中各組件的連結(jié)狀況有關(guān)，而問題嚴(yán)重性需由功能模型中各問題作用的等級計算出，在軟件中會自動為使用者計算。

6、創(chuàng)新設(shè)計結(jié)果。

經(jīng)過組合連結(jié)修剪所得到的刨新功能模型，考慮其組件與功能間的可能性，設(shè)計出的創(chuàng)新產(chǎn)品。組件取代原本握把的功能，而握把與棘輪紐組件間以機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)對的方式加以連結(jié)，因此當(dāng)使用者握住握把加以轉(zhuǎn)動，就可增加扭力鎖緊螺絲，發(fā)揮功能模塊想帶給新產(chǎn)品的功能，符合設(shè)計目的。

(三)小結(jié)。

選擇螺絲刀做為應(yīng)用實(shí)例，用TRIZ進(jìn)行設(shè)計，得到創(chuàng)新設(shè)計結(jié)果。經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證丁RIZ方法確實(shí)可以幫助設(shè)計者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，從而對產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計提供了一種新的設(shè)計方法和解題思路。

機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計范文第2篇

關(guān)鍵詞：“服務(wù)替代產(chǎn)品”；“學(xué)科建設(shè)”；“協(xié)同創(chuàng)新”

1、新形勢下設(shè)計學(xué)科的調(diào)整與發(fā)展

從設(shè)計學(xué)科演變和發(fā)展來看，設(shè)計學(xué)科是從傳統(tǒng)的藝術(shù)學(xué)科下衍生發(fā)展而來。隨著社會分工的細(xì)化以及時代背景的轉(zhuǎn)變，設(shè)計學(xué)科也在時代背景下與時俱進(jìn)。在古代，中西方都未出現(xiàn)“設(shè)計”的說法，“藝術(shù)”是一個統(tǒng)籌、模糊的定義。例如在中國，古代“六藝”皆為藝術(shù)。隨著社會分工的細(xì)化，到了18世紀(jì)，從藝術(shù)中分裂出“純藝術(shù)”和“實(shí)用藝術(shù)”。這里的實(shí)用藝術(shù)包括手工藝、建筑、染織等。伴隨著工業(yè)革命機(jī)器時代的帶來，社會分工再次細(xì)化，在工業(yè)化大生產(chǎn)背景中第一次出現(xiàn)了設(shè)計藝術(shù)學(xué)科，在慢慢研究“設(shè)計”中，設(shè)計藝術(shù)學(xué)科逐漸理論化和體系化，設(shè)計藝術(shù)學(xué)科開始有理論作為支撐。發(fā)展至今，信息高科技帶動下的世界發(fā)生了翻天覆地的變化，物質(zhì)生活的充裕已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能現(xiàn)代人的需求。在解決問題中，“設(shè)計”顯得越來越重要。由此，“設(shè)計”被單獨(dú)提出來作為一門獨(dú)立學(xué)科，從而形成今天的設(shè)計學(xué)科體系。

2、從“服務(wù)替代產(chǎn)品”中看設(shè)計學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新

基于全球化環(huán)境的重視，綠色設(shè)計已經(jīng)成為當(dāng)今時展的趨勢與主流。但是究竟如何做到綠色設(shè)計，仍然值得我們繼續(xù)深思，僅僅用木頭、竹子天然材料做的就是綠色設(shè)計嗎？綠色設(shè)計從最開始基于生產(chǎn)、生活、環(huán)境的矛盾，3R原則的出現(xiàn)；到80年代提出清潔生產(chǎn)、生態(tài)設(shè)計；現(xiàn)在，隨著現(xiàn)在的生態(tài)鏈和農(nóng)耕時代不同，斷裂且單向的，出現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計，即服務(wù)設(shè)計，就是部分用服務(wù)替代對物質(zhì)產(chǎn)品的巨大需求，提供“解決方案”而不僅是“物質(zhì)產(chǎn)品”。這樣一種新的綠色設(shè)計思路的出現(xiàn)——“用服務(wù)替代產(chǎn)品”。打破了以物帶物的束縛，改變了設(shè)計的思維方式，從更高的視角，產(chǎn)業(yè)鏈的角度來重新詮釋綠色設(shè)計。這樣的設(shè)計創(chuàng)新從源頭上解決了綠色設(shè)計問題。正如李一舟所說：“重新組織關(guān)系而不增加新產(chǎn)品，轉(zhuǎn)變?nèi)说乃季S方式比具體給他們做設(shè)計要好得多?！边@樣的創(chuàng)新不可能在單一學(xué)科環(huán)境下產(chǎn)生和完成，而是集多種學(xué)科共同協(xié)作下的產(chǎn)物。

從“服務(wù)替代產(chǎn)品”中，我們可以看到工業(yè)設(shè)計與信息交互的深度結(jié)合。這樣一種思路不僅需要單一的工業(yè)產(chǎn)品、以及工業(yè)產(chǎn)品之上的“人機(jī)交互”體驗(yàn)，更為重要的是基于整體化的信息服務(wù)鏈。如清華大學(xué)學(xué)生基于該思路做的自行車信息循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。在現(xiàn)在的手機(jī)上安裝一個芯片，這個芯片用于與自行車進(jìn)行交互。車主通過掃描車子，可以在成堆的自行車中快速發(fā)現(xiàn)自己的自行車；作為信息公司通過芯片了解自行車的維修及二手車轉(zhuǎn)賣狀況并將信息告知專業(yè)的回收部門，以此有利于自行車零部件回收再利用，從而提供整個產(chǎn)品循環(huán)的可能性。這樣一種創(chuàng)新思想是將工業(yè)設(shè)計與信息交互設(shè)計以及社會學(xué)科共同協(xié)作下的成果。

3、協(xié)同創(chuàng)新遵循的原則

從“服務(wù)替代產(chǎn)品”一些優(yōu)秀的案例中，我們看到了學(xué)科與學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新的潛力和力量，而且隨著時代的發(fā)展，信息時代的到來，在解決一些問題中，這種協(xié)同創(chuàng)新越來越適應(yīng)社會發(fā)展的需要。設(shè)計學(xué)科更應(yīng)該把握這一發(fā)展趨勢，促進(jìn)學(xué)科建設(shè)。而在把握這種學(xué)科間協(xié)同創(chuàng)新中，我們也應(yīng)當(dāng)注意一下幾點(diǎn)。

1、系統(tǒng)性

針對一個問題，首先設(shè)定系統(tǒng)目標(biāo)，找出問題的主要矛盾，根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)來展開解決。在具體到學(xué)科間的協(xié)同創(chuàng)新上也是如此。例如再次談到設(shè)計的可持續(xù)問題上。首先定下系統(tǒng)目標(biāo)，如何做到可持續(xù)發(fā)展是我們設(shè)定的系統(tǒng)目標(biāo)，根據(jù)這個系統(tǒng)目標(biāo)，解決這個問題涉及到研究哪些學(xué)科？而在涉及到的學(xué)科之間哪些學(xué)科相互協(xié)作可以幫助我們更加有效解決問題？列出目標(biāo)系統(tǒng)基本框架圖，找到有效的切合點(diǎn)，找到幾個學(xué)科間協(xié)作所產(chǎn)生的創(chuàng)造力，找到解決問題的方案。正如自行車信息循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，在系統(tǒng)分析之下看到了工業(yè)設(shè)計和信息交互設(shè)計交叉互融。

找到切合點(diǎn)后，例如工業(yè)設(shè)計和信息交互設(shè)計的協(xié)作，根據(jù)這倆個學(xué)科，再以系統(tǒng)性的方法，繼續(xù)細(xì)化解決這個問題的方法點(diǎn)，例如人、人操作手機(jī)、芯片與手機(jī)互動、芯片與信息終端聯(lián)系、信息終端與回收站的交流、回收站與人，形成這樣一個循環(huán)系統(tǒng)。同時，在每一個循環(huán)系統(tǒng)之下的問題，例如芯片與手機(jī)互動，會出現(xiàn)子問題芯片與手機(jī)的互動方式，觸摸式互動方式、聲控式觸動方式，而觸摸的大小、力度，然后再往下，從而找到每個最佳的互動方式。

科學(xué)的系統(tǒng)性的設(shè)計方法與直覺的、感性的構(gòu)思方法在產(chǎn)品設(shè)計中可以并且應(yīng)該是共存互促、融合匯流的。所以在學(xué)科與學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新下，無論是開始、中間的過程、以及結(jié)果都離不開系統(tǒng)性的指導(dǎo)，始終以系統(tǒng)的思路為出發(fā)點(diǎn)，不僅有助于找到問題的主要矛盾，同時更夠更好地了解問題本身，也利于問題的解決。

2、差異性

在學(xué)科間協(xié)作創(chuàng)新中，應(yīng)該尊重其各自的差異性，看清問題主要矛盾下的主要方面偏重在哪一點(diǎn)上，這樣有利于突出解決問題的核心側(cè)重點(diǎn)。在自行車信息循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中，我們從各個學(xué)科交叉中看到了工業(yè)設(shè)計與信息交互帶來的創(chuàng)新，然而究竟哪個才是側(cè)重點(diǎn)呢？其他問題可以圍繞作為推動作用。在整個設(shè)計中，“以服務(wù)替代了產(chǎn)品”，達(dá)到資源公共化，服務(wù)成為核心，所以信息與交互設(shè)計成為解決方案中偏重的主要方面，而工業(yè)設(shè)計退后，起到了輔助的作用。了解了這種差異性后，有利用我們更好地解決問題。側(cè)重研究自然和諧的人機(jī)溝通、溝通語言、服務(wù)程序、軟件方式、信息傳達(dá)等，而不是側(cè)重從產(chǎn)品設(shè)計的角度設(shè)計出舒適的車，新的軌道，很漂亮的模型，理想的生活場景。當(dāng)然這些也是要注意的，只是付諸在問題的主要方面之下，更好地協(xié)助解決問題。

4、結(jié)束語

在當(dāng)今信息科技時代的社會，大量的信息量充斥著我們的生活，事物之間都在尋求一種共同發(fā)展下的平衡，協(xié)同下的創(chuàng)新，以達(dá)到和諧共處。作為引領(lǐng)社會發(fā)展的設(shè)計，更應(yīng)該注重在新時代背景下學(xué)科間協(xié)同創(chuàng)新的力量。而如何協(xié)調(diào)、如何合作、如何創(chuàng)新？我們可以從“服務(wù)替代產(chǎn)品”優(yōu)秀案例中得到部分啟示，把握其幾個基本原則，系統(tǒng)性、差異性、協(xié)調(diào)性、創(chuàng)新性。一方面以系統(tǒng)性的思路作為指導(dǎo)、另一方面分清系統(tǒng)目標(biāo)下問題的主要方面和次要方面，在尊重差異和把握重疊中尋找創(chuàng)新的突破點(diǎn)、側(cè)重點(diǎn)以及推動點(diǎn)。從而更好地挖掘和利用學(xué)科之間共同建設(shè)的潛力，帶動設(shè)計學(xué)科更好地發(fā)展，培養(yǎng)符合新時代背景下的優(yōu)秀設(shè)計人才。

參考文獻(xiàn)

[1]趙華，Dialogue Concerning the Definition of Green Design，裝飾2010（3）18—22.

[2]陳汗青，系統(tǒng)設(shè)計原理，武漢理工大學(xué)教材中心，2003年9月

[3] 汪馥郁、李敬德、文曉靈，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合新模式——學(xué)科集群與產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新，創(chuàng)新科技，2008.2（15）

機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計范文第3篇

【關(guān)鍵詞】機(jī)械創(chuàng)新，設(shè)計，研究

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、前言

近年來，我國在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，在建設(shè)創(chuàng)新型社會的新時期，加強(qiáng)對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計及其研究，對確保機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計水平的提高有著重要意義。

二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的概述

1．機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的研究對象

所謂機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(MechanicalCreativeDesign,MCD)是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力,利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果(含理論、方法、技術(shù)原理等),進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思,設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品(裝置)的一種實(shí)踐活動。它包含兩個部分:一是改進(jìn)完善生產(chǎn)或生活中現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適用性等;二是創(chuàng)造設(shè)計出新機(jī)器、新產(chǎn)品,以滿足新的生產(chǎn)或生活的需要。由于MCD過程凝結(jié)了人們的創(chuàng)造性智慧,因而其產(chǎn)品無疑應(yīng)是科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)結(jié)晶的產(chǎn)物,具有完滿的美學(xué)性。

2．MCD與常規(guī)設(shè)計及發(fā)明創(chuàng)造的關(guān)系

（一）、MCD與常規(guī)設(shè)計

機(jī)械設(shè)計一般可分為方案結(jié)構(gòu)設(shè)計、運(yùn)動設(shè)計及動力設(shè)計三個階段,其中,方案結(jié)構(gòu)設(shè)計最需要創(chuàng)造性,設(shè)計難度也最大。常規(guī)設(shè)計一般是在給定機(jī)械結(jié)構(gòu)或只對某些結(jié)構(gòu)作微小改動的情況下進(jìn)行的,其主要內(nèi)容是進(jìn)行尺度設(shè)計及動力設(shè)計。工廠生產(chǎn)中的非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計已含有較多的創(chuàng)新設(shè)計成分。而相對傳統(tǒng)設(shè)計而言,MCD特別強(qiáng)調(diào)了人在設(shè)計過程中,特別是在方案結(jié)構(gòu)設(shè)計階段中的主導(dǎo)性及創(chuàng)造性作用。

（二） 、MCD與機(jī)械的創(chuàng)造發(fā)明

機(jī)械的創(chuàng)造發(fā)明大多屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計。創(chuàng)造發(fā)明過程及方法的專著已有問世，但大多是作宏觀概括的論述,缺少具體的可操作性。MCD要完成的一個核心內(nèi)容就是要探索機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機(jī)理、模式及方法,要具體描述機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的過程,并將之程

3．機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)(MCD)是一門有待開創(chuàng)發(fā)展的新的設(shè)計技術(shù)和方法,它和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(SD)、計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、優(yōu)化設(shè)計(OD)、可靠性設(shè)計(RD)、摩擦學(xué)設(shè)計(FD)、有限元設(shè)計(FED)等一起構(gòu)成現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法學(xué)庫,并吸收鄰近學(xué)科有益的設(shè)計思想與方法。人們對后面六種設(shè)計理論和方法的研究較為深入且都已有專著問世,但隨著認(rèn)識科學(xué)、思維科學(xué)、人工智能、專家系統(tǒng)及人腦研究的發(fā)展,MCD正在日益受到專家學(xué)者的重視。一方面,認(rèn)識科學(xué)、思維科學(xué)、人工智能、設(shè)計方法學(xué)、科學(xué)技術(shù)哲學(xué)等已為MCD提供了一定的理論基礎(chǔ)及方法;另一方面,MCD的深入研究及發(fā)展有助于揭示人類的思維過程、創(chuàng)造機(jī)理等前沿課題,反過來促進(jìn)上述科學(xué)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)真正的機(jī)械專家系統(tǒng)(MES)及智能工程(IE)。因此,MCD是MES、IE等學(xué)科深入研究發(fā)展進(jìn)程中必須解決的一個分支,它要求能真正為發(fā)明創(chuàng)造新機(jī)械和改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械性能提供正確有效的理論和方法。

三、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計研究的意義

開展MCD研究不僅具有重要的理論學(xué)術(shù)價值,而且具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。MCD的深入研究將為人們發(fā)明創(chuàng)造新機(jī)器、新機(jī)械提供有效的理論和方法。MCD研究必然要涉及人的思維過程、創(chuàng)造機(jī)理及過程等研究內(nèi)容,因此MCD研究能加速機(jī)械專家智能化,實(shí)現(xiàn)真正的“專家”系統(tǒng),在加速機(jī)械設(shè)計水平向自動化、智能化、最優(yōu)化、集成化實(shí)現(xiàn)過程中可以作出自己的貢獻(xiàn)。

創(chuàng)新設(shè)計的機(jī)械產(chǎn)品,必定在其原理確定階段經(jīng)過反復(fù)的綜合選擇,結(jié)構(gòu)上或尺度設(shè)計上必定蘊(yùn)含了較高的創(chuàng)造性,也即必定含有較高的關(guān)鍵技術(shù)附加值,因此產(chǎn)品不僅具有優(yōu)越的使用性能,而且具有較完美的造型性能,這包括科學(xué)技術(shù)原理與藝術(shù)性的完美結(jié)合、人機(jī)系統(tǒng)的良好協(xié)調(diào)性以及良好的經(jīng)濟(jì)性等。這樣無疑提高了產(chǎn)品在同類產(chǎn)品中的競爭力,特別是當(dāng)專利產(chǎn)品技術(shù)形成產(chǎn)業(yè)化的時候,可以創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。在MCD的實(shí)踐中培養(yǎng)了設(shè)計人員的創(chuàng)造性思維,增強(qiáng)了其創(chuàng)新能力,提高了人們進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計的自覺性及技術(shù)上的可操作性,使MCD成為一種工具或手段,這樣,就促進(jìn)了新產(chǎn)品(含專利產(chǎn)品)的繁榮與更新,為社會創(chuàng)造了財富。

四、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計發(fā)展方向

1．設(shè)計過程的數(shù)字化

不僅要完善工程對象中確定性變量的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模，而且更要研究非確定性變量，包括隨機(jī)變量、隨機(jī)過程、模糊變量（人的智能、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力、語言及政治、經(jīng)濟(jì)、人文等社會科學(xué)因素）等的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模。

2．設(shè)計過程的自動化和智能化研究

健全、研究、發(fā)展各種類型的數(shù)據(jù)庫、方法庫和知識庫，及自動編程、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等高級商品化軟件的研制，如研究設(shè)計知識、數(shù)據(jù)、信息的獲取與處理技術(shù)、智能CAD人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的模型和應(yīng)用軟件等。

3．虛擬設(shè)計和仿真虛擬試驗(yàn)及快速成形技術(shù)的深入研究

是一種以計算機(jī)仿真為基礎(chǔ)，集計算機(jī)圖形學(xué)、智能技術(shù)、并行工程、人機(jī)工程、材料、成形工藝、光電傳感技術(shù)和多媒體技術(shù)為一體的綜合學(xué)科研究。

4．機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)

（一）、智力激勵法

人的創(chuàng)造性思維特別是直覺思維在受激況下能得到較好地發(fā)揮。一批人集合在一起，針對某個問題進(jìn)行討論時，由于各人知識、經(jīng)驗(yàn)不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種主意能互相啟發(fā)，填補(bǔ)知識空隙，啟發(fā)誘導(dǎo)出更多創(chuàng)造性思想，通過激勵、智慧交流和集智達(dá)到創(chuàng)新的目的。

（二）、提問追溯法

提問追溯法是有針對性地、系統(tǒng)地提出問題，在回答問題過程中，便可能產(chǎn)生各種解決問題的設(shè)想，使設(shè)計所需要的信息更充分，解法更完善。提問追溯法有奧斯本體溫法、阿諾爾特提問法、希望點(diǎn)列舉法、缺點(diǎn)列舉法。

（三）、聯(lián)想類推法

通過由此及彼的聯(lián)想和異中求同，同中求異的類比，尋求各種創(chuàng)新解法。利用聯(lián)想進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新是一種常用而且十分有效的辦法。許多發(fā)明者都善于聯(lián)想，許多發(fā)明創(chuàng)新也得益于聯(lián)想的妙用。類比聯(lián)想由一事物或現(xiàn)象聯(lián)想到與其有類似特點(diǎn)的其他事物或現(xiàn)象，從而找出創(chuàng)新解法。

（四）、返向探求法

將人們通常思考問題的思路反轉(zhuǎn)過來，從背逆常規(guī)的途徑探尋新的解法，因此返向探求法亦稱逆向思維法。例如聲音既是振動，那么振動為什么不能復(fù)現(xiàn)原聲呢？通過這樣的反問，發(fā)明了留聲機(jī)。

（五）、系統(tǒng)分析法

對于技術(shù)系統(tǒng)，根據(jù)其組成所有影響其性能的全部參量，系統(tǒng)地依次分析搜索，以探索更多和解決問題的途徑。

（六）、組合創(chuàng)新法

組合創(chuàng)新法是將現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品通過功能、原理、結(jié)構(gòu)等方面的組合變化形成新的技術(shù)思想和新產(chǎn)品。組合法應(yīng)用的技術(shù)單元一般是已經(jīng)成熟和比較成熟的技術(shù)，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財力。組合創(chuàng)新的類型很多，常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結(jié)構(gòu)重組、模塊組合等。

5．系統(tǒng)化設(shè)計方法

（一）、設(shè)計元素法

用五個設(shè)計元素(功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù))描述“產(chǎn)品解”，認(rèn)為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學(xué)者采（二）、圖形建模法

研制的“設(shè)計分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接 。

（三）、“構(gòu)思”—“設(shè)計”法

將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?！皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解?！霸O(shè)計”階段的工作則是具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。

五、結(jié)束語

通過對新時期下，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計及其研究的分析，進(jìn)一步明確了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的方向，為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于提高機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的水平。

參考文獻(xiàn)

[1]張春林，《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；教學(xué)改革；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-9324（2018）02-0128-02

一、引言

“機(jī)械原理”是機(jī)械工科專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究各種機(jī)構(gòu)的共性問題[1，2]，機(jī)械原理課程理論抽象，研究內(nèi)容寬泛，并對前期的基礎(chǔ)課程有較高的要求，因此導(dǎo)致很多學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理，覺得機(jī)械原理課程深奧，內(nèi)容枯燥、課程索然無味。

與機(jī)械創(chuàng)新大賽相結(jié)合的“機(jī)械原理”教學(xué)是利用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽，通過創(chuàng)新設(shè)計大賽作品的制造，促進(jìn)學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，督促學(xué)生自己提出問題、分析問題、解決問題，最后最大化地激發(fā)學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力[3，4]。目前，湖南文理學(xué)院有效地將機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽與機(jī)械原理課程相結(jié)合，并取得了卓有成效的成果。

二、與機(jī)械創(chuàng)新大賽相結(jié)合的“機(jī)械原理”教學(xué)的實(shí)施過程

通過多年來參與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽，我校對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽與機(jī)械原理課程教學(xué)相結(jié)合積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，下面對其實(shí)施過程予以介紹。

（一）主辦機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題解析會

委派骨干老師參加歷屆的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽主題解析會，對每一年的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的比賽主題有一個正確和深刻的理解，避免以后的作品出現(xiàn)跑題現(xiàn)象。骨干老師參加完主題解析會后，召集所有的學(xué)生和全院的老師，在學(xué)院內(nèi)部把主題解析清楚，并以自由提問和臨場解答的方式，盡量讓學(xué)生理解每一屆的主題。另外還邀請2名在往屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽中取得優(yōu)秀成績的學(xué)生介紹經(jīng)驗(yàn)，一方面讓學(xué)生了解機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的整個流程，另一方面提高學(xué)生參與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的積極性。

（二）開展與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽主題相一致的工程創(chuàng)新三維設(shè)計大賽

為了提高全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并進(jìn)一步認(rèn)識機(jī)械原理課程對于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的重要性，我校在全體大二學(xué)生中主辦工程創(chuàng)新三維設(shè)計大賽，并要求全體學(xué)生自發(fā)成立三人協(xié)同小組，為各個協(xié)同小組配備一名指導(dǎo)老師。在此階段，學(xué)生在小組內(nèi)充分討論和互相學(xué)習(xí)，并階段性地與指導(dǎo)老師探討設(shè)計方案，通過反復(fù)查找資料和充分的方案論證，最終完成產(chǎn)品三維圖形的繪制。完成此過程，學(xué)生需要自發(fā)學(xué)習(xí)機(jī)械原理的相關(guān)知識，并與指導(dǎo)老師充分交流。為了完成三維圖形的繪制，學(xué)生還需要自學(xué)三維制圖軟件。通過2個月左右時間的訓(xùn)練，各個小組基本都能拿出一個合理的方案。學(xué)院組織三維設(shè)計大賽評比，由學(xué)校挑選的5名專業(yè)老師作評委，評選出優(yōu)秀作品15件參加下一階段的實(shí)物制作，并為期間表現(xiàn)優(yōu)秀的小組和作品頒發(fā)獎狀，一方面是對學(xué)生工作的肯定，另一方面也是對他們的鼓勵，提高他們學(xué)習(xí)的積極性。

（三）實(shí)物作品的制作

進(jìn)入實(shí)物作品的制作階段，首先要解決的就是經(jīng)費(fèi)的來源。我校歷來就重視學(xué)科競賽，教務(wù)處有專用的用以支持學(xué)科競賽的經(jīng)費(fèi)，學(xué)院內(nèi)部也為實(shí)物制作預(yù)留了一定的經(jīng)費(fèi)。因此，此階段所需費(fèi)用得到徹底解決。更為重要的是，為了讓學(xué)生盡早盡好地完成作品的制作，我們對所屬的機(jī)械廠和加工中心作了硬性要求，學(xué)生提出作品加工要求后必須在3個工作日內(nèi)得以滿足，并要求學(xué)生自己完成作品的機(jī)械加工，這樣做的目的也是為了提高學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐能力，讓學(xué)生能夠掌握產(chǎn)品的制作流程，也為機(jī)械制造基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

三、近幾年學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽成果

自從學(xué)院將機(jī)械原理教學(xué)與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽相結(jié)合后，老師和學(xué)生在思想上都更加重視學(xué)科競賽，學(xué)校也加大了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽作品的經(jīng)費(fèi)投入，近幾年涌現(xiàn)出大量高質(zhì)量的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計作品，在省內(nèi)競賽中也取得了顯著的成績。以下為湖南文理學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院在近兩屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽獲得的一等獎和二等獎的作品匯總表。

實(shí)踐證明：在課程在近三年的考試中，2006屆學(xué)生機(jī)械原理課程及格率只有56.5%，2007屆學(xué)生機(jī)械原理課程及格率提高到81.2%，說明了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽促進(jìn)了機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)，這為學(xué)生今后從事機(jī)械設(shè)計、研究和產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新奠定了重要的基礎(chǔ)。與機(jī)械創(chuàng)新大賽相結(jié)合的“機(jī)械原理”實(shí)踐教學(xué)極大地提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣。通過與傳統(tǒng)教學(xué)法的結(jié)合，使學(xué)生掌握了機(jī)械原理課程的基本概念和核心能力，提高了其機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力。

四、結(jié)束語

機(jī)械原理是機(jī)械工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，為了增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械原理課程的適應(yīng)能力和挖掘其開發(fā)創(chuàng)新能力，通過與機(jī)械創(chuàng)新大賽相結(jié)合的“機(jī)械原理”教學(xué)改革，可以顯著提高學(xué)生的機(jī)械原理知識和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力。

參考文獻(xiàn)： 

[1]趙永杰，程西云.機(jī)械原理課程探究式教學(xué)改革與探索[J].大學(xué)教育，2014，（9）：141-143. 

[2]施火結(jié).機(jī)械原理教學(xué)內(nèi)容及課程體系的改革[J].教育教學(xué)論壇，2012，（s5）：69-71. 

[3]周永清.機(jī)械原理創(chuàng)新教具學(xué)具進(jìn)課堂[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（2）：11-13. 

機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計范文第5篇

1.1計算機(jī)輔助設(shè)計。計算機(jī)輔助設(shè)計簡稱cai,利用計算機(jī)運(yùn)算速度快、存儲量大、運(yùn)算準(zhǔn)確、邏輯判斷功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),通過人機(jī)交互進(jìn)行的處理,完成設(shè)計工作。主要有以下特點(diǎn):(1)由于可以存儲大量的設(shè)計信息和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)?？梢詭椭狈υO(shè)計經(jīng)驗(yàn)的新手順利完成工作。(2)計算機(jī)輔助設(shè)計與計算機(jī)輔助制造(cam)、計算機(jī)自動化管理結(jié)合起來形成計算機(jī)集成制造系統(tǒng),進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、市場預(yù)測、生產(chǎn)、制造和銷售等一系列工作。以企業(yè)的最高效益為目標(biāo),綜合對人力、物力和時間各種資源進(jìn)行最有效的利用。(3)還可以大大提高設(shè)計的效率,加快產(chǎn)品的更新速度,縮短設(shè)計周期,增強(qiáng)市場競爭力。(4)設(shè)計人員不僅能在很短時間里給出多種設(shè)計方案,分析比較后獲得最佳設(shè)計方案:還可以從繁重的重復(fù)性工作中得到解脫,有更多的時間和精力進(jìn)行創(chuàng)造性工作。

1.2模塊化設(shè)計。模塊化設(shè)計就是在對一定范圍內(nèi)的不同規(guī)格產(chǎn)品或相同功能不同性能的產(chǎn)品進(jìn)行分析后,劃分并設(shè)計出一系列的功能模塊。然后通過對模塊進(jìn)行組合就可以組成不同產(chǎn)品來滿足市場需求。其目的主要是以盡可能少的模塊種類和數(shù)量構(gòu)成盡可能多規(guī)格的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計不僅有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代,還有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量,降低成本,加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度。

1.3并行設(shè)計。并行設(shè)計工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的設(shè)計產(chǎn)品以及各種制造和支持過程的系統(tǒng)化方法。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計采用串行設(shè)計的缺點(diǎn)主要在于在產(chǎn)品設(shè)計過程中,必須要等到上一環(huán)節(jié)結(jié)束后才能進(jìn)行后一環(huán)節(jié),設(shè)計不僅改動量大,而且產(chǎn)品的開發(fā)周期長,成本高。采用并行設(shè)計的核心在于要打破內(nèi)部各個單元界限,建立以人際關(guān)系為基礎(chǔ)的協(xié)同工作模式。進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時間等。

1.4機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計就是一種利用系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品的一系列設(shè)計的方法。設(shè)計過程包括計劃、外部系統(tǒng)設(shè)計、內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計以及制造銷售階段。傳統(tǒng)設(shè)計注重內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計,其重點(diǎn)主要在于改善零件或轉(zhuǎn)自一些子系統(tǒng)的特性,但是很少考慮對于個零件之間或內(nèi)部與外部之間的相互影響而系統(tǒng)設(shè)計要根據(jù)系統(tǒng)原則,綜合研究內(nèi)部外部和各個子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,協(xié)調(diào)各予系統(tǒng)之問的相互作用,使整個系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為最佳狀態(tài)。

1.5機(jī)械優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計是把設(shè)計的實(shí)際工程問題的模型轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模型,然后運(yùn)用最優(yōu)化設(shè)計理論,選擇合適的優(yōu)化方法,借助計算機(jī)進(jìn)行求解。從而得到最佳設(shè)計方法。近年來,優(yōu)化設(shè)計常結(jié)合一些其他方法。形成新的優(yōu)化設(shè)計方法。如和模糊化設(shè)計結(jié)合,形成模糊優(yōu)化設(shè)計:和可靠性設(shè)計結(jié)合起來形成可靠性優(yōu)化設(shè)計。除此之外,還有可靠性設(shè)計、機(jī)械動態(tài)設(shè)計、疲勞設(shè)計、反求工程、摩擦學(xué)設(shè)計以及創(chuàng)造性設(shè)計等。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代設(shè)計方法也在不斷改善。

2、現(xiàn)代設(shè)計方法翻新研究

2.1創(chuàng)新設(shè)計原則。生態(tài)效益最好原則要在設(shè)計過程中盡量選擇污染較低的材料。避免使用有毒有害以及有輻射的材料。這是由于在產(chǎn)品制造和使用過程中,都要求產(chǎn)品對周圍環(huán)境要滿足“零污染”原則。安全可靠性原則機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的保證要通過產(chǎn)品的安全可靠性來體現(xiàn)。產(chǎn)品在強(qiáng)度,剛度、穩(wěn)定性、以及耐磨性均要滿足設(shè)計要求,對于一些重型機(jī)械,要保證有一定的自鎖和保險裝置,確保操作人員的人身安全。

2.2經(jīng)濟(jì)效益最好原則。經(jīng)濟(jì)最佳性要從設(shè)計以及制造兩方面考慮,設(shè)計上要選用正確的材料,保證合理的原理方案:制造上要保證零件的加工工藝和裝配工藝。設(shè)計的產(chǎn)品不僅要滿足客戶的功能要求,還要保證成本低廉。

3、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造性思維,利用人類已有的科學(xué)技術(shù)成果,設(shè)計出具有新穎性、實(shí)用性以及創(chuàng)造性的機(jī)械裝置。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機(jī)輔助設(shè)計、有限元設(shè)計等構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)庫,吸收了鄰近學(xué)科有利的設(shè)計思想與設(shè)計方法,是有待開發(fā)的一門新的設(shè)計技術(shù)方法。隨著人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識科學(xué)、思維科學(xué)以及人腦研究的發(fā)展,機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計日益受到人們的重視。一方面,人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計方法學(xué)等已經(jīng)為創(chuàng)新設(shè)計提供了一定的理論基礎(chǔ):另一方面。創(chuàng)新設(shè)計的研究及發(fā)展有助于解釋人類的創(chuàng)造思維機(jī)理,還可以促進(jìn)一系列科學(xué)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)及智能工程創(chuàng)新設(shè)計要求能為發(fā)明創(chuàng)造機(jī)械和改善現(xiàn)有機(jī)械性能提供有效的理論和方法。創(chuàng)新設(shè)計包括兩方面的內(nèi)容,一是要改善生產(chǎn)生活中現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的性能,包括技術(shù)性、可靠性、適用性以及經(jīng)濟(jì)型;二是要創(chuàng)造設(shè)計出新的產(chǎn)品,以滿足生產(chǎn)生活的新需要。創(chuàng)新設(shè)計的核心內(nèi)容就是要探索機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機(jī)理、模式及方法,將機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程程式化、定量化。