王 斌

(焦作神華重型機械制造有限公司，河南 焦作 454000）

創(chuàng)造力是競爭的關(guān)鍵，包括機械工程設(shè)計在內(nèi)的一切設(shè)計成功的關(guān)鍵無不在于設(shè)計中的創(chuàng)新，創(chuàng)新設(shè)計在需要知識經(jīng)驗的同時更需要強烈的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維動力。奧地利經(jīng)濟學(xué)家熊彼特說過：“創(chuàng)新應(yīng)當(dāng)是企業(yè)家的主要特征，企業(yè)家不是投機商，也不是只知道賺錢、存錢的守財奴，而應(yīng)該是一個大膽創(chuàng)新，敢于冒險，善于開拓的創(chuàng)造型人才。”而現(xiàn)在的社會所需要的也就是這樣的人才，21 世紀(jì)就是人才競爭的社會。以下就是對機械工程設(shè)計思維中的優(yōu)化設(shè)計進行粗略的探討。

1 機械工程創(chuàng)新設(shè)計的目的及意義

（1）機械工程設(shè)計的創(chuàng)新能加速機械專家智能化，用以實現(xiàn)真正的“專家”系統(tǒng)，達到有利于加速機械工程設(shè)計水平向自動化、智能化、最優(yōu)化、集成化實現(xiàn)。

（2）機械工程設(shè)計創(chuàng)新的探索實踐能夠培養(yǎng)機械工程設(shè)計人員的創(chuàng)造性思維，提高其創(chuàng)新能力，讓其在設(shè)計的自覺性及技術(shù)上的可操作性上有較大的突破，從而有利于促進新產(chǎn)品的更新，實現(xiàn)創(chuàng)造財富的目的。

（3）創(chuàng)新設(shè)計的機械產(chǎn)品在同行中的競爭力會得以提高，尤其是在專利產(chǎn)品技術(shù)形成的時候，就可以創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟效益及社會效益。

2 機械工程創(chuàng)造設(shè)計的特點

創(chuàng)新設(shè)計大體上都來自于形象思維，經(jīng)過邏輯推理、判斷以及相應(yīng)的綜合分析與決策，在頭腦中產(chǎn)生設(shè)計方案，然后將這種方案具體表現(xiàn)出來。與其他常規(guī)的機械設(shè)計不同，機械創(chuàng)新設(shè)計要求設(shè)計人員充分發(fā)揮自己的聰明才智和創(chuàng)造力，利用創(chuàng)造性思維，設(shè)計出新穎、有創(chuàng)造性、有實用價值的機械裝置。機械工程創(chuàng)新設(shè)計往往包含了多種科學(xué)技術(shù)的滲透、綜合與交叉，是通過邏輯思維的分析和知識的運用找到創(chuàng)新設(shè)計方案，其中存在的部分表現(xiàn)為非數(shù)據(jù)性、非計算性的，一定要在理論知識的時間基礎(chǔ)上思考判斷推理的。

3 機械創(chuàng)新設(shè)計的思維原則

思維的過程被稱作是“思路”，在機械設(shè)計思維的過程中往往會有兩個思維原則：（1）最短路徑原則——設(shè)計者得到產(chǎn)品的功能要求后，往往會首先檢索出最佳設(shè)計實例，這樣一來便可以迅速接近目標(biāo)，再運用價值工程方法，找出價值較低的極少數(shù)組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試用最小變動以解決矛盾，如果矛盾還是沒有得到解決，那就將其擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最終得到最優(yōu)結(jié)果。這樣消耗最少能量的途徑便體現(xiàn)了最短路徑的原則；（2）相似性聯(lián)想——根據(jù)湯川秀樹的定同理論，聯(lián)想能力就是找出事物彼此相似性的創(chuàng)造力，相似性就是事物間的內(nèi)在聯(lián)系。

4 機械設(shè)計中設(shè)計人員應(yīng)該樹立創(chuàng)新的理念

要想突破傳統(tǒng)的模式，在設(shè)計上有所創(chuàng)新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創(chuàng)新理念并會將其運用到時間中去。創(chuàng)新就是突破傳統(tǒng)的思維模式，運用現(xiàn)代超前的理念進行問題的思考。對于一個設(shè)計者而言，缺少創(chuàng)新意味著他在工作上無法得到肯定。優(yōu)秀的機械設(shè)計者要時刻謹(jǐn)記創(chuàng)新理念，要用創(chuàng)新的思維對問題進行深入的思考，再結(jié)合自己的專業(yè)知識將自己的設(shè)想轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實。

5 機械的優(yōu)化中應(yīng)該具備的創(chuàng)新方式

（1）智力思維法——這是一種發(fā)揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關(guān)專家人士針對某一目標(biāo)進行討論，通過相互啟發(fā)、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創(chuàng)新設(shè)計的連鎖反應(yīng)，為機械設(shè)計提供更好的創(chuàng)新成果。

（2）仿生類比法——這是通過仿生學(xué)對自然系統(tǒng)生物分析和類比的啟發(fā)創(chuàng)造新方法。自然界的動植物以其精妙絕倫的結(jié)構(gòu)和性能為人類孕育出來新事物和新方法提供了學(xué)校的樣板。機械設(shè)計者通過對自然界的生物技能分析類比，再對比相似之處得到創(chuàng)新，設(shè)計新機械。

（3）列舉創(chuàng)新法——這是指依據(jù)一定規(guī)則，列舉研究對象的各種性質(zhì)，通過對這些性質(zhì)的逐項分析，尋求改變來又發(fā)創(chuàng)新設(shè)想的方法。它適合于現(xiàn)有事物的改進及應(yīng)用型的開發(fā)，一般經(jīng)過的過程如下：列舉特征——改變特征——改變事物。

（4）移植技術(shù)法——這是指將一個技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的先進原理、方法或成果移植到另一個領(lǐng)域中，或把一種產(chǎn)品內(nèi)的先進技術(shù)應(yīng)用到另一個產(chǎn)品中，從而設(shè)計出新產(chǎn)品。在進行移植技術(shù)法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應(yīng)用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統(tǒng)方法難以找到理想的設(shè)計方案或階梯設(shè)想，或者利用相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)和知識根本無法找到出路；2）其他技術(shù)領(lǐng)域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結(jié)果能否保證系統(tǒng)整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術(shù)移植法可以分為技術(shù)原理式移植、技術(shù)手段式移植和技術(shù)功能式移植。技術(shù)移植法是對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對促進發(fā)明創(chuàng)造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學(xué)發(fā)展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發(fā)展，至少是重大的發(fā)展有所了解的原因。

（5）反求設(shè)計——這是指設(shè)計人員以先進的設(shè)備軟件為研究對象，應(yīng)用專業(yè)知識對其進行系統(tǒng)的研究和深入的分析，掌握關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，仿型或開發(fā)出同類型創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計。反求設(shè)計中一要在剖析原產(chǎn)品或技術(shù)中的“求”，二要在“再設(shè)計”中的“改”或“創(chuàng)”下功夫。通過反求，進行工程設(shè)計，這樣它的起點比較高，更容易得到創(chuàng)新的產(chǎn)品。

綜上所述，現(xiàn)代機械設(shè)計離不開創(chuàng)新，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)樹立創(chuàng)新理念，充分發(fā)揮主觀能動性，運用先進思維理念，設(shè)計出高質(zhì)量，高實用性的機械，這是貫穿于機械設(shè)計的發(fā)展始終的必然要求。

[1]郭仁生《機械設(shè)計基礎(chǔ)》北京清華大學(xué)出版社2001

[2]趙冬梅《機械設(shè)計基礎(chǔ)》北京機械設(shè)計出版社2002