創(chuàng)新設(shè)計理論在機械設(shè)計中的應(yīng)用

1、企業(yè)研究Businessresearch總第390期第24期2011年12月一、機械設(shè)計中創(chuàng)新設(shè)計理論的含義從供給的角度來看，熊彼特認為創(chuàng)新實際上是對原有的結(jié)構(gòu)均衡地創(chuàng)造性破壞，這種破壞過程往往預示著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進的趨勢。從需求的角度來看，創(chuàng)新代表著改變消費者從資源中獲得的價值和滿足。機械設(shè)計就是指依據(jù)市場和用戶的使用要求而對專用機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、加工鑄造方法和工藝要求等進行構(gòu)思

2、、分析和計算，并將其歸納總結(jié)為定性和定量的描述的一系列過程。由此可知，機械設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計是指機械設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能等工作原理和參數(shù)的改進，也包括產(chǎn)品使用功能的完善。機械設(shè)備不是冷冰冰的物體，它蘊含著人類生動豐富的情感和智慧。例如，我國早在東周時期就已發(fā)明了古代機器人。這些機器人不僅造型精巧，而且用途也很廣泛，有的會跳舞，有的會唱歌吹笙，有的會捉魚。唐代的機器人還用于生產(chǎn)實踐。在科學技術(shù)突飛猛進的現(xiàn)代社會，在機械設(shè)計中要更好地融入創(chuàng)新的

3、理念，才能更好的服務(wù)社會。二、機械設(shè)計中實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計的途徑（一）機械設(shè)計中要有科學的質(zhì)疑精神人類的創(chuàng)新之舉從來都是艱辛的，主要的原因來自于理念的束縛。在創(chuàng)新的過程中若無某種大膽的猜想，一般是不可能有知識的進展的。在科學研究中，是允許創(chuàng)造任何假說的，而且，如果它說明了大量的、獨立的各類事實，它就上升到富有根據(jù)的學說的等級。例如，瓦特發(fā)明蒸汽機的成就也源于其大膽的假設(shè)和論證。有一次，瓦特在修理一臺紐可門式蒸汽機時發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機的兩大缺點：

4、活塞動作不連續(xù)而且慢；蒸汽利用率低，浪費原料。以后瓦特想既然紐可門蒸汽機的熱效率低是由蒸汽在缸內(nèi)冷凝造成的，那么為什么不能讓蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特由此產(chǎn)生了采用分離冷凝器的最初設(shè)想。瓦特改進、發(fā)明的蒸汽機是對近代科學和生產(chǎn)的巨大貢獻，具有劃時代的意義。（二）機械設(shè)計中要有承擔風險的勇氣在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點。在科學創(chuàng)造的過程中往往面臨著巨大的風險，需要發(fā)明創(chuàng)造者付出驚人的努力，甚

5、至是昂貴的代價。例如，上個世界法國制造的噴氣式飛機在研制了10多年之后遲遲不能產(chǎn)業(yè)化，最終功虧一簣，究其原因是該飛機在研制過程中始終不能解決飛機的超大噪聲問題，而這一問題是致命的。更甚者，即使研究取得了一定成功，也要面對大眾的質(zhì)疑和譏諷。例如，愛迪生經(jīng)過千百次的失敗和無比的艱辛創(chuàng)造的電燈，在第一次向公眾展示時，雖然現(xiàn)場觀眾感到無比驚喜，但一些傳媒卻拒絕報道說這個發(fā)明是一種騙術(shù)，愚不可及。（三）機械設(shè)計中要掌握科學的理論和方法正確認識機械

6、設(shè)計的特點。機械設(shè)計的特點是：（1）機械設(shè)計是一門交叉學科，融合了數(shù)學、物理學、電子信息學、化工學、人體心理學、測量學等學科知識；（2）部分設(shè)計工作為非數(shù)據(jù)性、非計算性的，甚至是經(jīng)驗性的總結(jié)，設(shè)計的過程要從形象思維開始，綜合運用定向思維、反向思維、聯(lián)想思維、對比思維、發(fā)散思維、靈感思維、逆向思維等方式，然后經(jīng)過邏輯推理和判斷及相應(yīng)的綜合、分析與決策，而產(chǎn)生設(shè)計方案；（3）機械創(chuàng)新設(shè)計是多次反復、多級篩選的過程，各個設(shè)計階段內(nèi)容不同，組成

7、一個聯(lián)動體。因此各階段的設(shè)計必須彼此關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)。機械設(shè)計創(chuàng)新的理論突破是創(chuàng)新的關(guān)鍵。TRIZ(發(fā)明問題解決原理)理論是目前國際上比較通用的設(shè)計理論。該理論是在分析了大量專利的基礎(chǔ)上，形成的一門系統(tǒng)化創(chuàng)新的理論，是進行產(chǎn)品創(chuàng)新的有效工具。該理論在發(fā)電機、原子鐘、電冰箱、電熔爐、洗衣機、電視機、復印機、望遠鏡、汽車等機械設(shè)計中都得到了很好的應(yīng)用和驗證。在該理論的指導下，設(shè)計者在機械設(shè)計中可以針對具體的技術(shù)難題，創(chuàng)造性地解決問題。機械設(shè)計創(chuàng)新

8、主要側(cè)重于以下方面：(1)注重改進產(chǎn)品的功能和質(zhì)的提高，按照產(chǎn)品工學原理，賦予老產(chǎn)品以新的功能、新的用途；(2)注重產(chǎn)品外形和色彩的美觀性，增加消費者的個性體驗，滿足內(nèi)心的審美需求；(3)堅持成本節(jié)約和質(zhì)量提高并重原則實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，采用新材料、新方法、新技術(shù)，降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品競爭力。機械設(shè)計創(chuàng)新的方法包括：(1)根據(jù)已有的科學原理進行技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新。就是將現(xiàn)有的理論性的成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的科技成果，也就是實現(xiàn)科技成果

9、的產(chǎn)業(yè)化。(2)在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進行技術(shù)革新、技術(shù)改造。工作和實踐中在已有技術(shù)原理的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品的樣式外型、特性和功能，進行技術(shù)革新和改造，以研制出形態(tài)好、功能多、效率高成本低、使用方便的新產(chǎn)品、新方法、新工藝、新材料。(3)吸收和借鑒其他領(lǐng)域的研究成果，豐富機械設(shè)計的科技內(nèi)涵。(4)引進國外技術(shù)，進行吸收消化，取其精華去其糟粕，從而進行技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和知識升級。四、結(jié)語綜上所述，在科技發(fā)展日新月異的時代距離已經(jīng)消失，競爭優(yōu)勢的

10、秘密在于創(chuàng)新，這在現(xiàn)在比歷史上的任何時候都更明顯，工業(yè)創(chuàng)新是實現(xiàn)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略需要。這就要求在機械設(shè)計創(chuàng)新的過程中正確理解機械設(shè)計創(chuàng)新的內(nèi)涵，借鑒國內(nèi)外的先進理論，學百家之長，自主創(chuàng)新，推進產(chǎn)業(yè)升級和工業(yè)復興。參考文獻[1]黃萬王東林機械設(shè)計中的創(chuàng)新[J]機械設(shè)計與制造，2004，（5）[2]沈惠平機械創(chuàng)新設(shè)計及其研究[J]機械科學與技術(shù)，1997，（5）創(chuàng)新設(shè)計理論在機械設(shè)計中的應(yīng)用劉海清（中鋼設(shè)備有限公司北京100080）摘要：道

11、在日新，藝亦須日新，新者生機也；不新則死，創(chuàng)新是人類社會發(fā)展的動力源泉。機械制造行業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，創(chuàng)新的意義重大。文章論述了在機械設(shè)計中要實現(xiàn)創(chuàng)新，必須秉承創(chuàng)新設(shè)計理念，掌握創(chuàng)新的邏輯和思維，并運用科學的創(chuàng)新方法。關(guān)鍵詞：TIkIZ理論；創(chuàng)新設(shè)計；機械設(shè)計167企業(yè)研究Businessresearch總第390期第24期2011年12月一、機械設(shè)計中創(chuàng)新設(shè)計理論的含義從供給的角度來看，熊彼特認為創(chuàng)新實際上是對原有的結(jié)構(gòu)均衡

12、地創(chuàng)造性破壞，這種破壞過程往往預示著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進的趨勢。從需求的角度來看，創(chuàng)新代表著改變消費者從資源中獲得的價值和滿足。機械設(shè)計就是指依據(jù)市場和用戶的使用要求而對專用機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、加工鑄造方法和工藝要求等進行構(gòu)思、分析和計算，并將其歸納總結(jié)為定性和定量的描述的一系列過程。由此可知，機械設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計是指機械設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能等工作原理和參數(shù)的改進，也包括產(chǎn)品使用功能的完善

13、。機械設(shè)備不是冷冰冰的物體，它蘊含著人類生動豐富的情感和智慧。例如，我國早在東周時期就已發(fā)明了古代機器人。這些機器人不僅造型精巧，而且用途也很廣泛，有的會跳舞，有的會唱歌吹笙，有的會捉魚。唐代的機器人還用于生產(chǎn)實踐。在科學技術(shù)突飛猛進的現(xiàn)代社會，在機械設(shè)計中要更好地融入創(chuàng)新的理念，才能更好的服務(wù)社會。二、機械設(shè)計中實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計的途徑（一）機械設(shè)計中要有科學的質(zhì)疑精神人類的創(chuàng)新之舉從來都是艱辛的，主要的原因來自于理念的束縛。在創(chuàng)新的過程中

14、若無某種大膽的猜想，一般是不可能有知識的進展的。在科學研究中，是允許創(chuàng)造任何假說的，而且，如果它說明了大量的、獨立的各類事實，它就上升到富有根據(jù)的學說的等級。例如，瓦特發(fā)明蒸汽機的成就也源于其大膽的假設(shè)和論證。有一次，瓦特在修理一臺紐可門式蒸汽機時發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機的兩大缺點：活塞動作不連續(xù)而且慢；蒸汽利用率低，浪費原料。以后瓦特想既然紐可門蒸汽機的熱效率低是由蒸汽在缸內(nèi)冷凝造成的，那么為什么不能讓蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特由此產(chǎn)生了采用分離

15、冷凝器的最初設(shè)想。瓦特改進、發(fā)明的蒸汽機是對近代科學和生產(chǎn)的巨大貢獻，具有劃時代的意義。（二）機械設(shè)計中要有承擔風險的勇氣在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點。在科學創(chuàng)造的過程中往往面臨著巨大的風險，需要發(fā)明創(chuàng)造者付出驚人的努力，甚至是昂貴的代價。例如，上個世界法國制造的噴氣式飛機在研制了10多年之后遲遲不能產(chǎn)業(yè)化，最終功虧一簣，究其原因是該飛機在研制過程中始終不能解決飛機的超大噪聲問題，而這

16、一問題是致命的。更甚者，即使研究取得了一定成功，也要面對大眾的質(zhì)疑和譏諷。例如，愛迪生經(jīng)過千百次的失敗和無比的艱辛創(chuàng)造的電燈，在第一次向公眾展示時，雖然現(xiàn)場觀眾感到無比驚喜，但一些傳媒卻拒絕報道說這個發(fā)明是一種騙術(shù)，愚不可及。（三）機械設(shè)計中要掌握科學的理論和方法正確認識機械設(shè)計的特點。機械設(shè)計的特點是：（1）機械設(shè)計是一門交叉學科，融合了數(shù)學、物理學、電子信息學、化工學、人體心理學、測量學等學科知識；（2）部分設(shè)計工作為非數(shù)據(jù)性、非計

17、算性的，甚至是經(jīng)驗性的總結(jié)，設(shè)計的過程要從形象思維開始，綜合運用定向思維、反向思維、聯(lián)想思維、對比思維、發(fā)散思維、靈感思維、逆向思維等方式，然后經(jīng)過邏輯推理和判斷及相應(yīng)的綜合、分析與決策，而產(chǎn)生設(shè)計方案；（3）機械創(chuàng)新設(shè)計是多次反復、多級篩選的過程，各個設(shè)計階段內(nèi)容不同，組成一個聯(lián)動體。因此各階段的設(shè)計必須彼此關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)。機械設(shè)計創(chuàng)新的理論突破是創(chuàng)新的關(guān)鍵。TRIZ(發(fā)明問題解決原理)理論是目前國際上比較通用的設(shè)計理論。該理論是在分析了

18、大量專利的基礎(chǔ)上，形成的一門系統(tǒng)化創(chuàng)新的理論，是進行產(chǎn)品創(chuàng)新的有效工具。該理論在發(fā)電機、原子鐘、電冰箱、電熔爐、洗衣機、電視機、復印機、望遠鏡、汽車等機械設(shè)計中都得到了很好的應(yīng)用和驗證。在該理論的指導下，設(shè)計者在機械設(shè)計中可以針對具體的技術(shù)難題，創(chuàng)造性地解決問題。機械設(shè)計創(chuàng)新主要側(cè)重于以下方面：(1)注重改進產(chǎn)品的功能和質(zhì)的提高，按照產(chǎn)品工學原理，賦予老產(chǎn)品以新的功能、新的用途；(2)注重產(chǎn)品外形和色彩的美觀性，增加消費者的個性體驗，滿

19、足內(nèi)心的審美需求；(3)堅持成本節(jié)約和質(zhì)量提高并重原則實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，采用新材料、新方法、新技術(shù)，降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品競爭力。機械設(shè)計創(chuàng)新的方法包括：(1)根據(jù)已有的科學原理進行技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新。就是將現(xiàn)有的理論性的成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的科技成果，也就是實現(xiàn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化。(2)在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進行技術(shù)革新、技術(shù)改造。工作和實踐中在已有技術(shù)原理的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品的樣式外型、特性和功能，進行技術(shù)革新和改造，以研制出形態(tài)好、功能多、

20、效率高成本低、使用方便的新產(chǎn)品、新方法、新工藝、新材料。(3)吸收和借鑒其他領(lǐng)域的研究成果，豐富機械設(shè)計的科技內(nèi)涵。(4)引進國外技術(shù)，進行吸收消化，取其精華去其糟粕，從而進行技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和知識升級。四、結(jié)語綜上所述，在科技發(fā)展日新月異的時代距離已經(jīng)消失，競爭優(yōu)勢的秘密在于創(chuàng)新，這在現(xiàn)在比歷史上的任何時候都更明顯，工業(yè)創(chuàng)新是實現(xiàn)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略需要。這就要求在機械設(shè)計創(chuàng)新的過程中正確理解機械設(shè)計創(chuàng)新的內(nèi)涵，借鑒國內(nèi)外的先進理論

21、，學百家之長，自主創(chuàng)新，推進產(chǎn)業(yè)升級和工業(yè)復興。參考文獻[1]黃萬王東林機械設(shè)計中的創(chuàng)新[J]機械設(shè)計與制造，2004，（5）[2]沈惠平機械創(chuàng)新設(shè)計及其研究[J]機械科學與技術(shù)，1997，（5）創(chuàng)新設(shè)計理論在機械設(shè)計中的應(yīng)用劉海清（中鋼設(shè)備有限公司北京100080）摘要：道在日新，藝亦須日新，新者生機也；不新則死，創(chuàng)新是人類社會發(fā)展的動力源泉。機械制造行業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，創(chuàng)新的意義重大。文章論述了在機械設(shè)計中要實現(xiàn)創(chuàng)新，必