創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論在機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)中創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論的含義從供給的角度來看，熊彼特認(rèn)為創(chuàng)新實(shí)際上是對(duì)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(yù)示著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的趨勢(shì)。從需求的角度來看，創(chuàng)新代表著改變消費(fèi)者從資源中獲得的價(jià)值和滿足。機(jī)械設(shè)計(jì)就是指依據(jù)市場(chǎng)和用戶的使用要求而對(duì)專用機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、加工鑄造方法和工藝要求等進(jìn)行構(gòu)思

2、、分析和計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指機(jī)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(jìn)，也包括產(chǎn)品使用功能的完善。機(jī)械設(shè)備不是冷冰冰的物體，它蘊(yùn)含著人類生動(dòng)豐富的情感和智慧。例如，我國(guó)早在東周時(shí)期就已發(fā)明了古代機(jī)器人。這些機(jī)器人不僅造型精巧，而且用途也很廣泛，有的會(huì)跳舞，有的會(huì)唱歌吹笙，有的會(huì)捉魚。唐代的機(jī)器人還用于生產(chǎn)實(shí)踐。在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的現(xiàn)代社會(huì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中要更好地融入創(chuàng)新的

3、理念，才能更好的服務(wù)社會(huì)。二、機(jī)械設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的途徑（一）機(jī)械設(shè)計(jì)中要有科學(xué)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(shí)的進(jìn)展的。在科學(xué)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(dú)立的各類事實(shí)，它就上升到富有根據(jù)的學(xué)說的等級(jí)。例如，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)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(tái)紐可門式蒸汽機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的兩大缺點(diǎn)：

4、活塞動(dòng)作不連續(xù)而且慢；蒸汽利用率低，浪費(fèi)原料。以后瓦特想既然紐可門蒸汽機(jī)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(jìn)、發(fā)明的蒸汽機(jī)是對(duì)近代科學(xué)和生產(chǎn)的巨大貢獻(xiàn)，具有劃時(shí)代的意義。（二）機(jī)械設(shè)計(jì)中要有承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的勇氣在科學(xué)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(dá)到光輝的頂點(diǎn)。在科學(xué)創(chuàng)造的過程中往往面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，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(jià)。例如，上個(gè)世界法國(guó)制造的噴氣式飛機(jī)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(jī)在研制過程中始終不能解決飛機(jī)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(duì)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(shí)，雖然現(xiàn)場(chǎng)觀眾感到無比驚喜，但一些傳媒卻拒絕報(bào)道說這個(gè)發(fā)明是一種騙術(shù)，愚不可及。（三）機(jī)械設(shè)計(jì)中要掌握科學(xué)的理論和方法正確認(rèn)識(shí)機(jī)械

6、設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：（1）機(jī)械設(shè)計(jì)是一門交叉學(xué)科，融合了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子信息學(xué)、化工學(xué)、人體心理學(xué)、測(cè)量學(xué)等學(xué)科知識(shí)；（2）部分設(shè)計(jì)工作為非數(shù)據(jù)性、非計(jì)算性的，甚至是經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)，設(shè)計(jì)的過程要從形象思維開始，綜合運(yùn)用定向思維、反向思維、聯(lián)想思維、對(duì)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(jì)方案；（3）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是多次反復(fù)、多級(jí)篩選的過程，各個(gè)設(shè)計(jì)階段內(nèi)容不同，組成

7、一個(gè)聯(lián)動(dòng)體。因此各階段的設(shè)計(jì)必須彼此關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)。機(jī)械設(shè)計(jì)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(guó)際上比較通用的設(shè)計(jì)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(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新的有效工具。該理論在發(fā)電機(jī)、原子鐘、電冰箱、電熔爐、洗衣機(jī)、電視機(jī)、復(fù)印機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、汽車等機(jī)械設(shè)計(jì)中都得到了很好的應(yīng)用和驗(yàn)證。在該理論的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)者在機(jī)械設(shè)計(jì)中可以針對(duì)具體的技術(shù)難題，創(chuàng)造性地解決問題。機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新

8、主要側(cè)重于以下方面：(1)注重改進(jìn)產(chǎn)品的功能和質(zhì)的提高，按照產(chǎn)品工學(xué)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(fèi)者的個(gè)性體驗(yàn)，滿足內(nèi)心的審美需求；(3)堅(jiān)持成本節(jié)約和質(zhì)量提高并重原則實(shí)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(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的方法包括：(1)根據(jù)已有的科學(xué)原理進(jìn)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(shí)的科技成果，也就是實(shí)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(jìn)行技術(shù)革新、技術(shù)改造。工作和實(shí)踐中在已有技術(shù)原理的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的樣式外型、特性和功能，進(jìn)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(jī)械設(shè)計(jì)的科技內(nèi)涵。(4)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，進(jìn)行吸收消化，取其精華去其糟粕，從而進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和知識(shí)升級(jí)。四、結(jié)語綜上所述，在科技發(fā)展日新月異的時(shí)代距離已經(jīng)消失，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的

10、秘密在于創(chuàng)新，這在現(xiàn)在比歷史上的任何時(shí)候都更明顯，工業(yè)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略需要。這就要求在機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的過程中正確理解機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的內(nèi)涵，借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)理論，學(xué)百家之長(zhǎng)，自主創(chuàng)新，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和工業(yè)復(fù)興。參考文獻(xiàn)[1]黃萬王東林機(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新[J]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2004，（5）[2]沈惠平機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)及其研究[J]機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，1997，（5）創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論在機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)也；不新則死，創(chuàng)新是人類社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力源泉。機(jī)械制造行業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，必須秉承創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，掌握創(chuàng)新的邏輯和思維，并運(yùn)用科學(xué)的創(chuàng)新方法。關(guān)鍵詞：TIkIZ理論；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)167企業(yè)研究Businessresearch總第390期第24期2011年12月一、機(jī)械設(shè)計(jì)中創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論的含義從供給的角度來看，熊彼特認(rèn)為創(chuàng)新實(shí)際上是對(duì)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(yù)示著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的趨勢(shì)。從需求的角度來看，創(chuàng)新代表著改變消費(fèi)者從資源中獲得的價(jià)值和滿足。機(jī)械設(shè)計(jì)就是指依據(jù)市場(chǎng)和用戶的使用要求而對(duì)專用機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、加工鑄造方法和工藝要求等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指機(jī)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(jìn)，也包括產(chǎn)品使用功能的完善

13、。機(jī)械設(shè)備不是冷冰冰的物體，它蘊(yùn)含著人類生動(dòng)豐富的情感和智慧。例如，我國(guó)早在東周時(shí)期就已發(fā)明了古代機(jī)器人。這些機(jī)器人不僅造型精巧，而且用途也很廣泛，有的會(huì)跳舞，有的會(huì)唱歌吹笙，有的會(huì)捉魚。唐代的機(jī)器人還用于生產(chǎn)實(shí)踐。在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的現(xiàn)代社會(huì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中要更好地融入創(chuàng)新的理念，才能更好的服務(wù)社會(huì)。二、機(jī)械設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的途徑（一）機(jī)械設(shè)計(jì)中要有科學(xué)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(shí)的進(jìn)展的。在科學(xué)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(dú)立的各類事實(shí)，它就上升到富有根據(jù)的學(xué)說的等級(jí)。例如，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)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(tái)紐可門式蒸汽機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的兩大缺點(diǎn)：活塞動(dòng)作不連續(xù)而且慢；蒸汽利用率低，浪費(fèi)原料。以后瓦特想既然紐可門蒸汽機(jī)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(jìn)、發(fā)明的蒸汽機(jī)是對(duì)近代科學(xué)和生產(chǎn)的巨大貢獻(xiàn)，具有劃時(shí)代的意義。（二）機(jī)械設(shè)計(jì)中要有承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的勇氣在科學(xué)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(dá)到光輝的頂點(diǎn)。在科學(xué)創(chuàng)造的過程中往往面臨著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，需要發(fā)明創(chuàng)造者付出驚人的努力，甚至是昂貴的代價(jià)。例如，上個(gè)世界法國(guó)制造的噴氣式飛機(jī)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(jī)在研制過程中始終不能解決飛機(jī)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(duì)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(shí)，雖然現(xiàn)場(chǎng)觀眾感到無比驚喜，但一些傳媒卻拒絕報(bào)道說這個(gè)發(fā)明是一種騙術(shù)，愚不可及。（三）機(jī)械設(shè)計(jì)中要掌握科學(xué)的理論和方法正確認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：（1）機(jī)械設(shè)計(jì)是一門交叉學(xué)科，融合了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子信息學(xué)、化工學(xué)、人體心理學(xué)、測(cè)量學(xué)等學(xué)科知識(shí)；（2）部分設(shè)計(jì)工作為非數(shù)據(jù)性、非計(jì)

17、算性的，甚至是經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)，設(shè)計(jì)的過程要從形象思維開始，綜合運(yùn)用定向思維、反向思維、聯(lián)想思維、對(duì)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(jì)方案；（3）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是多次反復(fù)、多級(jí)篩選的過程，各個(gè)設(shè)計(jì)階段內(nèi)容不同，組成一個(gè)聯(lián)動(dòng)體。因此各階段的設(shè)計(jì)必須彼此關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)。機(jī)械設(shè)計(jì)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(guó)際上比較通用的設(shè)計(jì)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(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新的有效工具。該理論在發(fā)電機(jī)、原子鐘、電冰箱、電熔爐、洗衣機(jī)、電視機(jī)、復(fù)印機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、汽車等機(jī)械設(shè)計(jì)中都得到了很好的應(yīng)用和驗(yàn)證。在該理論的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)者在機(jī)械設(shè)計(jì)中可以針對(duì)具體的技術(shù)難題，創(chuàng)造性地解決問題。機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新主要側(cè)重于以下方面：(1)注重改進(jìn)產(chǎn)品的功能和質(zhì)的提高，按照產(chǎn)品工學(xué)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(fèi)者的個(gè)性體驗(yàn)，滿

19、足內(nèi)心的審美需求；(3)堅(jiān)持成本節(jié)約和質(zhì)量提高并重原則實(shí)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(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的方法包括：(1)根據(jù)已有的科學(xué)原理進(jìn)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(shí)的科技成果，也就是實(shí)現(xiàn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化。(2)在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新、技術(shù)改造。工作和實(shí)踐中在已有技術(shù)原理的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的樣式外型、特性和功能，進(jìn)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(jī)械設(shè)計(jì)的科技內(nèi)涵。(4)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，進(jìn)行吸收消化，取其精華去其糟粕，從而進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和知識(shí)升級(jí)。四、結(jié)語綜上所述，在科技發(fā)展日新月異的時(shí)代距離已經(jīng)消失，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的秘密在于創(chuàng)新，這在現(xiàn)在比歷史上的任何時(shí)候都更明顯，工業(yè)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略需要。這就要求在機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的過程中正確理解機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的內(nèi)涵，借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)理論

21、，學(xué)百家之長(zhǎng)，自主創(chuàng)新，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和工業(yè)復(fù)興。參考文獻(xiàn)[1]黃萬王東林機(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新[J]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2004，（5）[2]沈惠平機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)及其研究[J]機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，1997，（5）創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論在機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)也；不新則死，創(chuàng)新是人類社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力源泉。機(jī)械制造行業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，必