机械创新设计三大设计方法

浅谈常规、现代和创新设计的关系

【摘要】机械设计是为了满足机器的某些特定功能要求而进行的创造过程，即应用新的原理或新的概念，开发创造出新的产品，或对现有机器的局部进行创造性改革。设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。设计的方法包括常规设计、现代设计、创新设计，他们之间有区别，也有联系。只要了解三种设计方法的特点，并相互配合运用，才能将机械设计出的产品性能达到最高。本文通过生活一些具体的实例分析，论述了机械常规、现代和创新设计的关系。

【关键词】机械设计常规设计现代设计创新设计

1引言

在当今机械设计方法中，可以分为正向设计和反向设计，正向设计可以分为常规设计和现代设计，创新设计用于反向设计比较多。这三种设计有区别也有共性。设计在现代生活中无处不在，它从很多方面都改变了我们的生活，而我们的理念也在帮助我们完善我们的设计方法，于是我们在设计一个物品便比较不同的方法，力求找到最好的设计方案。

2 机械设计的三种方法的特点

2.1 常规设计

常规设计方法又称传统设计方法，其发展过程包含三个阶段：

（1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。

(2)经验设计阶段随着生产的发展 单个手工艺人的经验或其头脑中的构

思已很难满足这些要求。于是，手工艺人联合起来，互相协作。一部分经验丰富

的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。

（3）半理论半经验设计阶段 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。依据这套方法进行机电产品设计称为

传统设计。

2.2 现代设计

现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是传统设计的深入、丰富和完善。随着设计实践经验的积累，设计理论的发展以及科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，设计工作包括机械产品的设计过程产生了质的飞跃。为区别过去常用的传统设计理论与方法，人们把这些新兴理论与方法称为现代设计。“现代设计技术”就是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最有为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。但是在强调现代设计方法时，不可忽略常规设计方法的重要性，运用现代设计理念进行的机械设计，现代设计方法从不同的角度深化了机械设计，提高了产品的质量，也降低了产品的成本。

现代设计不仅指设计方法的更新，也包含了新技术的引入和产品的创新。目前现代设计方法所指的新兴理论与方法主要包括优化设计、可靠性设计、设计方法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、

并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲

劳设计、三次设计、摩擦学设计、绿色设计等。

2.3创新设计

创新性设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思，设计出具有新颖性的，创造性及实用性机械产品的一种实践活动。创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖而且独特的设计。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新发六种。

创新设计没有局限性，创新成果是知识、智慧、勤奋和灵感的结合，生活中

一些看似很简单的机械都是机械创新设计的结果。

2.4机械三大设计方法的特点

(1)约束性

机械系统设计是在多种因素的限制和约束下进行的，其中包括科学、技术、经济等发展状况和水平的限制，也包括生产厂家所提出的特定要求和条件，同时还涉及环境、法律、社会心理、地域文化等因素。这些限制合要求构成了一组边界条件，形成了设计人员进行谋划和构思的“设计空间”。

(2)多解性

一般来说，解决同一技术问题的办法是多种多样的，要满足一定目的的设计方案通常也并不唯一的，任何设计对象本身都是包括各种因素构成的功能系统，其参数的选择、尺寸的确定、结构形式的构思等都有很强的可选择性，有很大的思维空间。

(3)相对性

设计结论或结果都是相对准确的，而不是绝对完备的。比如，利用优化技术对某一系统进行求解，其结果也只是近似的，得到该系统的局部最优化或全局最优化，而且模型的建立会因人而异，也可能因条件而异，其结果都会有差异。同时，设计者还会经常处于一种相互矛盾的情境之中，比如既要降低成本，又要增加安全性、可靠性等。这种相互矛盾的要求给设计工作增加了难度，加上事先难

以预料的影响，使得设计者在对设计方案的选择和判定时，只能做到一定条件下的相对满意和最佳。

3三大设计方法的联系与区别

3.1联系

常规设计方法是一切方法的基础。现代设计方法是在常规设计方法基础上，提高设计效率，产品的可靠性和质量的设计方法。创新设计的要素是强调创造性

的设计思维，其结果具有巨大效益。

3.2区别

现代设计与常规设计相比较有几个不同点：

a. 现代设计更具系统性。现代设计把设计对象看做一个系统，同时考虑系统与外界的联系，用系统的工程概念进行分析与综合进行设计。

b. 现代设计更具综合性。现代设计在设计过程中，综合考虑，分析市场需求，设计，生产，管理，使用，销售给方面的因素。

c. 现代设计更具程式性。现代设计要求设计者从产品规划，方案设计，技术设计，施工设计，试制，按步骤有计划的进行设计。

创新设计与常规设计，现代设计相比，则更有独创性，实用性，突破性，多向性，连动性，突变性。

1、独创性体现为敢于提出与前人，众人不同的见解，敢于打破一般思维的常规惯性，寻找更合理的新原理，新机构，新功能，新材料，独创性能使设计方案标新立异，不断创新。

2、实用性体现在对市场的适应性和可生产型两方面。

3、突破性则是敢于克服心理上的惯性，从思维定式的框框中解脱出来，善于从新的技术领域中接受有用的事物，提出新原理，创造新模式，贡献新方法，为工程技术问题打开新局面。

4、多向性则表现为从不同的角度考虑问题，这是创新设计的重要特征。

4总结

通过撰写这次论文，我了解了一般科技论文的格式和收集信息的方法。在收集资料过程中，我们必须清楚地知道哪些信息是我们需要的，哪些内容是我们已经掌握的，并学会将它们综合整理到论文中。科技论文看似简单，其实是一个繁琐的过程，需要一定的耐心才能完成。

三个设计各有侧重，各有特点，常规设计以其他设计的基础，我们应该扎扎实实打好基础，不能因为其效率低而完全摒弃它，而应该在学习它的过程中透彻的理解机械设计的基本原理，只有这样，才能为其他两个设计打好基础。

作为一名当代的大学生，学会一些基本的工程方法和应用软件是很有必要的，因此，现代设计也必须是我们不可忽视的一方面，因为创新设计虽然极大地提高了生产效率，但真正能够完成创新设计的人毕竟是有限，社会更多的时候是需要我们用计算机软件提高常规设计的效率，完成现代设计。创新设计的作用更是不可小窥，世界进入知识经济时代后，创新能力的大小已经成为一个国家综合国力强弱的重要因素，在国际竞争中，国防、工业、农业等领域的竞争越来越表现为科学技术能力和人才的竞争，特别是创新型人才的竞争，我们青少年应努力学习科学文化知识，并培养自己的创新意识，早日为祖国的现代化建设奉献一份自己的力量。

5参考文献

【1】张春林主编，机械创新设计.北京：机械工业出版社，2007.9.

【2】沈惠平，机械创新设计及其研究.机械科学与技术，1997（5）：791-795. 【3】https://www.360docs.net/doc/f211651365.html,/view/3fb46c3b5a8102d276a22fdf.html