張文賢 諸玲玲

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術研究院，上海 200072）

輕工機械產(chǎn)業(yè)最早在我國興起是20世紀90年代，是機械工程學科領域的一個重要分支，主要通過工藝的動作來實現(xiàn)機械的制造和生產(chǎn)。但是由于我國的工作機械發(fā)展整體比較滯后，其發(fā)展過程一直缺乏強勁的創(chuàng)新動力，而且在設計方法上也很難出現(xiàn)大跨步的創(chuàng)新，缺少創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展便缺少了遠期長遠發(fā)展的競爭力。

1 整體規(guī)劃輕工機械創(chuàng)新

1.1 關注目標創(chuàng)新和理念創(chuàng)新

進行設計工作，必須注重創(chuàng)新，在整個過程中發(fā)揮的巨大作用，缺少了創(chuàng)新的設計，會喪失生命力，新穎性甚至市場競爭力。設計輕工機械首先要從理念角度樹立科學合理的目標，將創(chuàng)新理念與目標作為一切創(chuàng)新活動的基礎，立足當前的實際需要，在市場的引導下合理規(guī)劃整體發(fā)展方案，從而不斷尋求理念和目標的創(chuàng)新，以指導輕工機械設計的發(fā)展。

1.2 關注工作機理與工作模式創(chuàng)新

在設計輕工機械的前期和初期，必須將遠期發(fā)展建立在創(chuàng)新目標與理念的基礎上，切實注重創(chuàng)新理念與目標在創(chuàng)新工作中發(fā)揮的重要作用，通過機理和模式的突破，尋找能夠適應未來發(fā)展的可行性方案，特別是在進行整體設計時，要關注從小到大和由淺入深原則的運用，對其中的組合參數(shù)和結(jié)構參數(shù)進行計算和設計，逐步將創(chuàng)新過程與設計流程相結(jié)合，將創(chuàng)新細節(jié)滲透到產(chǎn)業(yè)結(jié)構發(fā)展的全過程。

2 新思維和新方法在輕工機械設計中的應用

2.1 建立輕工機械功能求解模型

設計輕工機械與其他任何產(chǎn)品的創(chuàng)新都有著一定的共同點，在設計創(chuàng)新前都應當建立功能求解模型，從而為設計工作提供基礎和依據(jù)。客觀的功能求解模型是設計工作開展的前提條件，也是保證效率和創(chuàng)新的基礎，輕工機械的設計包括對產(chǎn)品功能效應、分解過程、執(zhí)行動作等方面的構思，對組成部分進行全面考量。要將輕機產(chǎn)品的功能原理、動作過程在模型中統(tǒng)籌規(guī)劃為一個整體，從而與產(chǎn)品的特質(zhì)保持一致，并且符合輕工機械設計的創(chuàng)新需要。

在進行設計時，既要保證創(chuàng)新理念的實現(xiàn)，也要注重該理念的大眾性和易于接受性，同時要有較強的實踐性和操作性，既要注重輕工機械在設計上結(jié)構思路的完整，又要確保其在具體實踐過程中能夠生產(chǎn)落地。設計師應當通過整個功能求解模型的不同環(huán)節(jié)，在實現(xiàn)過程中巧妙融入創(chuàng)新方法與創(chuàng)新思維，不僅能夠為輕工機械設計自身提供創(chuàng)新引導，而且在衍生效應的影響下，還會帶動其他領域的產(chǎn)品創(chuàng)新，從而疊加出現(xiàn)各類不同功能和效應，以促進輕工機械的設計和發(fā)展。應當在運用功能求解模型時同步驗證創(chuàng)新理念的可靠性，從而為輕工機械設計提供具有創(chuàng)新意義的方法與途徑，建立功能求解模型過程是輕工機械設計創(chuàng)新的關鍵所在，也是基礎環(huán)節(jié)，對其后續(xù)的方案有直接的影響，因此需要給予足夠的重視。

2.2 輕工機械系統(tǒng)設計創(chuàng)新方案

功能求解模型的運用中，需要對各部分所對應的結(jié)構進行規(guī)劃，有些執(zhí)行動作有可能是多個機構共同作用實現(xiàn)，也存在一定的可能性是由不同的機構系統(tǒng)單獨各自產(chǎn)生作用，因此在創(chuàng)新輕工機械設計時，不僅要明確功能求解模型，還要對機構系統(tǒng)的設計方案加以 明確。

2.2.1 機構系統(tǒng)的原則

設計機構系統(tǒng)的過程中必須注重相容性和最優(yōu)化的設計原則，一方面在整個機構系統(tǒng)發(fā)揮作用過程中必須使各部分機構保持執(zhí)行動作的同步，在執(zhí)行時間和標準上必須協(xié)調(diào)一致，從而按照相容性的原則精準輸出動作。另一方面，想要系統(tǒng)創(chuàng)新性和整體性能達到最優(yōu)，必須在系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)上做足功夫，保證其分別最優(yōu)化。系統(tǒng)各部分機構的性能都會對系統(tǒng)的整體綜合指標產(chǎn)生一定的影響，因此在完成各部分結(jié)構的設計時也必須把握統(tǒng)一的設計理念與思維，以便其在組合完成后能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整體設計目標。

2.2.2 機構系統(tǒng)設計方案的多元化

要運用形態(tài)學矩陣的分析方法，實現(xiàn)系統(tǒng)設計方案的變化與動態(tài)更新，突出展示多元化的效果，如果系統(tǒng)中各個執(zhí)行機構都有不同的數(shù)量，那么系統(tǒng)的整體方案數(shù)便是所有機構數(shù)相乘的數(shù)值，因為每個機構系統(tǒng)在進行工藝動作分解后能夠得到不同的執(zhí)行動作結(jié)果，從而使得設計方案在理論上來看能夠?qū)崿F(xiàn)多種組合效果。

2.2.3 機構系統(tǒng)方案的創(chuàng)新性評價和決策

動力性能、輸出效果、系統(tǒng)功能、工作穩(wěn)定性、工作性能等方面都是機構系統(tǒng)設計方案中的重要評價指標，對一系列指標完成綜合評價，能夠從中獲取到最優(yōu)的設計方案，在評選方案的過程中，一方面要選取實施效果最佳的方案，另一方面要注重方案的創(chuàng)新性和優(yōu)越性，從可持續(xù)發(fā)展的角度積極開拓方案中的啟發(fā)式效果，尋求具有積極意義的創(chuàng)新方案。通過對輕工機械設計方案進行全面、綜合而客觀的創(chuàng)新性評價，找到新的創(chuàng)新思維與方法。創(chuàng)新的實現(xiàn)需要借助一定的技巧和框架，在科學的思路下完成，通過運用創(chuàng)造性的技能和思維，以及規(guī)范的設計方法，將協(xié)調(diào)創(chuàng)新、概念創(chuàng)新、決策創(chuàng)新、目標創(chuàng)新與細節(jié)創(chuàng)新融入到設計過程中。概念創(chuàng)新主要完成確定設計目標和設計概念的創(chuàng)新，由內(nèi)部組成和設計方案構成構思創(chuàng)新，在再詳細設計創(chuàng)新中將各部分功能進行細化從而形成詳細組成，和諧協(xié)調(diào)創(chuàng)新主要包括設計人、事物、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，而評價決策創(chuàng)新主要包括建立評價指標體系，對模型進行最優(yōu)方案求解。

3 總結(jié)

總之，新思維與新方法是輕工機械設計過程中必須注重的一項任務，也是輕工機械產(chǎn)業(yè)改革的必要方向，必須在發(fā)展的過程中不斷追求創(chuàng)新，在產(chǎn)品設計時充分結(jié)合時代需要，將理念中融入新思維和新發(fā)展，才能夠使得輕工機械設計取得可持續(xù)的發(fā)展，不斷挖掘發(fā)展的源動力。