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1、机械教学需要贯穿创新思维为了适应现代科学技术的迅速发展,机械设计在近30年来发生了相当大的变化,机械设计学科涌现出了许多新的前沿知识,一些新的设计理念与设计方法也不断涌现出来,时代也对高校的人才培养提出了新的更高的要求。为适应时代发展和科技进步的要求,需要在“机械设计”课程教学进行中加强对创新设计思维的培养。机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果,但创新学还处于发展初期,各种不同理论及工具不断涌现,远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。在
2、此认为,要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识进行创新设计;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。一、创新设计的概念机械创新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成果(包括理论、方法、技术、原理等),进行创新
3、构思,设计出有新颖性、创造性、实用性的机构(结构)或机械产品(装置)的一种实践性活动,它是建立在现有机械设计理论基础上,吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的有益成分,经过交叉而成的一种新的设计技术和方法。二、创新设计机械创新设计与常规机械设计相比,特别注重设计者在设计过程中,尤其是在总体方案结构设计阶段中的主导性及创造性作用,探索机构或机械产品创新发明的机理、模式和方法,具体描述机械产品创新设计过程,并将其清晰、准确地用工程图样等技术文件表达出来。机械创新设计的
4、特点是:4(一)独特性应追求与前人、众人不同的方案,善于打破常规设计思维、惯例,提出新功能、新原理、新结构,在求异和突破中体现创新;这就涉及多种学科的交叉,这就要求学生对知识有全面的掌握如机械、液压、电力、气动、热力、电子、光电、电磁及控制等。(二)实用性应从产品的市场适应性和可生产性两方面出发,设计产品的新功能、新结构,没有实用性的产品或无法加工的新结构都是纸上谈兵,不是真正的创新;这就要求学生在日常的生活中多观察和发现。(三)多方案选优应从多方面、多角度、多层次寻求多种解决问题的方案,在多方案
5、中求新、求异、选优。机械创新设计的目标是由所要求的机械功能出发,改进、完善现有机械或发明新机械,实现预期的功能,并使其具有良好的工作品质及经济性;这就要求在设计中要注意思维的扩散。根据不同的设计对象,必须对采取哪种创新设计方法做出比较和判断。创新设计方法通常可分为:开发设计、改型设计和变异设计3种。1.开发设计。主要针对新研设备提出新的结构设计方案,完成从规划、方案、技术设计到加工、生产的全过程。新的产品的开发给人门带来了方便,提高了工作效率。2.改型设计。在已有设备的基础上,针对原有的缺陷或新的
6、工作要求,从工作原理、机构、结构、参数、尺寸等方面进行一定的改进设计,以提高设备质量、可靠性等,使设备满足新的工作要求。如在基本型设备的基础上,开发不同参数、尺寸或不同功能、性能的改型系列设备,就是改型设计的成果。这种设计有利于发展产品品种;有利于提高设计、生产效率,缩短交货期;有利于提高产品的质量和可靠性;使产品具有良好的可维护性等。例如内燃机增加增压器,以增大输出功率;增加节油器,以节约燃料。3.变形设计。针对已有的先进设备或结构设计,进行深入分析,探索、掌握其关键技术,在消化、吸收的基础上,
7、设计出同类型其它类似的创新设备。它的实现过程可以最大限度地重用企业已有的成熟产品资源,具有很强的灵活性和适应性,不但可以快速开发产品、响应市场,而且还可以极大地降低产品设计阶段的成本,是一种适应于大规模客户化定制生产模式的现代设计方法。变形设计有效地解决了大批量生产的低成本、短交货期与定制生产的高成本、长生产周期的统一问题`。例如将台式电风扇设计为落地式电风扇。开发设计以开创探索创新,改型设计通过改进创新,变形设计在吸取、消化中创新。4三、创新思维的概念创新思维是人们在学习、生活、工作或问题解决过
8、程所表现出来的能够产生新颖独创性产品与观念的一种思维方式。提高创新能力的根本是提高创新思维,是进行创新思维的培养和训练。创新思维不是逻辑推理的结果,而是非逻辑的。创新思维通常是通过类比、联想,从看起来毫不相关的事物中得到启示,跳跃式的想象出来的。四、创新思维对于学生学习完《机械设计》这门课程后,对于学生来说表现出的创新能力不一定是开发出对于这个世界来说新的机械。事实上,学生每天都在创新。比如学生在学习《机械设计》这门课程的时候通过学习和思考在不断改变自身对机械设计的认识,而对于他们
