前言：中文期刊網精心挑選了機械產品創新設計范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
機械產品創新設計范文1
Abstract: The paper mainly discusses the concept of green machinery products innovation design and its design principle, feature and methods.
Key words: green；mechinary products；innovation design
中圖分類號：TH122文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）33-0263-02
1綠色機械創新設計
1.1 綠色設計綠色設計是指借助產品生命周期中與產品相關的技術信息、環境協調性信息、經濟信息等，利用并行設計等各種先進的設計理論，使設計出的產品具有先進的技術性、良好的環境協調性以及合理的經濟性的一種系統設計方法。綠色設計要求產品具有以下屬性：節能、可拆卸和可維修性、產品報廢后的可回收和可再利用、不含有害物質、廢棄物的處理過程經濟或不會對環境、安全和身體健康造成危害等。
1.2 創新設計創新設計，要求設計者充分發揮創造性思維，吸收最新科技成果，運用現代設計理論和方法，設計出更具競爭力的新穎產品。機械產品創新設計類型可分為三種：原創設計、變異設計和反求設計?，F代公司必須致力于開發新產品，必須學習如何有效的創新，從產品概念到投放市場，都必須融合新的“設計”。產品設計可以看成是一種以解決問題為直接目標的活動，需要一系列復雜而系統的努力，包括：提出拓展設計概念，修改細節，評價合理的解決方案等。
1.3 綠色創新設計綠色創新設計是綠色設計與創新設計互相交合后產生的一種具有綠色特點的創新設計。目前產品開發中，有的綠色設計是創新設計，有的綠色設計不是創新設計；綠色設計與創新設計不應互為排斥，而要互相交合，形成綠色設計中有創新設計，創新設計中有綠色設計，構成綠色創新設計。綠色創新設計是綜合考慮環境影響和資源效率，應用創造性思維，進行創新設計的一種方法。
2綠色創新設計原則
2.1 生態效益最好原則綠色設計強調不論是在產品制造過程中，還是在產品使用過程中，都要求產品對周圍環境“零污染”。這就要求在設計過程中盡量選擇低污染的材料及零部件，避免選用有毒、有害和有輻射性的材料；設計能源消耗少的產品，減少對材料和資源的需求，保護地球的礦物資源。噪聲也是一種環境污染，影響到人體健康。隨著環保意識的增強，人們對環境要求越來越苛刻，低噪聲設計日趨重要。從設計上就考慮產品的生態平衡性，應用綠色設計理念，是一種從源頭上控制污染的有效策略。
2.2 經濟效益最好原則設計的機械零件既要功能滿足客戶要求，又要成本低廉?？紤]經濟最佳性必須從設計和制造兩個方面上入手。設計上保證合理的原理方案，選用正確的材料；制造上考慮零件的加工工藝性和裝配工藝性。
2.3 安全可靠原則安全可靠是機械產品品質的保證，必須確定零件在強度、剛度、耐磨性、穩定性及熱平衡性上滿足設計要求。對于重型機械，一般要求有自鎖裝置和保險裝置，以確保操作員人身安全。
2.4 人機工程學原則綠色設計倡導“以人為本”，進行人性化設計，實現對人體的良好保護。通過研究組成人機系統的人和機器的相互關系，以提高整個系統的工作效率，并使“人一機器一環境”相互協調，以求達到人的能力與作業活動要求相適應，創造高效、舒適、安全的勞動條件。機器外觀造型應比例協調、大方，給人以時代感和美感，色彩要和產品功能相適應。如醫療器械要用淺色，給人以衛生、安靜感；冰箱、制冷器要用冷色，給人以清涼感。綠色設計與傳統設計的根本區別在于：綠色設計要考慮產品的整個生命周期，從產品的構思開始，在產品的結構設計、零部件的選材、制造、使用、報廢和回收利用過程中對環境、資源的影響，希望以最小的代價實現產品“從搖籃到再現”的循環。綠色設計綜合考慮環境因素和資源利用率等。
3綠色創新設計的特點
3.1 體現綠色設計理念基于綠色原型的創新設計所依賴的設計實施技術方法群是建立在綠色設計的理論基礎上，設計者充分利用創造原理，發揮創新性思維，以尋找產品設計的創新點。其重點表達產品在制造、使用和回收利用的過程中可能造成的對環境的污染及資源的過分消耗。
3.2 面向產品全生命周期進行設計傳統設計方法局限于考慮產品在使用過程中具有的功能屬性(使用功能)，設計者缺乏環境保護意識。在基于綠色原型的創新設計中，強度方案設計是基于產品全壽命周期，通過分析產品在設計、生產、使用和再利用整個過程可能造成的對人和周圍環境的影響。
3.3 強調創造原理與程序化思考創造性活動的開展和完成，不僅依賴于創新性思維，更需要應用創造原理。當邏輯思維、直覺思維、抽象思維等創新思維不能滿足產品設計要求時，通過建立設計方案形態學矩陣，進行系統的搜索，把創新變成程序化的思考過程，能夠克服經驗總結設計的不足，促使創造性成果的生成。
3.4 超前性、綜合性與先進性特征①超前性。綠色創新設計體現了未來新產品開發的趨勢，將有助于縮短新產品開發周期，如快新產品開發，使開發的新產品更能符合滿足未來社會的需要，具有超前性。②綜合性。綠色創新設計綜合了綠色設計和創新設計的概念、方法、特點、技術等各種因素，形成新的設計方法或設計思路。從創新設計的角度看，綠色創新設計是綠色設計與創新設計的有機聯系與綜合。③先進性。綠色創新設計是對綠色設計和創新設計各種因素的優化組合，增加了新產品的價值，是面前市場，具有競爭優勢的設計。
4綠色創新設計的方法
4.1 逆向設計法逆向設計是相對正向設計而言，其基礎是應用逆向思維，利用事物的對立面。如對立、對立并存、對立綜合等，從原理逆向、大小逆向和屬性逆向等方面進行綠色創新設計。①簡化。簡化產品結構。如減少部件的數量，以便于裝備、拆卸、減少緊固件數量等；簡化拆卸過程。如結構設計時，采用易于拆卸的連接方式，減少緊固件數量等；簡化回收工藝：廢舊產品的回收工藝技術應簡單可行。②極小化。朝極小化方向思考：如產品的輕、薄、短、小化。③極大化。朝極大化方向思考：如采用新技術、新原理、新材料等構思功能極大化的結構簡單、材料少、體積小、重量輕、可靠性高、壽命長的產品。④廢舊產品的回收利用。利用新構思、新技術、回收利用廢舊產品。回收資源、減少環境污染，如對全塑汽車的回收利用。
4.2 組合法將兩個或兩個以上的技術要素通過巧妙的組合，獲得創新綠色產品的方法。①材料組合。如A綠色材料+B綠色材料C綠色材料。②工藝組合。如標賣內噴涂絳子激光處理新工藝。③技術組合。如以無污染、資源廣泛的純水作為液壓傳動的工作介質，加快研制適用于純水的液壓元件與系統。④模塊組合。不同功能模塊的有機組合，構成不同的產品，如集成罰。模塊組合有利于產品的更新換代，維修、廢棄產品的拆卸回收。
4.3 移植法運用其它領域綠色設計和創新設計的理論、方法和技術，研究本領域綠色設計和創新設計中存在的問題，開發具有綠色特點的新產品。①原理移植。如將太陽能炊具的集熱原理移植到雨傘上，研制成雨天擋雨，晴天能燒水或做飯的新型多功能傘。②結構移植。如將機床滑動摩擦導軌的摩擦面置于滾子間，則得到牽引力小，傳動效率高，系統簡單，維修方便的滾動摩擦導軌。這種新型導軌是平面滾動軸承結構方式的一種移植。③材料移植。如將工業陶瓷用于發動機氣缸，可大幅度提高熱效率，降低燃料消耗，是材料的創造性移植。④方法移植。如突變論材料的突變論新型綠色材料。
機械產品創新設計范文2
【關鍵字】浮雕；創新設計；多軟件協同
浮雕是雕塑與繪畫結合的產物，用壓縮的辦法來處理對象，靠透視等因素來表現三維空間，并只供一面或兩面觀看。近年來，它在城市環境美化、工藝品制作占了越來越重要的地位。隨著科技的飛速發展，由原來的手工制作逐步轉向自動化生產。目前，市面上廣泛應用的浮雕設計軟件主要有ArtCAM、Type3、JDPaint等，這幾種軟件均可以把如手繪稿、掃描文件、照片、灰度圖、CAD等文件一切平面數據，轉化為三維浮雕數字模型，并生成能夠驅動數控機床運行的代碼。
以某醫療器械廠一新研發產品為例，驗證上述方法是否可行，效果如何？
一、項目存在問題及關鍵點
該項目系某醫療器械廠一新研發產品，其表面圖文屬于浮雕的藝術表現形式，按要求將浮雕圖文依附于其產品上，既要效果美觀，又要寓意吉祥。而目前產品表面浮雕圖文形成主要途徑是將平面圖文利用雕刻機軟件的浮雕功能產生浮雕形態，市場上的雕刻軟件只能把平面圖文利用其軟件本身工具轉化為其雕刻機能識別的文件格式，無法像其他軟件一樣轉化可編輯數據，因此，利用雕刻軟件進行設計的產品存在局限性，那么如何解決完成各軟件通用可編輯數據格式是這一項目關鍵問題。如圖，參考樣例。
二、項目實施與解決方案確定
依據ArtCAM、Geomagic Studio、UG三軟件的特性及數據接口，首先利用ArtCAM生成浮雕文件，再轉化為STL三角網格文件導入到Geomagic Studio中進行再編輯，完成三維實體或片體數據的創建，再將其生成數據轉化為STP/IGES格式，利用想UG/CATIA/Pro-e等三維軟件進行修改編輯或創新設計。
機械產品創新設計范文3
關鍵詞 創新；機械設計；穿心途徑
中圖分類號TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）114-0056-02
0 引言
當前，世界各國都已經加強了對本國知識產品的保護力度，我國在改革開放早期所采用的引進―消化―吸收――創新基本模式已經不能滿足我國新時期機械行業的發展需要。因此，提升機械設計自主創新能力才能夠為我國機械行業的整體發展提供一個可行的途徑。而在機械創新設計過程中，通過提高對產品創新的意識及能力，將機械產品的設計制造成本降低，提高產品的操作性能以及自動化陳谷，達到對應的環保要求，對推動我國整個機械行業的發展具有重要意義。
1 創新思維在機械設計中應該遵循的兩個原則
整個機械設計過程源自于功能要求與開發，通過作用原理分析，直到最終無力結構構思及形成。在整個過程中，機械創新設計工作必須把握這樣兩個基本原則。
1.1 設計路徑最短原則
設計之初必須對產品必須具備的功能進行確定，之后找尋得到最優的設計結構方式，以便在最短的時間內達到設計目標，之后選擇正確合理的價值工程方法，將其中價值相對較低的少部分構件找出，將之作為分析對象，確認其與當前結構設計存在的矛盾，試圖通過最小改動量來解決存在的矛盾問題。這種設計路徑所耗費的資源以及時間都較少，這時實現目標的路徑自然最短。
1.2 相似性聯想原則
聯想是機械創新設計過程中的一個重要方法，通過對事物之間的相似性進行分析和總結，而聯想得到的結構是否合理的一個重要判據就是所設計的結構是否具有一定的相似性，而這有產品的實例直接決定。若設計的多個產品實例同時滿足功能需要，則它們之間一定存在對應的相似性，表面產品具備創新設計的潛力。
2 創新思維在現代機械設計中的應用
2.1 在機械產品運動方案創新設計中的應用
機械產品結構運動方案的設計就是設計人員根據用戶提出的產品功能需求而提出的從機械結構原理出發的產品功能原理構思。運動方案是探索并解決實際問題的一個有效途徑，其主要包括原動機、傳動機構以及執行部件等系統運動方案的設計。其最終得到的結果必須滿足機械產品結構功能的運動性能要求。設計的一種機構運動方案的好壞直接影響到產品結構、工藝、成本以及使用性能等方面的能力，是確定產品的整體質量、性能、經濟性、環境以及所獲得社會效益的關鍵步驟，是整個機械產品設計過程以及后續產品制造、使用過程的基礎。對于機械結構產品而言，實現其具體的功能可以采用不同的運動方案，即可以采用不同的寫原理予以實現，同時不同的功能又可以通過不同的機構來具體實現。因此，該階段的工作是整個設計工作的重點，設計人員必須從功能分析出發，利用創新思維對產品的活動架構進行設計、優化，最終得到理想的產品運動方案。
以汽車的前驅、后驅運動方案為例，傳統的后驅運動方案具有生產制造成本高、驅動部件多、安裝復雜、車內空間較小、牽引力不足以及動力效率較低的問題。在現代機械設計的輕量化、汽車乘坐舒適性以及機動性要求提高的背景下，后驅汽車已經不能滿足當前人們生活的需要?；诖?，汽車生產廠商通過移植、逆反思維等方式對汽車的運動方案進行創新，將發動機前置，使得發動機的輸出軸直接與汽車前輪的傳動機構相連，驅動汽車前輪運動。這種驅動方式雖然使得前輪的負載增加，加大了輪胎的磨損量，但是其帶來了相當多的好處：其一，汽車的驅動機構得到了明顯簡化，零部件數量明顯減少，使得汽車的造價降低；其二，汽車整車重量下降，使得汽車的加速性能得到改善，剎車距離縮短，油耗降低；其三，采用前置發動機的方式釋放了大量的車內空間，使得車輛的乘坐舒適性得到提高。
2.2 在機械產品結構創新設計中的應用
機械產品的結構設計工作主要包括對產品的外形、各部分的配置以及總體結構的設計方面。根據客戶對機械產品功能要求的不同，所設計的結構方案也存在明顯差異。機械產品結構設計的一個根本任務就是要找到不同結構形態的產品設計方案，設計出新型的產品結構形式。
隨著人們對產品結構功能需求的提高，人們對機械產品結構的設計提出了更嚴苛的要求，設計人員必須在有限的空間中盡量多的將產品功能集成至一處，使得客戶的安裝和使用功能得到滿足。
例如，在傳統的辦公室中，各式各樣的打印機、復印機以及掃描設備充斥在空間中，使得辦公室的環境不能得到改善，人們需要一種多功能的一體化文檔處理設備。辦公用品廠家在了解到人們的需求之后，開始著手對辦公機械設備進行改進和設計。后經分析調查，最終通過離散與綜合的創新思維方式，在盡量保證產品的基本構形要求下，將打印、復印以及掃描等文檔處理功能集成于一體，設計制造了一臺多功能一體機，顯著改善了辦公室的工作環境。
2.3 在機械產品動力能源創新設計中的應用
在制造技術、材料加工技術以及能源應用技術得到迅速發展的背景下，機械產品設計師在動力能源的選擇過程中能夠選擇不同的能源作為產品動力來源，包括石油、天然氣、電能和太陽能等。設計工作中，設計人員可以充分發揮其自身的創造性思維、方法，對產品的各個系統進行改進甚至是重新設計，將更多的清潔能源應用與機械產品的動力能源當中。
還是以汽車為例，當前在公共交通工具中日益廣泛應用的電動汽車，其主要使用的是電能，與傳統的燃油汽車相比，其自身不會排放對大氣造成污染的有害氣體，即使按單位電能生產過程中所排放的污染物（硫、微粒）進行比較，電動車造成的其他污染物得到了明顯控制。這有利于降低人口密集的城市區域大氣污染的程度，而且電動汽車還能夠在晚間用電低谷時出現的富余電力充電，提高了發電設備的利用效率，使得其經濟效益得到明顯提升。另外，應用達到了國家提倡的節能減排目的，是創新思維在機械產品能源設計中應用的典型案例。
3 結論
本文針對創新思維在機械產品結構設計、運動方案以及動力能源方面的應用進行了詳細的論述，且利用具體的案例進行了說明。雖然所列舉的案例較為簡單，但是其思維方式對創新思維在機械產品設計中的應用依然具有指導作用，為復雜機械產品的創新設計提供參考。
參考文獻
[1]程美華，原所先.機械設計參數選擇中非專業因素影響分析與研究[J].機械設計與制造，2012（11）.
機械產品創新設計范文4
機械創新設計是指發揮設計者的創造力,結合現有科技成果,設計出具有創造性和使用性的機械產品的一種實踐活動,涉及到機械設計理論與方法、制造工藝、材料及處理、機械結構、機械產品維護及管理等機械工程領域的多種創新。從目前來看我國大學生機械創新能力教育與國外相比還存在很大差距,這與歷來對于機械創新教學研究重視不夠有直接關系。隨著科學技術的發展,社會對于大學生的創新意識、創新能力和工程實踐能力要求越來越高。因此,加強機械工程類大學生創新精神和能力已經成為高等院校工科專業教學改革和學科建設的迫切而主要任務[1-7]。
二、存在問題探討與分析
在指導機械設計制造及其自動化專業大學生機械創新設計過程中總結出存在以下幾個方面的問題。
1.基礎理論知識相對薄弱,創新思維不足。該專業在二年級、三年級主修與機械創新設計相關的基礎理論知識,包括機械制圖、工程力學、機械原理、機械設計、工程材料學、機械制造技術基礎、機械控制工程基礎、液壓與氣壓傳動、機電一體化技術、自動控制原理等。扎實掌握并靈活運用這些基礎理論知識是大學生創新設計必備的基本條件。但是在實際教學過程中由于課時壓縮、實踐機會較少以及學生學習主動性較差等多種原因,造成學生掌握的基礎理論知識相對薄弱。多數學生學習這些課程主要是應付考試,對這些基礎理論進行深入思考并啟發自己的創新思維的較少。
2.過度依賴計算機輔助軟件,物理樣機設計經驗欠缺。隨著計算機技術的飛速發展,在機械創新設計方面,出現了一系列新技術,主要表現在基于CAD軟件的創新設計、虛擬設計[8]。機制專業的學生主要掌握的CAD軟件有兩類:一類是二維設計軟件,如AutoCAD,另一類是以三維建模為基礎的大型CAD/CAM軟件主要有Pro/E,UG,Solidworks等。一般學生在二年級的時候通過自學和課堂學習等方式基本上掌握了這些軟件。但是大部分學生主要精力放在學習虛擬樣機相關繪圖和建模技巧上,以繪出漂亮的圖形為目的。由于對機械設計的理論掌握不夠加上沒有足夠的實踐機會去了解物理樣機設計過程,在開始接觸機械創新設計時,會過度依賴這些軟件進行三維建模,不能將虛擬設計與物理樣機設計有機結合起來。實際上機械創新設計的本質還應歸結到機械本身,以計算機技術為基礎的虛擬樣機技術只是輔助設計的一個手段,不能完全代替傳統的物理樣機機械設計。在創新設計中應該堅持虛擬樣機與物理樣機并重的原則。
3.缺乏實際項目鍛煉。參與實際項目鍛煉,參加生產實習的核心在于通過某一產品設計、制造、檢測、封裝入庫完整等環節的實習,使學生初步熟悉機械產品生產加工全過程所涉及的知識、技能、工裝[9],是學生全面、綜合掌握專業知識和技能的重要環節,也是培養學生創新能力的基礎。但是現在由于課時壓縮等多種原因,本科生多以理論學習為主,其創新能力的鍛煉效果不盡如人意,這與創新設計所要求的能力差距還較大。由于沒有接觸實際的項目鍛煉,學生對于機械設計的流程、要求以及機械創新設計的具體需求了解不多,導致學生學到的機械設計理論知識無法完全充分發揮出來,這也是制約機械創新能力發展的重要原因之一。
三、教學改革思考與實踐
針對上述問題分析,在教學工作中對創新設計教學改革進行深入思考,結合實際情況提出了幾點解決方案,并在教學實踐中逐步實施。
1.加強基礎理論知識培訓激發創新思維。在基礎理論知識教學過程中把重點放在理論聯系實際方面的講授,結合機械創新設計案例、機械創新設計新思維、新方法和新成就等多種方式將理論知識與應用技術結合起來,在吸引學生興趣的同時也加深了學生對基礎知識及其應用的理解,并積極引導他們在此基礎上進行再思考再創新,為下一步機械創新設計打好堅實的基礎。另一方面,開設文獻查閱課程,培養學生文獻綜述能力,通過查閱專業書籍、學術期刊、專利、企業產品手冊和網絡查詢等多種方式,了解國內外對相關技術的研究進展和市場需求。
2.虛擬樣機與物理樣機研究并重。虛擬樣機技術集成和綜合了可運行機械設計的環境:包括各種仿真工具、分析工具、控制工具、設備和組織協同工作的方法等[10],可以改善從產品的概念設計到動態仿真再到整機結構優化的各個階段。利用虛擬樣機技術可以建立零件的模型,進行虛擬裝配,并檢查零部件的裝配間隙和干涉,應用分析軟件對樣機進行運動仿真并對關鍵部件進行校核、計算。及時發現錯誤,優化結構,可以方便地更改模型,從而提高設計效率、優化設計方案、縮短設計周期、降低生產成本。在教學過程中提倡以機械創新設計需求為主導進行技術學習的思想,虛擬樣機技術的學習應該結合機械設計原理與機械設計的具體要求。課程注重對虛擬建模、虛擬裝備、運動仿真和優化設計等各個階段進行綜合培訓,同時在課程的不同階段安排相應的設計實習任務,促使學生在學習這些操作技能的基礎上增加對其在機械創新設計中具體應用的思考。在虛擬樣機優化設計的基礎上要同時加強學生對物理樣機創新設計能力的培訓,從加工圖紙繪制、非標件加工、標準件選購到樣機的裝配和調試都讓學生親自動手參與,并且根據所設計產品的技術要求和使用要求進行試驗。樣機試驗也是一門科學,根據培養進度應適時開設《試驗設計與統計分析》課程,詳細介紹機械設計中常用的正交試驗、單因素試驗、對比試驗等科學的試驗方法以及方差分析、t檢驗等數據統計方法和數據結果分析方法。通過合理的試驗和科學的數據分析可以進一步優化參數,修改樣機結構,對虛擬樣機的設計結果進行驗證和修正,直至產品定型。
3.指導學生申請或參與相關項目。在具備了基礎理論知識和基本的設計技能的基礎上,吸引部分優秀學生參與到教師主持的相關科研項目,從基礎設計工作做起,逐步了解和熟悉項目的論證、設計和運行過程,以提高學生的綜合創新能力。在此基礎上再指導學生組成團隊申請校級、市級或者自治區級的大學生創新設計項目,從項目的可行性分析、立項、方案設計到具體的技術創新設計和產品設計都由學生親自參與。在項目執行過程中注重對學生綜合創新能力的培養,首先,要通過市場調研和查閱文獻提出設計任務并通過可行性分析明確設計的功能目標;然后,進行團隊討論,根據成員的基礎理論知識并發揮創造思維確定總體設計方案;下面進行團隊分工,依據個人所掌握的不同的創新設計技術和方法進行虛擬樣機創新設計,做出三維模型并進行仿真分析和結構優化,與此同時不斷對總體方案進行修正;接著,團隊合作完成物理樣機加工、裝配、調試和試驗改進工作;最后,完成整個機械創新過程。
4.校企聯合培養引導學生理論聯系實際。經過參與項目鍛煉后,學生對整個設計流程有了切身體會,同時對所學的基礎理論知識也有了更加深刻的理解,具備了進行創新設計的基本能力和基本素質。在此基礎上,教師應積極聯系相關企事業單位為學生安排實習機會,進行校企聯合培養,讓學生到工廠一線去了解企業和社會對創新設計知識和能力的實際需求,并進一步了解企業創新設計流程。這樣有利于引導學生在日常學習中將理論與實際結合,也使得高校對學生創新能力的培養與社會需求接軌,有利于培養真正符合社會需求的具有創新能力的機械人才。
機械產品創新設計范文5
關鍵詞:機械設計 創新設計 創新機械設計教育
創新是科技經濟發展的動力,對科技和經濟的進步具有極為重要的影響。進入二十一世紀后,世界科技和經濟的競爭越發向人才競爭的方向偏移。具有高素質,持續創新能力的人才對國家乃至世界經濟的發展和社會的進步都有著廣泛而又重要的影響。受大環境影響,我國對人才的定義和要求都有了新的變動,特別是對機械專業所培養的人才,應當清楚看到世界制造業正面臨著前所未有的挑戰。縮短產品的開發周期,提高產品質量,降低產品成本,提升產品核心技術這些已經成為制造業的共識都對歷史悠久的,對我國國民經濟建設有著重要作用的機械類專業提出了更高的要求。因此,改革教學內容和課程體系,激發機械類學生的潛能和創新能力,提高學生的全面素質,培養符合國際要求具備創新能力的應用型人才就顯得非常重要。
1、創新機械設計
1.1 創新機械設計的定義
所謂創新機械設計就是指在完全發揮設計者的創新能力情況下,利用人類已擁有的相關理論、技術原理以及方法等科技技術成果來進行創新構思設計出具有獨特性、新穎性、創造性以及實用性的機械的一種實踐活動。
1.2 創新機械設計的特點
創新機械設計具有以下特點:
A交叉性。交叉性是創新機械設計最顯著的特點,它和力學、電學、機械學,美學以及信息技術等學科都有一定的交叉、滲透和融合。
B在創新機械設計中,存在一些非數據性,非計算性,需要依靠經驗以及知識方面的積累才能利用思考、推理和判斷的部分。并且在設計方案優化方面也要借助于豐富的知識、經驗以及靈感。
C創新機械設計具有反復性。它是一個需要進行多次反復、篩選的過程。
1.3 創新機械設計的重要性
創新機械設計教育是用教育的方法培養學生在機械設計這一科學領域中對設計的創造性思維潛能和實踐能力的訓練。創新機械設計涉及力學、電學、機械學,美學以及信息技術等多項學科,并且從概念到詳細設計都必須經過一個反復的,嚴格的科學設計計算,可以說,設計過程是一個嚴謹、科學、周密的過程。與此同時,隨著公理化設計、TRIZ設計等創新設計方法技術的出現,為機械或是機械裝置的創新設計都提供了新的手段。而CAD技術、虛擬樣機仿真技術的研發以及投入使用,都使機械產品的創新設計周期大大縮短。因此,對學生進行創新機械設計教育,培養學生的創新思維,創新意識以及創新能力是極其必要的。
2、創新機械設計教育的探索與踐行
現今,與西方發達國家相比,我國在創新機械設計教育的踐行還有很大的差距。不僅大部分工科專業的學生在入學前缺乏一定的工程實踐知識,在現今的高等工程教育中也存在偏重理論知識傳授而忽略實踐能力以及創新能力培養的現象。學生的學習成績僅能反應理論知識的水平,而實際工作能力卻是欠缺很多,“高分低能”的現象屢見不鮮。因此,如何培養和提高學生的創新潛力已被多數高校提上日程,創新機械設計教育的踐行也在逐步摸索、展開。
開展創新機械設計教育可以分為課堂理論教學和實踐教學兩個部分。
2.1 創新機械設計的理論教學
理論教學的具體內容大致包括:創新機械的意義,創新與生活、生產實踐和市場的關系以及國內外重大的發明、創造、專利簡要回顧,創新思維,創新方法,創新的途徑以及創新設計實例分析。在進行理論教學時,應避免傳統教學中的滿堂灌現象發生。授課時,老師應堅持奉行啟發式教學,激發學生的主動性將課堂主動權交給學生,利用生動自由的討論方式培養學生“生疑,存疑,求解”的思維方式,激起學生的責任感、興趣以及對創新的欲望。創新教育并不是否定傳統的教育而應兩者相互結合,應盡量做到在傳統的課程中導入創新的內容,加大在傳統授課中的設計創新內容的比例,激發增高學生學習興趣,啟發學生的創新思維和開拓學生的思維,從而取得較好的教學效果,在教授學生理論知識的同時使學生具備一定的實踐能力。另外,為了增強學生的感官認識,了解更多相關信息,擴大學生視野,創新機械設計教育應大量借用各種科技產品實物,或者是產品模型來輔助教學。而CAI課件、視頻等現代手段更是不可缺少的。
2.2 創新機械設計的實踐教學
創新機械設計教學僅落實到課堂上是遠遠達不到目的的,只有在落實理論教學的同時開展各種機械創新設計的實踐,才能使兩者結合,真正意義上提高學生在這一專業的創新能力。該專業學生學習的最終目的是為了服務于社會和工程機械的實際需要,因此讓學生利用課堂上得來的理論知識,真正動手做一些設計訓練題目,尤其是從日常生活和實際工程實踐中提煉出的題目對學生的實踐能力將起到極大的作用。而實踐教學還可以舉辦一些課外創新設計活動,例如,搞科技制作發明,開展機械設計競賽。還可以帶領學生進行參觀國際國內科技或新產品的展覽,從而更多地接觸到最新的科技信息。
3、對進一步加快創新機械設計教育踐行的一些建議
首先,有條件的高校應盡量加快建立設施配套的,適應教學改革需求的實驗室。實驗室的建設與布置應以培養符合實際需要的機械類應用型人才的要求為標準,并且在學校加大實驗室建設費用的同時,可以通過為該行業企業提供一定服務的方式取得企業的支持,從而獲得一定的資金以及寶貴的實際經驗資源幫助。實驗室的設立可以說是培養該專業學生的綜合能力,全面提高該專業學生就業能力的基本條件之一。
其次,改良實驗內容和實驗手段。內容陳舊,手段落后的實驗內容應該放棄,應多增加結合實際,與現實情況相符合的滿足設計性、綜合性以及創造性的實驗。摒棄由教師進行動手操作,學生負責觀察記錄的教學方式,采用以學生自己思考,自己動手,教師輔助的啟發式教學,使學生在學習過程中真正掌握工作能力。
最后,在注重學生的主體作用時,也應重視教師在教學中的引導作用。一支具有創新思維,創新能力的教師隊伍才是提高學生的綜合素質最基本保證,只有教師的理論實踐知識,操作水平得到提高,才能更好地引導學生學習,去創新,最終培養出符合現實國際大環境下要求的應用型綜合人才。
機械產品創新設計范文6
關鍵詞：機械設計能力；創新設計理念；大學生
h隨著大數據時代的到來，我國需要緊緊跟隨世界發展速度，建設創新型國家，從制造大國轉變為創造大國，由此導致我國的創新型人才極度缺乏。如今，培養具有實踐能力和創新精神的人才是我國教育改革的重要任務，也是教育改革的一大方向?，F在我國的各大高校正探究人才培養的有效措施，不斷加大對人才培養的資金支持和教學設施改進。積極培養初創型人才，培養具有創新能力和創新意識的高技術人才，是我國教育的重要任務目標之一。
一、創新設計理念
概述和機械大賽的作用創新設計是指充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的科研成果進行創新構思，設計出具有新穎性、創造性、科學性以及實用成果性的一種實踐活動。在機械設計能力中如果將創新理念與其相互結合，將會把藝術、社會、技術、文化等融在設計之中，從而創造出實用性的新產品。為了培養大學生的創新意識、實踐能力和合作精神，強化學生綜合能力的培養和基礎知識，在2000年開始，全國大學生機械大賽就開始舉辦，在各大高校中，機械創新受到廣大教師領導的重視。教育部部長早就指出創新是發展的根本，沒有創新就沒有發展；設計決定著產品的功能、壽命；機械決定著一個國家工業的發展程度[1]。學生通過參加大賽一方面提高學生的創新設計能力，一方面增強學生的創新意識，讓學生將理論轉化為實際經驗。為國家培養創新型人才，使創新的理念成為學術界的潮流，將比賽中創新的理念和理論知識用到生活中，激發大學生創新潛能，提高大學生的實際動手能力。
二、大學生創新設計的不足
1.高校的師資力量不足
教育的改革是在教師，學生創新能力的培養也是在教師，因此，教師教學水平的高低會直接影響到學生的創新能力。培養學生的創新意識，需要教師不能單調古板，反而要有著強大的創新激情，嚴謹的學習態度和雄厚的學術功底。但是即使有這樣的教學資源，學生的創新意識仍然不足，一方面是由于指導學生進行機械設計仍然有一定的難度，另一方面就是我們的創新教學仍處于開始階段，沒有什么經驗可以借鑒。機械創新設計大賽的實踐能力很強，學生要在短時間里拿出作品是有一定的難度，而且青年教師的經驗缺乏，沒有專業的專家指導很難實現機械設計的創新。
2.學生的知識儲備不夠，創新意識也十分薄弱
在中國傳統的教育制度所培養的學生只會考試、死讀書。不會臨機應變，獨立自主的學習；在這樣的教學之下，學生學習的主動性和積極性不高而其思考能力也十分有限，嚴重地限制了創新型人才發展，試問這樣如何讓學生有自己的創新理念？尤其是我國大學的應試化教育更是阻礙學生發展，使學生在大學學習期間學到知識有限，思想十分僵硬。在機械設計大賽的參與中，大部分為高中生，并沒有系統地學習專業課，基礎課也只是剛剛學完，學生也不能靈活地將所學到的知識運用到實踐中去。因此，在學生參加機械設計大賽的時候，雖然積極性很高，但隨著機械的加工制作，學生并不能靠自己的能力來解決困難，這時候學生就會出現厭惡的情緒，放棄參加比賽的機會。而且，高中生的責任感并不是很強，真正參加到最后比賽中的學生少之又少。
三、創新設計理念對機械設計的重要性
在機械設計中，如果單純地依靠課本上原先的設計材料，無法將機械制造的理論和實踐發揮到最大用處，因此，在機械設計中創新理念是機械設計的核心，一個設計產品，如果僅依靠模仿其他人，是無法實現其原本的價值，只有將自己的創新理念與自己的機械設計相互融合，創造出屬于自己的產品，才能在一定程度上反映自己是一名合格的創新型人才，由此可見，創新理念在機械設計中是十分重要的[2]。相對而言，創新的機械設計產品也在一定程度上幫助自己促進全腦的開發，因為人是通過感覺系統來感知外界信息的，如果在設計的過程中有不同的信息由大腦中不同的通道進入人體的反射神經中，那么大量的信息就會刺激腦細胞生長，使人腦得到良好的塑造；另外我們所接收的信息分為直接信息和間接信息，直接信息是我們通過自己的大腦根據實際經驗總結出來的對大自然的認知，而間接信息就屬于外界告知或者他人總結出來寫在書本上的，例如我們課本的學習和老師的授課都屬于間接信息。在大腦接收間接信息和直接信息的過程中，大腦會將這兩種信息有機結合，幫助促進大腦的發展。就像我們在進行機械設計的過程中，利用書本的知識和自己對知識的理解來對產品進行創新一樣。總而言之，通過參加機械設計大賽，通過自己動手制作加工產品的過程，會在一定程度上培養大學生自主創新的能力。
四、如何培養大學生創新能力
1.積極參加創新活動
積極參加全國或者高校組織的創新設計活動，培養自己的創新理念?；蛘咴诟鞔蟾咝扔蓪W生自己組織創新活動，讓學生自己去大膽地嘗試、創新，讓學生自己在活動中積極發散思維，激發學生的創新能力，培養學生的創新人格。至于沒有機會參加機械大賽的同學可以到比賽座位觀看比賽，一方面增長自己的機械設計見識；另一方面可以吸取參賽隊員的經驗和創新設計。通過總結來增強自己的創新能力。
2.建立合理制度
學校領導要重視創新活動的組織，讓學校中更多的學生一起參與機械設計的活動中來，并且為活動提供良好的比賽氛圍，建立合理的獎勵機制。這樣有助于調動學生創新的積極性。例如，在機械設計大賽中的一些學生獲獎之后給予一定的獎勵或者加分。建立類似的激勵政策有利于鼓勵學生創新，另一方面也為培養創新型人才作出了一定的貢獻[3]。
3.重視學生的個性發展，系統教學
由于對創新的了解不強，但對本專業的知識比較了解，因此，學校對初次參加機械大賽的學生開設了許多與創新相關的選修專業課，甚至允許學生跨專業、跨系來學習各種課程，便于學生進行綜合性極強的學科訓練。另外還為提高學生的創造性思維，開設了許多的心理學、思維科學、通識教育等科目。還將各種提高自身創新能力的方法在課堂上一一展現出來，例如，探索規律的現代科學創造法、重視分析的思維創新法、擴展思路的發散思維法、強化動因的群體機制創新創造法。不僅僅學生需要創新理念，學校、教師也需要學習。轉變教學觀念，教授學生正確的學生觀。要把學生當做有豐富個性、創造潛能的主體，而不是看做一個被學校管理的對象和灌輸知識的機器。通過制定適當的教學目標，經常參加機械創新設計類的賽事，將學生的個性和創新能力充分發揮出來。
4.建立專業場地學校
一方面要支持學生進行創新設計，另一方面要積極撥款，主動建立創新基地，購買創新需要的活動設備和儀器，同時還有有相關的管理人員對這些場地和設施進行監督管理，防止學生因使用錯誤而導致受傷，或者學生的故意破壞等意外事故。保證這些基地和設備在合適的時間開放，使學生充分利用空閑時間，有針對性地培養自己的創新意識。提高學生參與機械設計活動的自覺性、積極性、主動性。
五、結語
由上文可知，我國在創新人才培養上面還存在著許多欠缺，要想提高大學生的機械設計能力就需要我國在創新設計理念培養上面繼續改進，培養大學生的創新意識、實踐能力和合作精神，積極參加全國舉辦的大學生機械創新大賽，在比賽中獲得靈感，在比賽中尋找自己的不足，大學生要重視創新理念的自身培養，學生之間相互交流，相互合作。積極閱讀課外書籍，培養自己的創新意識才有助于增強自己的機械設計能力。
參考文獻：
[1]何鳳宇,等.提高工科大學生綜合素質培養的思考——以沈陽農業大學機械創新設計大賽為例[J].內蒙古農業大學學報:社會科學版,2010,10(8).
[2]張燕,等.機械創新設計能力培養的探討[J].海南大學學報:自然科學版,2015,9(25).
