摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，机械工程的应用也越来越广泛。将创新思维运用到机械设计中，可以提高产品的竞争力，创造出更多的经济效益以及社会价值。例举几种有代表性的创新思维，分析械设计中创新思维的应用。
关键词：创新思维；机械工程设计；作用
引言
在激烈的市场竞争下，企业想寻求发展必须增强自身产品的市场竞争力，否则就会在与同行的竞争中倒下。企业需要不断优化与完善自身的产品，机械结构创新设计则是企业增强产品竞争力的重要方面之一。只有不断的创新自己的产品，才能让企业在市场竞争中持续的发展。
1传统机械工程设计
机械设计已经发展了百余年，现阶段机械设计领域的良好发展，是不断进步的成果。早期机械设计受各方面条件限制，如落后的生产条件以及经济能力，使机械设计处于无法前进的局面。一些技术人员有着不错的技能水平以及实践能力，可以提升机械设计的速度，但受传统观念的限制，机械设计过程中出现诸多问题，前期机械设计发展缓慢，在实际生产中创造出的经济效益也非常有限。传统的机械设计步骤非常复杂，首先需要市场调研人员借助各类工具，了解客户的需求，结合市场的需求对设计中容易出现的问题进行预测总结，将整理好的问题，以及解决方案进行审查，制作成策划案。最后是将方案分发给有关人员，对方案进行分析以及评价，提升设计方案的认可度以及权威性。在这个过程中，市场调研、模型建立、探讨分析等环节相互关联，设计方案并不是在严格数据的基础上建立起来的，还需要降低设计风险值。
2机械创新设计
机械创新设计指设计者利用已有的相关科技成果，进行创新构思，评价，发挥其创造力，设计出具有实用性，新颖性的机械产品的一种实践活动。它是以机械设计为基础，吸取设计方法学、思维科学等相关科学的有益成分，进行交叉融合而成的一种新型设计技术和方法。机械创新设计的特点：（1）基于知识和经验的积累，运用发散思维与创造性相结合的方法进行思考、推理、判断；（2）是多门科学技术的交叉、渗透、融合；（3）是经验、想象力与灵感的交汇、碰撞；（4）机械创新设计是一个反复进行的过程。经过反复、多级筛选方可获得较优方案。各个阶段之间紧密相关，形成一个部分与整体统一的密不可分的系统设计。
3创新思维在机械设计中的运用
3.1智力思维法
一般情况下，智力思维法是抓住瞬间的灵光一闪，或是潜意识中的新想法，再者是针对一个确定的目标，组织相关的专家一同探讨。专家会议通常是围绕某个课题展开探讨，会上专家可以自由发言，思维碰撞，尽可能激发思路。思路越多对创新设计就越有利，提出的方案就越多，相互之间可以取长补短，形成创新连锁反应，进而取得创新成果。在智力思维法的实际应用中，短时间内探讨一些专业性极强的创新项目，会取得非常好的效果，也是一种常用的创新设计方法。
3.2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。
3.3变元法
（1）材料变元。在机械结构设计过程中，不同的材料的性能各不相同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆往往要考虑材料的硬度、表面处理方式、加工性能、价格、原材料、耐磨性、熔点、耐腐蚀性及其他众多物理、化学性能。往往会针对不同的客户需求，因交期、价格、性能等因素，需要对机械结构改进、创新，而材料变元法往往是优化的主要方法之一。随着我国工业的发展，常见金属和非金属材料的普及化，更多的应用场合可以有多种材料相互替代。通过对各种金属材料和非金属材料的特性对比与分析，选取合适的材料达到创新的结构设计。（2）位置变元。在产品结构的创新优化过程中，往往通过改变一个特征或者零件的位置，能达到很好的优化设计。通过零部件或特征的位置变元，使产品结构变化，可以得到更好的结构空间。位置变元也可以改变受力产品的受力情况，使得产品达到更优化的方案。（3）数量变元在产品零件的选用过。过程中，成本设计也是每个机械设计师要考虑的重要因素之一。低成本部件的数量的增加可以增强机械强度，通过低成本零部件数量的增加提高产品的性能，可以降低其他配套高成本零部件的数量。在装配设计过程中，螺栓的选用是设计工作的一个重要部分，可以通过优化螺栓的种类的数量，达到装配的创新。为了装配的便捷性，提高装配工人的装配效率，机械设计师往往会通过减少螺栓种类数量的方法，减少安装工具种类数量，减少螺栓统一安装螺栓预紧力数值。与此同时，品类的数量变元，还会在原材料的采购、物料的仓储运输、产品的维护等方面起到至关重要的作用。
3.3联想类比法
①相似类比法。是在工程技术中，对结构、性能及工艺相似的系统或者部件展开分类，分类的基础上进行分析分解，找到其中相似的单元进行优化综合。在相似类比分析中，要结合实际需求，对分类后形成的单元进行组合及优化，在其中运用新科技，形成新技术以及新事物。如在设计中结合齿轮啮合原理，发明同步齿形传动技术，经过对人与动物进行相似类比，可以设计一些动物的运动方式，转变为产品功能，如根据螃蟹钳爪，设计出蟹爪装载结构；②移植法。是将其他方面的技术移植到机械产品中，如物理学的激光技术可以移植到机械产品，设计出激光切割机；③仿生法。模仿人类设计出的机器人，就是仿生法的应用。在机械设计中，联想类比法需要一定的经验以及专业知识，同时有广泛的应用。
3.4加强对专业人才培养的环境与条件的建设
学生综合素质的培养离不开较好的教学条件与环境，学校要逐渐建立教学管理制度，使教学条件得以改善。学校要整合各种教学资源，发挥学生参加科技创新的积极性，使其实践和创新能力得以培养。学校应该重视科技宣传活动与设计大赛，使学生感知科技创新的氛围，给他们提供更多的锻炼机会。在评价学生时，其评价机制应该多种多样，要重视其基础知识的评价，还要评价综合能力，使他们得到全面的发展。
3.5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。
结语
综上所述，在机械设计中，创新思维是非常重要的因素，创新思维在机械设计中的应用，可以提升机械设计的整体水平，打破以往机械设计的限制，提升机械设计的科学性及创造力，促进工业发展的整体水平。
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论文作者:李敬涛
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
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