摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。工程机械是19世纪工业革命的产物，历经两百多年的发展，行业水平是一个国家综合实力的外在表现，种类和质量直接影响着现代化发展建设。工程机械企业对工业设计的认知和投入力度普遍增强，届此提升产品价值的观念得到高度认同。工程机械作为高端复杂装备，具有复杂、专业和特殊等性质，其工业设计亦不同于其他产品。本文就机械工程设计中创新思维的运用展开探讨。
关键词：机械工程设计；创新思维；运用
引言
经济全球化下的经济竞争是激烈的，要在激烈的竞争环境中继续生存和发展，就必须找到经济发展的方向，机械工程设计中运用创新思维可以助推经济发展。毋庸置疑，我国的机械工程设计在实践中取得了进步，但是在发展的过程中还存在不少问题，所以，要对机械工程设计进行分析，找到促进机械工程设计发展的方法，在机械工程设计中融入创新思维会使机械工程设计取得大的发展，并为我国的经济发展提供新动能。
1 工程机械发展背景
工程机械的起源可追溯到19世纪欧洲工业革命期间，基础技术的成熟，需求空间的增加，为提高工作效能而发明的工程机械产品应运而生。此后，工程机械的发展经历了两次高峰。第一次高峰出现在19世纪末至20世纪初，基础设施建设成倍增长，新技术新方法不断涌现，诞生了以凯斯（CASE）、卡特彼勒（CATERPILLAR）、沃尔沃（VOLVO）、悍马（HAMM）、小松（KOMATSU）、川崎（KAWASAKI）等为代表的国际上第一批工程机械企业。第二次发展高峰出现在第二次世界大战结束后，战后重建对工程机械设备的需求增大，部分企业由战时生产军用设备转为制造民用产品。此期间出现了以戴纳派克（DYNAPAC）、杰西博（JCB）、宝马格（BOMAG）等为代表的新兴工程机械企业。在经历了两次发展高峰之后，工程机械行业进入了稳定发展阶段。进入21世纪以来，中国工程机械企业在国际市场崭露头角，涌现出了徐工集团、国机重工、三一集团、中联重科等国际一流制造商。国内工程机械行业发展时间短且速度快，前期仅仅重视技术引进的指导思想，制约了产品工业设计的同步发展。国内工程机械行业得到了极大发展，技术层面已相当成熟趋同，企业之间通过技术竞争难以拉开差距，工业设计却成为新的核心竞争力。
2 机械工程设计中的创新型思维
（1）联想类比法。联想类比法包括相似类比法、移植法和仿生法。相似类比法是指在设计过程中要对相似的结构、功能、原理、动作形式进行对比，再对系统进行分解，找到内部相似的部分，利用创新思维将相似部分进行改进，在改进之后创造出自己的特色，实现资源的有效配置。移植法是指将其它领域的技术进行移植，创造出新的技术，利用这种技术可以提高效率。仿生法是指仿照现有生物的一种方法，可以利用这种技术实现比较难的操作。（2）组合创新法。组合创新法一般有2种类型：模块组合法和形态矩阵法。模块组合法的结果是最后要把相似的结构、功能的部件划分在一起，在产品制造中当产品出现了问题的时候只需要把部分坏的零件进行更换。这样就可以节省成本，提高资源的效率。形态矩阵法是指把复杂的问题进行归类处理，化繁为简，把复杂的问题进行简单化，降低故障处理的困难。（3）推理思维法。推理思维法包括提问法、反面求索法、缺点列举法、系统分析法4种类型。提问法顾名思义就是对产品进行综合分析的提问，提出关于产品的一些针对性问题，例如：产品在使用中是否存在问题；产品在制作过程中是否存在问题；产品的成本是否可以再降低；产品的设计是否还需要改进。通过提问能使设计者考虑自己在设计上的不足，设计者可以再对设计进行改进。
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3 机械设计中的注意事项
3.1 产品设计环节
对于机械产品的优化主要在以下几个方面：（1）先大致了解并且具体掌握机械制造的完整流程，同时对于每一个零部件进行可靠性分析，进而推断出整体机械工程产品的可靠性能，并且以推测结果为基础进行指标设计。（2）进行指标分配，为了满足各个部件之间可靠性指标的要求，需要将机械制造的产品整体性能都分配到各个零部件之中。可靠性分配环节一般而言有再分配、比例分配以及等分配等多样的评分方法。对于单个零部件的设计过程，为了确保该零部件能够满足国家制定的标准规格，需要进行严格的比对和审查，确保机械工程的整体可靠性能。可靠性实验也是相当必要的，尤其是关键部位的零部件需要对其进行可靠性检测试验。对于可能出现问题的地方需要进行调整，直到其能够满足可靠性能的优化设计要求。
3.2 广泛使用微机技术
计算机技术与微机技术的关系十分密切，工业机器人、数字化技术的积极使用推动了机械产业、机械行业的发展和进步，并完成了传统劳动密集型产业的替代。计算机技术精度高、响应快，主要被应用于驱动控制。比如各种各样的工业机器人。机器人控制简单、结构简单，在机械制造装配、焊接中应用十分广泛。并且还有一些机器人凭借着较高的精度、较强的刚度在机床行业中得到了启用。微机技术还能够在传感器领域中发光发热。简单的结构与较高的灵敏度是人们追捧的主要原因。
3.3 机械设计中模块化设计技术的应用
模块划分是否合理，是整个模块化设计能否成功的核心所在。下面以数控立式车床模型为例进行展开说明。（1）划分数控立式车床模块的基本原则。依据当前的立式车床的模块化要求及结构形式，模块划分的基本原则为：将处于独立状态的功能单元当作模块，也就是针对那些已经被分解的功能单元，在具体结构上，尽量使其独立化；针对此种模块而言，不仅更容易拼组，而且搭配起来也比较方便，因而能够为多种变形产品的构成提供便利；而如果是将部件当作模块，那么此种模块的完整性更为突出，因而可以更好的保障装配质量；如果将组件当作模块，当对功能进行分解与细化之后，还能根据现实需要，以一些组件为对象，展开有目的性的处理。这与对整个部件进行更换相比，不仅更加灵活，而且还经济。在划分模块时，还需围绕机床大件，做好对此方面的模块化处理，需要做到规范、合理，方便分离与连接。（2）划分数控立式车床的模块。在操作过程中，通过对总功能进行严格化分解，可知道，在现实当中，无论是某些功能，还是单个功能，均与一些功能模块处于对立或对应状态。也就是说，如果借用其中的单一模块，便可实现或达成某一功能，那么便是一一对应的关系；如果由若干模块来达成某一功能，那么便是单对多的关系；如果由一个模块来构成某些功能，那么便是多对单的关系。对于数控立式车床来考量与研究，可将其进行细致划分，不仅有监测模块、辅助模块，而且还有支承模块、传动模块及执行模块等，另外，还能持续细分，形成庞大体系的功能模块。还需要指出的是，通过分析同一功能模块，因在结构及用途上存在差异，因而可从中获得接口相同的结构模块，依据结构模块的不同组合，来获取不同性能或各种用途的数控立式车床产品。
结语
要在机械工程设计上实现创新就要求设计者不仅要提高设计水平，更要秉承创新思维，并与现代高新技术融合，进行机械工程设计，以加快我国机械工程的发展，为我国的经济发展提供新动能。
参考文献：
[1]昝晓阳.浅议机械工程设计中的创新型思维的运用[J].内燃机与配件，2018（9）：238-239.
[2]陈景宇，梁文华.浅谈在机械工程设计中运用创新思维的重要作用[J].山东工业技术，2018（2）：178.
论文作者:张健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
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