時間：2022-07-18 22:04:39
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械產品創新設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
0.引言
在機械產品設計過程中，隨著設計觀念更新和技術發展，綠色設計理念逐漸得到人們重視，并在設計中得到具體落實。采用綠色機械產品創新設計方式，不僅能實現產品設計創新，還能更好指導產品生產，降低對周圍環境的污染，推動產品設計水平提高。文章探討分析綠色機械產品創新設計的特點，指出其重要意義，并提出相應的設計方法，希望能夠為實際工作提供指導與借鑒。
1.綠色機械產品創新設計的特點
綠色機械產品創新設計指的是在設計過程中，通過綠色材料應用，采用綠色設計、綠色制造、綠色包裝方式，以節約能源，降低能耗，促進設計水平提高，其顯著特點體現在以下方面。
1.1體現綠色設計理念。在機械產品設計過程中，不僅強調完成設計任務，還注重保護環境，要求機械產品對周圍環境實現“零污染”。因而在機械產品設計過程中，合理選擇產品設計材料，選用低污染材料和零部件，不得采用有毒、有害材料，同時減少產品能耗，節約材料用量，保護周圍環境。隨著人們生活質量提高和環境保護意識增強，人們對機械產品要求越來越高，低噪音、低污染成為設計工作者的不斷追求和目標，因而推動產品設計創新，落實綠色設計理念對整個機械產品生產具有重要作用。
1.2面向產品全生命周期。傳統機械產品設計所考慮的內容不全面，只對產品使用屬性和使用功能進行考慮，忽視設計、生產、廢棄等全生命周期考慮。而落實綠色設計理念，推動產品設計創新，提高環保意識，不僅能提高設計水平，還能確保產品整個生命周期內避免污染環境，從而取得更好的綜合效益。
1.3綜合性與先進性特征。設計過程中，不僅對綠色設計方法進行全面考慮，還注重設計創新，形成新的設計思路和設計理念。并注重先進設計技術應用，對各部件進行優化組合，增長產品附加值，促進機械產品競爭力提高。
2.綠色機械產品創新設計的意義
綠色機械產品創新設計不僅注重產品設計創新，還重視對廢棄物的回收，消除環境污染，降低對環境的破壞，其重要意義體現在以下幾個方面。
2.1降低資源消耗和環境污染。通過綠色設計理念的應用，推動機械產品設計創新，不僅能順利完成設計任務，還能實現對環境的保護，避免因設計不到位而影響產品質量，給周圍環境帶來污染。同時還能降低能耗，提高機械產品綜合性能，有利于提高產品設計水平。
2.2提高企業可持續發展能力。機械生產企業在產品設計過程中，堅持以綠色設計理念為指導，綜合采取有效對策，達到降低環境污染，提高產品性能的目的。讓機械產品生產企業更好適應市場需要，推動企業的可持續發展，提高企業競爭力和影響力。
2.3促進經濟社會效益提升。降低環境污染，提高機械產品性能，能更好滿足市場需求，擴大市場占有份額，獲得廣大消費者認可。從而促進機械產品銷售，為企業產品生產創造良好條件，進而促進機械生產企業經濟社會效益提高。
3.綠色機械產品創新設計的方法
在機械產品設計過程中，為落實綠色設計理念，實現產品設計創新，需要根據具體情況，采取有效設計方法。根據設計工作需要，主要設計方法包括以下種類。
3.1逆向設計法。與正向設計方法是相對而言的，設計中采用逆向思維方式，利用對立、對立并存、對立綜合等方式，從原理逆向、大小逆向、屬性逆向幾個方面完成產品設計。常用設計方式包括以下種類：簡化產品結構，減少部件數量，方便拆卸，減少緊固件數量，設計中采用方便拆卸的設計方式，簡化回收工藝，從而便于對廢舊產品回收利用。設計朝極小化方向發展，注重產品設計的輕、薄、短、小，減少體積占用，取得更好的設計效果。設計朝極大化方向發展，采用新技術和新原理，設計功能極大的簡單結構，減少材料使用量，減小體積，降低重量，提高機械產品可靠性，延長產品使用壽命。另外還要注重對廢舊產品的回收利用，盡量降低對周圍環境污染，達到有效保護周圍環境的目的。
3.2并行工程法。對產品設計綜合全面考慮，集成、并行的對產品進行設計，這樣不僅能實現設計創新，還能增強對市場的適應性。首先是人員集成，由多位專業人員完成產品設計，包括材料人員、設計人員、營銷人員，以綠色設計理念為指導，相互分工配合完成產品設計。其次是信息與技術集成，全面獲取產品設計所涉及的信息，對其進行統一管理，促進設計水平提高。最后還要采用模塊化設計方法，分析產品設計過程中的所有功能，劃分系統模塊，結合市場不同需求，通過模塊選擇和組合完成產品設計任務。并行工程設計方法能節約成本，滿足市場需求，促進產品的升級換代和更新，提升產品質量，方便產品維修，對機械產品設計創新發展也具有積極作用。
3.3生命周期法。設計過程中對市場分析、設計開發、生產制造、營銷、使用、廢棄、回收利用等各環節進行綜合全面考慮，對產品屬性、資源利用、勞動保護、企業戰略、環境屬性、生命周期成本進行全面分析，然后完成產品設計每項任務，不僅重視產品使用功能，還注重產品報廢和回收利用。采用該設計方法，對產品的環境影響、成本、功能、美學特征進行全面考慮，從原材料采集到產品報廢全過程，都應該注重對廢棄物回收利用，促進產品設計綜合效益提高。
3.4技術組合法。產品設計過程中，將兩種或兩種以上的技術要素巧妙組合起來，從而獲得新產品。常用方法為：材料組合法，將不同種類的綠色材料組合起來使用。工藝組合法，將不同工藝組合起來使用，完成設計任務。技術組合法，將無污染的純水作為工藝介質，研制液壓元件與系統。模塊組合法，將不同模塊組合起來，完成產品設計，以方便產品拆卸、維修和廢棄處理。
3.5產品移植法。研究和應用其它領域產品綠色設計和創新設計理念，將其應用到機械產品設計過程中，并研究本領域產品設計存在的不足，開發新產品，移植新技術進行產品設計。例如，原理移植法，將太陽能炊具集熱原理移植到雨傘，研制新型多功能傘，雨天可以遮雨，晴天可以燒水做飯。材料移植法，工業陶瓷應用于發動機氣缸，降低燃料消耗，提高熱效率。
4.結束語
綠色機械產品創新設計具有重要現實意義，同時，實現該目標也是一項系統復雜的工作，需要設計人員提高專業技術水平，總結經驗，根據具體需要采取有效對策，促進設計水平提高。從而降低環境污染，節約資源能源，促進機械產品市場競爭力提高。
參考文獻：
[1]周建賓，鐘果曉.創新思維在現代機械設計中的應用及前景展望[J].科技創新導報， 2014（32）， 199
在人類社會不斷向前發展的進程中，始終都是由社會生產力的增長為推動力，促進社會發展。要知道創新是一個民族進步的靈魂．是國家興旺發達的不竭動力。一個沒有創新能力的民族，是不能再立足于競爭激烈的世界之林的。我們作為國家未來的希望，國家發展的主心骨。高中生更應該在努力學習科學文化知識的同時，加強對機械方面的創新設計能力。結合日常生活，發現機械創新之美。
2機械創新設計的特點
作為一名熱愛機械創新設計的高中生，在課余時間我已經進行和多次的機械創新設計的嘗試工作。我發現機械創新設計具有一些獨特的特性。例如:進行機械創新設計需要設計者進行反復驗證，多次篩選，并且在每一個設計環節內都會有特定的優化設計的方案，各個環節之間的聯系也比較緊密，從整體看，可以發現機械設計工作還具有系統化整體化的特點。同時，在進行機械創新設計工作中，能感受到多門學科的交叉和滲透，這就需要設計者能夠掌握多種類型的知識，合理運用創造性與發散思維，基于復雜的學科知識進行思考和判斷，從創新設計的復雜性特點出發，進行設計。另外，我們高中生在嘗試機械創新設計時，前期可以先引用或參考外國先進創意產品進行設計，這不是單單進行簡單的模仿或改造，而是了解機械創新設計特點的第一步。
3創新設計方法
(1)在進行創新設計時，最常使用的一種創新方法就是模仿生物進行機械設備的創新設計，這種方法是進行對自然界生物機能分析類比、總結特性，并將自然生物的特點融合進行新機械設備中。目前，我們看到已經出現了模仿人類手臂的機械抓手、模仿蜥蜴等爬行動物的海底機器人等等，這些都是設計者仿照自然生物特點進行設計的機械設備。而對于高中生來說，進行的機械創新設計也可以從這一角度進行思考，細心的對日常生活環境和大自然中的生物特性進行觀察，獲得設計靈感。(2)參考外國先進創意產品進行設計，也是很有效的一種設計方法。這主要要求設計者先選擇合適的國外的科技成果或先進產品，經過一段時期的分解研究并全部將設計優點進行消化吸收后，再進行改進強化工作，并在技術或產品中加入自己的想法，開發產品新的使用用途，從而設計出全新的機械設備。(3)“移置技術法”創新設計方法，顧名思義這一方法就是要將一個領域中的先進技術應用到另一個領域中，進行設計工作。例如，納米技術作為一種先進科學技術，本是一種物理領域的材料，但是在經過研發之后，可以應用在機器創造、服裝設計等領域，并且生產出了非常多的納米機器、納米服裝。所以，高中生進行機械創新設計也可以從這一角度出發。
4創新設計思維
機械創造設計者必先要有新穎性的思維，也就是創新思維，這是設計者可以進行創新設計的根本原因。作為高中生，自身接受教育的程度和社會實踐都比不上專業的機械設計人員高，所以所具有的設計思維的整體深度、廣度和系統性也會存在很大的差異。所以與專業機械創新設計人員不同，高中生需要具有的創新思維，只需要將書本以及課堂中學到的知識進行整合，并添加一定的想象力，將設計思路進行開闊，擴展可以聯想到的最大范圍，滿足機械創新設計的要求。同時，除創新思維外，我們高中生也要重視創新過程中的靈感思維，這一思維是指在設計過程中經過長時間并艱苦的思考后，突然產生思想火花，從而推動創新瓶頸期的結束，解決設計中未能解決的問題的思維活動。一般情況下，靈感的出現會受到一定因素的影響，可以是突然看到家里微波爐的加熱過程，又或者注意到了教室中的全自動噴水黑板擦擦拭黑板的印記，從而受到啟發。這是我們是潛在創造力的升華，是創新設計從量變到質變的思維過程。在進行機械設計時，要有意識地激發自身創新設計思維，進行創新素質的培養，促進自己厚積薄發地涌動出創新的靈感。
5提高機械創新設計水平的策略
5．1結合學校相關課程進行創新意識。提高機械創新設計水平，要注意培養自己日常生活中的創新意識，尤其是在學校學習的過程中。課程教學時傳授知識的過程，在這一期間培養其自己對創新知識的敏感度以及對知識的聯系意識。在相關課程教學過程中，對老師講解知識時，所結合的專業知識以及該領域內科技前沿的創新成果進行記錄，并在課后進行查閱，并對老師教學過程中組織的小組討論環節，積極發言與同組的同學交換想法，大膽的說出自己的新思想、新方法，在同學們不同的思維中激發創新靈感的出現。并且對老師所舉出的每一項設計案例，持求異存疑的逆向思維，必要時可以申請實驗室進行驗證。對書本上的知識，進行實際應用，時刻保持創新意識，促進創新能力的提高。5．2多接觸現代化先進的設計方法與手段。隨著計算機技術的發展和現代化儀器的不斷出現，機械設計的方法和手段更新速度越來越快，所以，我們不能僅僅局限于課堂學習中所接觸的創新設計知識，要自發的緊跟機械科技發展的腳步。可以使用家中的電腦定期查閱網頁、訂閱有關機械科技設計創新雜志進行了解最為先進的設計方法和手段。5．3加強機械創新設計實踐。對于我們高中生，課業壓力重，可以進行機械創新設計實際的機會和時間少之又少，但是可以發現學校和少年宮等組織會定期舉辦一些科技創新實踐活動，可以借助這一活動，磨煉自己的創新技法。例如:科技制作競賽、機械創新設計大獎賽、機器人大獎等比賽都可以積極參與。
6結語
在21世紀，我國將會面臨更多的挑戰以及更多競爭，為了強化機械領域的競爭力以及增強自身的機械創新設計水平，我們需要積極地去認真地學習機械創新設計，并且要虛心學習國內外有關的先進的設計方法，制定安全合理的機械設備的設計方案。另外，為保證設計出的機械設備的安全性，我們必須始終以高標準嚴要求進行設計工作，提高機械創新設計的可靠性、實用性。讓我們高中生設計的機械設備也能走向市場，并能在生活和相關生產領域進行應用。這不僅是對自身能力的肯定，更能提高日常生活質量或者應用行業的生產先進性。
作者:閆棟宇 單位:石家莊第二中學高三六班
參考文獻:
［1］王利華，李理，史書龍，張振軍，李冬梅．機械創新設計中刨浩性思維的研究［J］．內襲古民族大學學報(自然科學版)，2005．
［2］王晶．第四屆全國大學生機械創新設計大賽決賽作品選集［M］．北京:高等教育出版社，2012．
關鍵詞：機械設計創新 基本形式 原則 新型內燃機
引言
創新在人類進步的過程中起到了重大的作用， 并且促進了機械設計的前進與發展， 機械結構一直以創新作為發展的動力。如今的時代是知識的時代， 機械設計與制造在國民經濟的發展中，起到了奠定基礎的作用， 創新才是推動發展的不竭動力。創新能力一旦出現缺失，就會喪失許多本來應該得到的機遇， 沒有創新就沒有機械技術的不斷前進。知識創新和技術創新在競爭中起到了決定勝負的作用，關系到企業的興衰成敗。
1機械創新設計及其特點
機械創新設計就是要把設計者腦海中潛在的創造力完全地釋放出來，再借助人類已經取得的相關成果重新進行構思，設計出從前更加具有獨特性和實用性的設備裝置的一種活動。機械創新設計進行的基礎就是機械設計學理論，再對一系列的相關學科進行融合，綜合設計之后產生的技術方法。
機械創新設計具有許多優秀的特點： ①設計的學科比較多，比如機械、液壓、電力等多學科之間進行滲透和綜合。②設計過程里面很大一部分的工作不需要進行計算，而是建立在日常知識的積累上，需要大量的推理判斷，還需要與創新性思維進行一定的融合。③要在多方案中將最優方案甄選出來。大型的設計中，必須根據能力進行甄選，并且對所選方案進行科學的優化。④創新設計需要不斷地進行篩選，每一階段都有著不同于其他階段的特點，客觀上還有一定的聯系，又是一個整體。
2 機械創新設計研究的目的和意義
開展機械創新設計研究，可以提高本身的科技發展水平， 還可以獲取豐富的社會效益和經濟效益。具有許多意義：
（1） 深入地進行機械創新設計的研究，可以促使人類發明更多的新機器；
（2） 機械創新設計研究可以使機械專家以更快的速度進步， 有利于機械設計水平向著更高、更快的目標發展；
（3） 機械產品進行創新設計之后，可以有效提高自身的競爭力， 當時的時代產品追求專利化，這樣才能獲取的更大的收益；
3 機械設計中創造性思維的基本形式
3.1 發散型思維
發散型思維就是在思維過程中，將已經掌握的概念重新進行整合梳理，向附近形成輻射，擴散出更多的答案或者是解決問題的方法。發散型思維。沒有固定的方向和固定的范圍，也不僅限于傳統的思想，很多時候思考問題采取的是比較新穎的想法，常常給人意想不到的效果。
發散型思維能力的高低收到好多因素的影響，最重要的一點就是遷移能力。. 發散型思維有許多不同的表現形式，例如立體思維、多路思維、反向思維等等。發散型思維想要得到的答案要是最多的、最具有新意的，一定要是前人沒有想過、沒有使用過的方法，這就給機械創新設計帶來了更多的靈感。
3.2 聚合型思維
聚合型思維則是用具體的對象當做中心，從不同的角度入手，最后思維回到這個選好的中心上來，解決出現的問題，也就是在許多方案中選擇最為合理、有效的那一個。
發散型思維和聚合型思維都屬于創造性思維的范疇，兩者之間存在著一定的聯系，并且不可分割。機械創新設計一定都是由發散思維到聚合思維的過程，然后再從聚合思維到發散思維，反復進行循環，直到問題最后解決。發散型思維和聚合型思維在哲學上來說，屬于辯證統一的一個過程，創造性思維整個過程都是為了最后創新的目的做準備，從五花八門的設想中選取最優質的方案。
3.3 想象思維
想象是在思維活動里面，屬于抽象思維的一種，想象可以是天馬行空般的任意想象，也可以是在已有的基礎上進行再加工或者是局部更新的想象. 想象思維一定要以客觀現實作為基本的出發點，還要具有一定的概括性以及形象性。
想象是人類的思維中，最神奇的一部分，也是最美麗的一部分。失去了想象，也就失去了創造，想象就是創造精華所在。萬有引力定律只是因為一個普通的蘋果落下地面，牛頓據此展開想象，得到了萬有引力定律；“嫦娥奔月”也是人類想象出來的神話故事，促使人類發明了可以登上天空的飛行器。想象可以推動社會不斷地進步，科學不斷地發展。
4 機械創新設計思維的2個原則
機械設計過程是由功能要求開始出發，再到作用原理， 最后進行物理結構構思的一個過程。創新設計思維進行的過程中， 一定要將下列的原則牢牢把握好：
（1） 最短路徑原則
首先要對產品具有的功能進行明確， 然后找出最佳的設計例子， 以便在最快的時間內接近目標， 然后選用正確的價值工程方法， 再將價值較低的極少數組件找出來，當做研究的對象， 分析出對象當前存在的矛盾， 嘗試在最小的變動之下將矛盾解決。這種方法需要消耗的能量是最少的， 也就是所說的選用的路徑是最短的。
（2） 相似性聯想原則
聯想是要針對事物之間的相似性進行分析和歸納，聯想合理與否的一點重要依據就是是否具有相似性， 相似性由產品的實例進行決定， 如果多樣產品實例同時滿足一種功能要求， 那么它們之間就可以說是存在著一定的相似性。
5 機械創新設計實例-新型內燃機的開發
無曲軸式活塞發動機就是機械創新設計的一種實例，它把圓柱凸輪于發動機的中心部位進行安裝，在圓柱凸輪的附近就可以在設置多個氣缸，這樣就形成了多缸發動機。一旦圓柱凸輪的凸輪輪廓形狀出現變動的話，輸出軸的轉速也會隨著進行改變，就起到了減速增矩的作用。上述的凸輪式無曲軸發動機已經被廣泛應用起來，船舶和機械行業都可以看到它的影子。
旋轉式發動機與從前的往復式發動機進行比較的話，輸出功率上具有明顯優點：體積小、重量輕、噪聲低并且結構照比以往簡單，但是在實際應用的時候還是存在著一些弊端，需要進一步進行解決。
6 結語
一定要善于吸收多方的經驗，在追求最佳方案的時候， 成熟的技術可以直接采用。 還要具備一定的學習能力，機械設計涉及到許多學科的知識， 設計者一定要具有針對問題自學進行解決的能力。只要對自己有信息， 努力進行鉆研和探索， 一定會尋求到最佳的設計方案。
參考文獻
[1]沈惠平；機械創新設計及其研究[J]；機械科學與技術；1997年05期
[2]劉念聰，王銀芝，李宏穆，孫未；機械創新設計的概念及其技術內涵[J]；礦山機械；2004年09期
一、創新設計的概念
機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力,利用人類已有的相關科學技術成果(包括理論、方法、技術、原理等),進行創新構思,設計出有新穎性、創造性、實用性的機構(結構)或機械產品(裝置)的一種實踐性活動,它是建立在現有機械設計理論基礎上,吸收科技哲學、認識科學、思維科學、設計方法學、發明學、創造學等相關學科的有益成分,經過交叉而成的一種新的設計技術和方法。
二、創新設計
機械創新設計與常規機械設計相比,特別注重設計者在設計過程中,尤其是在總體方案結構設計階段中的主導性及創造性作用,探索機構或機械產品創新發明的機理、模式和方法,具體描述機械產品創新設計過程,并將其清晰、準確地用工程圖樣等技術文件表達出來。機械創新設計的特點是:
(一)獨特性應追求與前人、眾人不同的方案,善于打破常規設計思維、慣例,提出新功能、新原理、新結構,在求異和突破中體現創新;這就涉及多種學科的交叉,這就要求學生對知識有全面的掌握如機械、液壓、電力、氣動、熱力、電子、光電、電磁及控制等。
(二)實用性應從產品的市場適應性和可生產性兩方面出發,設計產品的新功能、新結構,沒有實用性的產品或無法加工的新結構都是紙上談兵,不是真正的創新;這就要求學生在日常的生活中多觀察和發現。
(三)多方案選優應從多方面、多角度、多層次尋求多種解決問題的方案,在多方案中求新、求異、選優。機械創新設計的目標是由所要求的機械功能出發,改進、完善現有機械或發明新機械,實現預期的功能,并使其具有良好的工作品質及經濟性;這就要求在設計中要注意思維的擴散。根據不同的設計對象,必須對采取哪種創新設計方法做出比較和判斷。創新設計方法通常可分為:開發設計、改型設計和變異設計3種。
1.開發設計。主要針對新研設備提出新的結構設計方案,完成從規劃、方案、技術設計到加工、生產的全過程。新的產品的開發給人門帶來了方便,提高了工作效率。
2.改型設計。在已有設備的基礎上,針對原有的缺陷或新的工作要求,從工作原理、機構、結構、參數、尺寸等方面進行一定的改進設計,以提高設備質量、可靠性等,使設備滿足新的工作要求。如在基本型設備的基礎上,開發不同參數、尺寸或不同功能、性能的改型系列設備,就是改型設計的成果。這種設計有利于發展產品品種;有利于提高設計、生產效率,縮短交貨期;有利于提高產品的質量和可靠性;使產品具有良好的可維護性等。例如內燃機增加增壓器,以增大輸出功率;增加節油器,以節約燃料。
3.變形設計。針對已有的先進設備或結構設計,進行深入分析,探索、掌握其關鍵技術,在消化、吸收的基礎上,設計出同類型其它類似的創新設備。它的實現過程可以最大限度地重用企業已有的成熟產品資源,具有很強的靈活性和適應性,不但可以快速開發產品、響應市場,而且還可以極大地降低產品設計階段的成本,是一種適應于大規模客戶化定制生產模式的現代設計方法。變形設計有效地解決了大批量生產的低成本、短交貨期與定制生產的高成本、長生產周期的統一問題`。例如將臺式電風扇設計為落地式電風扇。開發設計以開創探索創新,改型設計通過改進創新,變形設計在吸取、消化中創新。
三、創新思維的概念
創新思維是人們在學習、生活、工作或問題解決過程所表現出來的能夠產生新穎獨創性產品與觀念的一種思維方式。提高創新能力的根本是提高創新思維,是進行創新思維的培養和訓練。創新思維不是邏輯推理的結果,而是非邏輯的。創新思維通常是通過類比、聯想,從看起來毫不相關的事物中得到啟示,跳躍式的想象出來的。四、創新思維對于學生學習完《機械設計》這門課程后,對于學生來說表現出的創新能力不一定是開發出對于這個世界來說新的機械。事實上,學生每天都在創新。比如學生在學習《機械設計》這門課程的時候通過學習和思考在不斷改變自身對機械設計的認識,而對于他們自身的思維來說就是全新的,因為其從別人那里學習了并且合并了,從而產生了一個“新”的對《機械設計》的理解。孔子說:“學而不思則罔,思而不學則殆。”所以在《機械設計》這門課程教學中,學與思是教學過程中有機統一的兩個方面。因此,要指導學生進行探究性閱讀,使學生會思、善想,這樣才能更好的對《機械設計》這門課程有個“新”的認識。機械零件的機構受到強度、剛度、穩定性、工藝性、摩擦、磨損、壽命、標準化等方面的限制,因而具有約束性;機械傳動的方案可由多種運動形態及變換并配以不同的運動控制方式來實現,因而具有多解性;機械設計的結論受客觀矛盾因素的影響和主觀判斷能力的局限,因而具有相對性。機械的這種約束性、多解性和相對性特點。為《機械設計》創新思維中的“學”和“思”的培養提供了廣闊的空間。我們常把思維的過程稱為“思路”,是因為可用路徑問題來說明人類思維過程。而對于《機械設計》創新思維的路徑是“學”和“思”。
1機械產品結構創新設計
一般而言，在對機械產品的結構進行設計時，其主要就是對產品的總體結構、各部分的配置以及產品的外形進行設計。一般由于客戶對機械產品的功能會有不同的要求，因此對機械結構方案的設計也不盡相同。對機械產品結構進行設計時，其根本要求就是要能設計出不同結構形態的產品，從而設計出新型的機械產品結構形狀[2]。社會經濟的發展，使得人們對機械產品功能以及結構需求有了更高的要求，對機械產品結構設計的要求也隨之提高，因此設計人員必須要滿足客戶的使用功能以及安裝，要能充分利用有限的空間，盡量將機械產品的功能進行集中設計。如傳統的辦公室，其環境無法有效改善的原因就是不同類型的復印機、掃描設備以及打印機等，無法對文檔設備進行一體化處理。為了滿足人們的需求，辦公廠家開始改進和設計辦公機械設備，采用綜合和離散的創新思維模式，在有效保證產品的基本形狀和構造的前提下，設計并制造出多功能一體機，將復印、掃描以及打印等文檔處理功能集中于一體，使辦公環境得到有效改善。
2機械產品運動方案創新設計
對機械產品運動方案進行設計時，設計人員必須要以客戶對產品功能的需求為依據，從機械產品結構的原理出發，構思和設計機械產品功能原理。運動方案的設計是一個系統運動方案的設計，主要包括原動機、執行部件以及傳動機構等設計，從而來有效滿足機械產品結構功能的運動性能，其能有效解決機械產品在實際過程中存在的問題[3]。一般來說，機械產品運動方案設計的好壞對產品的使用性能、工藝、成本以及結構等方面的能力有著直接的影響，運動方案的設計是對產品的社會效益、環境、經濟性、性能以及整體質量的確定，機械產品設計過程使用過程以及后續產品制造的基礎就是運動方案的設計。就機械產品結構來說，可以采用不同的運動方案來實現機械產品的具體功能，當然不同的功能需要不同的機構來實現，因此機械產品運動方案的設計是整個設計工作的關鍵，設計人員必須要從產品功能的實際需求進行具體分析，充分利用創新思維，從而來優化設計產品的活動架構，使產品運動方案更具可行性。如對汽車前驅和后驅的運動方案進行設計，一般傳統的后驅運動方案由于存在動力效率較低、牽引力不足、車內空間小、安裝復雜、驅動部件多以及較高的生產制造成本等問題，已經無法適應時展的需求。汽車生產廠商為了滿足人們對汽車機動性以及舒適性的要求，不斷對汽車的運動方案進行創新設計，采用逆反和移植的創新思維方式，前置發動機，促使汽車前輪的傳動機構與發動機的輸出軸直接相連，從而驅動汽車前輪的運動。這樣的驅動方式雖在一定程度上增加了前輪的負載，使得輪胎的磨損量加大，但是能明顯簡化汽車的驅動機構，減少零部件數量，有效降低汽車的造價，且能有效下降汽車整車的重量，有效改善汽車的加速性能，縮短剎車的距離，降低油耗；另外將發動起前置，能使車內的空間得到大量釋放，提高汽車的舒適性。
3機械產品動力能源創新設計
隨著能源應用技術、材料加工技術以及制造技術的不斷發展和進步，設計人員在選擇機械產品動力能源的過程中，一般選擇不同的能源，包括太陽能、電能、天然氣以及石油等能源。在設計的過程中，設計人員可以將自身的創造性思維進行充分有效的發揮，改進或者重新設計機械產品的各個系統，在機械產品的動力能源中應用更多更好的清潔能源[4]。如以汽車為例，現今公共交通工具中應用較為廣泛的就是電動汽車，電動汽車主要使用的就是電能，其相較于傳統的燃油汽車，電動汽車不會排放有害氣體造成大氣污染，在單位電能生產過程中，電動汽車所排放的污染物與傳統燃油汽車相比較，電動汽車造成的污染也能得到明顯控制。電動汽車的有效使用，能降低大氣污染的程度，且其能充分利用晚間用電低谷時出現的富余電力，有效提高發電設備使用效率，降低能耗，達到節能減排的目的，提高其經濟效益。電動汽車的應用是創新思維在機械產品動力能源設計中的具體體現。
4結束語
文章論述了現代機械設計中創新思維的具體體現，在現代機械產品設計中創新思維的應用主要包括機械產品的結構設計、機械產品的動力能源設計以及機械產品的運動方案設計三方面。創新思維在現代機械產品設計中的具體應用，能為復雜的機械產品設計提供很好地理論依據，能有效降低機械產品的制造和設計成本，提高自身的創新意識和創新能力，提高機械產品的自動化程度以及操作性能，使機械更為節能環保，促進我國機械行業的健康穩定發展，推動我國國民經濟的平穩發展。
作者：王召煜 單位：國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心
機械創新設計課程是機械類專業的一門重要專業課程。機械創新設計是指充分發揮設計者的創造力，利用人類已有的相關科學技術知識，進行創新構思[1]、設計出具有新穎性、創造性及實用性機械產品的一種實踐活動。培養學生的機械創新能力和工程意識，拓寬學生的知識面，開闊技術視野，積累機械創新經驗和實用性新結構的技術資料通過對機械創新設計課程教學的改革,取得了一定成效。
1、采用多媒體教學
通過制作電子課件，介紹機械創新設計的基礎知識、基本理論和基本方法，使學生了解創新設計的概念及過程，了解創新與人類進步的關系，明確實現技術進步的途徑，了解本課程的學習目的[1]、研究內容。提高了教學質量。
2．把全國機械創新設計比賽獲獎作品
介紹給學生通過對機械學科的“原理創新”、“機構創新”、“結構創新”和“產品外觀創新”等四大創新的介紹與實例展示，使學生掌握機械創新設計基本內容，增強機械創新設計意識和創新能力[2]。還通過介紹全國機械創新設計比賽獲獎作品，大大地激發了學生的學習興趣。這是2010年全國機械創新設計比賽廣西區一等獎作品，危急現場無人探測小車。
3．抓住關鍵點
機械的創新過程要經歷功能——機構——結構的思維過程[3]。機械結構設計就是將機構系統轉化為機械實體系統。是機械創新設計成敗關鍵之一。在講述機械結構創新設計這一章時，抓住重點難點。重點是機械結構設計的概念與基本要求，構件的結構與創新設計。難點是機械結構的組合創新設計。通過實例突破難點。
4．通過講解剖析目前的創造成果等具體實例，開闊同學的設計思路，擴大技術視野實例：可升降省力便攜式輪椅設計
4.1設計思想及基本內容基于人性化設計思想，力求克服市面上產品的一些缺陷，對驅動方式進行了創新設計，同時設計出具有能夠自我調節高度的輪椅座位。驅動方式從人機工程方面考慮，采用推桿形式使用戶用力比較舒適、方便，同時利用杠桿原理，具有省力的功能。對于升降機構，其目的主要在于提高殘疾人的自理能力，使其坐在輪椅上的上升后的高度約等于人正常站立的高度。同時要求輪椅盡可能的簡單、方便、成本低廉，更具人性化。使殘疾人的生活自理能力加強，同時享受到更加舒服，更具人性化的助殘機械，也滿足性能、成本方面的要求，使他們使用方便，攜帶方便，購買便宜。
4.2升降機構的設計
4.2.1升降機構的類型及比較(1)液壓或氣壓驅動機構——通過液壓缸或氣缸來實現升降。(2)螺桿副機構——通過旋轉螺母或螺桿來調節高度[4]。(3)叉桿機構——通過改變叉桿之間的角度來實現高度的調節。
4.2.2升降機構的方案確定通過對前三種方案的綜合比較，在第三種方案的基礎上，綜合所需達到的簡單、輕便、成本低的目標，設計了下述升降機構的方案，如圖3所示。該機構中滑輪能夠在滑道上滑動，使叉桿之間的角度可自由改變，通過轉動搖臂2，使絲桿轉動，從而調節a、b兩點之間的距離以改變叉桿角度，實現高度調節。
4.3驅動方式的設計
4.3.1省力機構的方案比較與選擇(1)曲柄滑塊機構——結構較簡單，但沒有省力功能，效率較低，且不可實現前后運動的自由切換[5]。(2)棘輪機構——可實現將間歇往復運動轉換為轉動，但無法實現前后運動的自由調節。(3)摩擦棘輪機構——結構簡單，可實現將間歇的往復運動轉化為轉動，但間歇運動機構運動時只有一個行程做功，另一個行程為無用功，即為間歇驅動，效率低。本設計采用兩套摩擦棘輪機構，一套機構能夠實現輪椅前進、后退、空擋、制動的切換；另一套機構實現間歇運動的連續驅動。
4.4本例設計特點：（1)升降機構可實現預定的升程，驅動搖臂所需力較小，驅動方式簡單，舒適。（2)驅動搖桿使驅動輪前進的力很小，用力方式非常方便、舒適，采用棘輪機構可圓滿實現前進、后退、空擋、制動，并且操作方便，可滿足使用要求。同時主輔棘輪能夠協調工作，使驅動搖桿能夠連續驅動，達到提高效率與速度的目的。（3)輪椅可達到預期折疊功能，攜帶、儲存方便。（4)輪椅制造成本低，可滿足廣大客戶的需求。
5．創新實踐實例：電動大門的設計
5.1電動大門的功能目標：實現大門的自動啟閉
5.2設計要求：門寬為4!6米，門高為1.5!2米啟閉時間為10秒左右。
5.3設計方案的構思：電動大門可分為平開門、推拉門和升降門。平開門可分為雙扇平開門和四扇平開門；腿拉門可分為整體推拉門和伸縮推拉門；升降門可分為整體升降門和卷閘門。從評分情況看，單扇推拉門和伸縮門得分較高，實際情況也是這兩種門應用最廣泛。但從美觀情況看，近期不銹鋼制作的伸縮門應用的最廣泛。
【關鍵詞】機械創新設計；邏輯推理；聚合型思維；創造性思維
1.機械創新設計和制造
一般來說，創新設計的過程大都是從形象思維開始，然后經過邏輯推理和判斷及相應的綜合，分析與決策，而產生設計方案；然后進一步將設計具體化，即建立新的機構，結構和機械系統等模型，繼之進行計算和技術細節的設計.機械創新設計和制造不同于常規的機械設計，是設計人員針對新的或預測的需求，充分發揮設計者的創造力和智慧，利用已有的相關科學理論，方法和原理，進行新的構思，設計和制造出新穎，有創造性及實用性的機構或裝置的實踐活動.它包含改進機械產品的技術性能，可靠性，經濟性和適用性，還反映出和諧統一的技術美.它包含兩個部分：一是改進完善生產或生活中現有的機械產品技術性能，可靠性，經濟性，適用性。
2.創造設計出新機器，新產品，是以滿足新的生產和生活的需要
2.1機械創新設計過程
機械創新設計的目標是由所要求的機械功能出發，改進，完善現有機械或創造發明新機械實現預期的功能，并使其具有良好的工作性能及經濟效益.我國技術專家提出的機械創新設計的一般過程，可分為四個階段：根據設計任務及要求確定機械的基本原理，機械結構類型綜合及優選，機構運動尺寸綜合及其運動參數優選，機械運動學參數綜合及其動力參數優選.完成上述四個階段，便形成了機械設計的優選方案，而后進入機械結構創新設計階段.機械創新設計與常規機械設計相比，其過程沒有多大差異，但它主要強調人在設計過程中的主導性及創造性作用。
2.2機械創新設計的特點
一是多門科學技術交叉，滲透，融合；二是部分工作為非數據性，非計算性的，必須在知識和經驗積累的基礎上思考，推理及判斷，并運用創造性及發散思維的方法；三是在知識，經驗，靈感與想象力的系統中搜索并優化設計方案；四是機械創新設計是多次反復，多級篩選的過程，每一設計階段都有其特定內容及方法.但各階段之間又密切相關，形成一個整體的設計系統。
3.機械創新設計思維
3.1機械創造性思維的基本形式
（1）發散型思維.發散型思維就是在思維過程中，通過所得到的若干概念的重新組合，大膽地向四周輻射，擴散出兩個或更多個可能的答案，設想或解決方式.發散型思維既無一定的方向，也沒有一定的范圍.不墨守成規，不拘泥于傳統方法，對所思考的問題標新立異，達到"海闊天空"，"異想天開"的境界.發散型思維能力的高低，取決于知識面，想象力，尤其是遷移能力。（2）聚合型思維.聚合型思維就是以某個思考對象為軸，從不同的方向和不同的角度，將思維指向這個中心點以供選擇，達到解決問題的目的.也就是從眾多的信息中確認一個自認為最佳的或最好的方案。（3）靈感思維.靈感是指經過長期的思考和探索之后，受某種現象的啟發，在頭腦中突然閃現的獨創性的意念或設想.它是人們的創造活動達到后出現的一種最富有創造性的飛躍思維的智能狀態.靈感是思維的迅速升華與高級濃縮，是過程的省略.靈感既是一種思維形式。（4）想象思維.想象是一種抽象的形象思維活動，想象可以是非理性的憑空想象，也可以是理性的在已有確定性基礎上進行重新組合或部分更新性質的想象.想象思維具有以客觀現實為基礎，高度概括性和形象性及重新組合與再創造等特點，想象是人類思維之樹上最美麗，神奇的花朵.沒有想象就沒有創造，創造離不開想象，想象是創造的精髓。
3.2機械創新設計思維的模式
創造性思維是指突破原有的思維模式，重新組織已有的知識，經驗，信息和素材等要素，在大腦思維反應場中超序激活后，提出新的方案或程序，并創造出新的思維成果的思維方式.要創造，首先要有創造性思維，創造性思維是人類大腦的特有屬性.創造性思維就是"想到別人沒有想到的觀念"，創造性思維是新穎獨到的信息加工藝術，是人腦的各種思維活動形式和思維活動的各個要素之間相互協同進行的有機結合的高級整體過程.創造性思維不同于在設計領域常用的邏輯思維，其主要在于創造性思維有創造想象的參與，而且，邏輯思維是一維的，具有單向性和單解性的特點，而創造性思維是一種立體思維，通常沒有固定的延伸方向，它更加強調直觀，聯想，幻想和靈感，所以創新設計不是靠邏輯推理出來的，而是靠創造性思維的激發所產生的。
4.機械創新設計方法機械創新設計常用到以下方法
4.1智力合成法
一種發揮集體智慧的方法.通過集體討論的形式，發散和激勵創新思維.討論時應相互啟發激勵，取長補短，引起創新設想的連鎖反應，使思維自由奔放，新的設想激烈涌現.討論的目標要明確，事先有準備.其原則有：鼓勵自由思考，隨心所欲，設想新異；不許批評別人的設想；推遲評價，不過早定論；有的放矢，不泛空談；討論者一律平等，不提倡少數服從多數；及時歸納，總結，紀錄各種設想，留作下次再議；最后挑選最合適，最有前途的見解，并審查其可行性。
4.2仿生類比法
通過對自然界生物機能的分析類比，從事物的千差萬別，不同程度的對應和相似之處的類比中得到。
我們的時代是充滿希望與機遇的時代。21世紀的希望在亞洲，亞洲的希望在中國。我國機械行業經過數十年發展后已比較成熟，與國外先進水平的差距日漸縮小，但還存在不少問題，所以機械科技工作者任重而道遠。我們常說：學歷不等于能力，文憑不等于水平，但知識、經驗和技能仍然是創新成功的基礎。哲學家培根提出：“知識就是力量”，牛頓說他的成功是站在前人肩膀上的結果。一個十分重要的規律是所有創新都是孜孜不倦的學習和百折不撓實踐的結果。要創新，必須學習知識和技能。進入信息時代以后，知識日新月異，信息空前膨脹。一個人的知識通過大學學習只能滿足其需要知識的10～20%。其余的必須通過不斷地繼續學習才能滿足社會發展的需求。如果沒有一定的數學，力學基礎知識，我們就無法確定機械運動的空間軌跡，無法進行動平衡設計，如果沒有必要的動手能力，新產品設計就只能束之高閣。因此年輕的機械設計和生產工作者，應不斷地刻苦學習，鍥而不舍地提高自己創新的知識，經驗和技能，否則“創新”喊得再響也不過是一句“口號”。
1機械工程創造設計的特點
與其他常規的機械設計不同，機械創新設計要求設計人員充分發揮自己的聰明才智和創造力，利用創造性思維，設計出新穎、有創造性、有實用價值的機械裝置。機械工程創新設計往往包含了多種科學技術的滲透、綜合與交叉，是通過邏輯思維的分析和知識的運用找到創新設計方案，其中存在的部分表現為非數據性、非計算性的，一定要在理論知識的時間基礎上思考判斷推理的。
2機械設計中設計人員應該樹立創新的理念
要想突破傳統的模式，在設計上有所創新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創新理念并會將其運用到時間中去。創新就是突破傳統的思維模式，運用現代超前的理念進行問題的思考。對于一個設計者而言，缺少創新意味著他在工作上無法得到肯定。優秀的機械設計者要時刻謹記創新理念，要用創新的思維對問題進行深入的思考，再結合自己的專業知識將自己的設想轉化成現實。
3機械的優化中應該具備的創新方式
（1）智力思維法———這是一種發揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關專家人士針對某一目標進行討論，通過相互啟發、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創新設計的連鎖反應，為機械設計提供更好的創新成果。
（2）列舉創新法———這是指依據一定規則，列舉研究對象的各種性質，通過對這些性質的逐項分析，尋求改變來又發創新設想的方法。它適合于現有事物的改進及應用型的開發，一般經過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。
（3）移植技術法———這是指將一個技術領域內的先進原理、方法或成果移植到另一個領域中，或把一種產品內的先進技術應用到另一個產品中，從而設計出新產品。在進行移植技術法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統方法難以找到理想的設計方案或階梯設想，或者利用相關專業領域的技術和知識根本無法找到出路；2）其他技術領域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結果能否保證系統整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術移植法可以分為技術原理式移植、技術手段式移植和技術功能式移植。技術移植法是對科學技術的發展，對促進發明創造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學發展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發展，至少是重大的發展有所了解的原因。
（4）反求設計———這是指設計人員以先進的設備軟件為研究對象，應用專業知識對其進行系統的研究和深入的分析，掌握關鍵技術，在消化、吸收的基礎上，仿型或開發出同類型創新產品的設計。反求設計中一要在剖析原產品或技術中的“求”，二要在“再設計”中的“改”或“創”下功夫。
作者：王斌 單位：焦作神華重型機械制造有限公司
1機械創新設計的思維原則
思維的過程被稱作是“思路”，在機械設計思維的過程中往往會有兩個思維原則：（1）最短路徑原則———設計者得到產品的功能要求后，往往會首先檢索出最佳設計實例，這樣一來便可以迅速接近目標，再運用價值工程方法，找出價值較低的極少數組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試用最小變動以解決矛盾，如果矛盾還是沒有得到解決，那就將其擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最終得到最優結果。這樣消耗最少能量的途徑便體現了最短路徑的原則；（2）相似性聯想———根據湯川秀樹的定同理論，聯想能力就是找出事物彼此相似性的創造力，相似性就是事物間的內在聯系。
2機械設計中設計人員應該樹立創新的理念
要想突破傳統的模式，在設計上有所創新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創新理念并會將其運用到時間中去。創新就是突破傳統的思維模式，運用現代超前的理念進行問題的思考。對于一個設計者而言，缺少創新意味著他在工作上無法得到肯定。優秀的機械設計者要時刻謹記創新理念，要用創新的思維對問題進行深入的思考，再結合自己的專業知識將自己的設想轉化成現實。
3機械的優化中應該具備的創新方式
（1）智力思維法———這是一種發揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關專家人士針對某一目標進行討論，通過相互啟發、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創新設計的連鎖反應，為機械設計提供更好的創新成果。
（2）仿生類比法———這是通過仿生學對自然系統生物分析和類比的啟發創造新方法。自然界的動植物以其精妙絕倫的結構和性能為人類孕育出來新事物和新方法提供了學校的樣板。機械設計者通過對自然界的生物技能分析類比，再對比相似之處得到創新，設計新機械。
（3）列舉創新法———這是指依據一定規則，列舉研究對象的各種性質，通過對這些性質的逐項分析，尋求改變來又發創新設想的方法。它適合于現有事物的改進及應用型的開發，一般經過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。
（4）移植技術法———這是指將一個技術領域內的先進原理、方法或成果移植到另一個領域中，或把一種產品內的先進技術應用到另一個產品中，從而設計出新產品。在進行移植技術法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統方法難以找到理想的設計方案或階梯設想，或者利用相關專業領域的技術和知識根本無法找到出路；2）其他技術領域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結果能否保證系統整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術移植法可以分為技術原理式移植、技術手段式移植和技術功能式移植。技術移植法是對科學技術的發展，對促進發明創造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學發展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發展，至少是重大的發展有所了解的原因。
（5）反求設計———這是指設計人員以先進的設備軟件為研究對象，應用專業知識對其進行系統的研究和深入的分析，掌握關鍵技術，在消化、吸收的基礎上，仿型或開發出同類型創新產品的設計。反求設計中一要在剖析原產品或技術中的“求”，二要在“再設計”中的“改”或“創”下功夫。通過反求，進行工程設計，這樣它的起點比較高，更容易得到創新的產品。
關鍵詞：實踐教學；綜合技能；創新能力
[項目資助]：本文獲遼寧省“十二五”教育科學規劃課題“農業機械化及其自動化特色專業教學質量工程建設與實施（JD11DB238）”和沈陽農業大學教改項目“農機化專業學生自主式學習和創新型人才培養模式研究”資助。
引言：創新能力和實踐能力是評估本科生專業綜合素質的重要指標。目前，農業工程教育存在諸多問題，如理論教學所占比重較大，忽視創新能力的培養；學生被動學習，學習積極性不高；實踐環節學生以參觀為主，實際動手機會不多；實訓基地緊張等，這大大影響了學生實踐能力和創新能力的培養。針對農業機械化及其自動化特色專業，為了彌補以上不足，將學生培養成為社會所需要的全能人才，制定并實施了以內容更新和體系優化為重點的實踐教學方案[1-5]。
1 農業機械化及其自動化專業實踐教學概述。農業機械化及其自動化專業實踐教學環節分為教學實習和科研訓練兩部分。第一部分包括金屬工藝實習，拖拉機汽車實驗，機械制造工藝實習、農業機械化生產實習，畢業實習等；第二部分包括機械設計課程設計，PLC及機電一體化課程設計，專業綜合創新設計和畢業設計等。本文主要針對金屬工藝實習、農業機械化生產實習、畢業實習、專業綜合創新設計、專業綜合課程設計、畢業設計，進行實踐教學方案與實施的闡述。
2 教學實習實施。在教學實習中，將金屬工藝實習、機械設計課程設計、農業機械化生產實習、畢業實習進行了實習內容的修改，提高實踐教學環節學時，強調綜合、設計性實踐能力培養。
2.1 金屬工藝實習、機械設計課程設計實施。將原金屬工藝實習，在內容上增加“構件、鈑金”兩部分內容，要求學生進入實習工廠模擬實際生產進行全方位實習。在實習過程中，學生進行了焊接、車工、銑工、鉗工、數控等學習。實習結束后，學生自己動手完成了指定工件的加工。通過金工實習，培養了學生的觀察能力、動手能力，使其將理論知識與實踐能力有機地結合。機械設計課程設計采用指導教師給出設計項目的基本需求及必要的邊界條件，由學生獨立完成設計的全過程的方式，培養學生的設計開發與創新能力。
2.2 農業機械化生產實習實施。校外實訓基地是生產實習實施的關鍵，是創新型人才培養模式實施的保障。為加強本科生創新能力和實踐能力的培養，根據農業機械化及其自動化特色專業人才培養方案的要求，積極創建了沈陽農業大學黑山機械制造廠實踐教學基地、撫順農機技術推廣中心實踐教學基地，聘請了校外實習基地負責人。農業機械化生產實習重點在于增強“生產實習”綜合運用能力的培養，也就是將原來駕駛實習與原生產實習結合在一起，在農機化生產現場，根據給定田間條件，整地機械、播種機、插秧機、收獲機械的選型、調整、檢修、編組、與拖拉機掛接、拖拉機駕駛等實際操作，并對工作效果進行檢驗、測定等工作。2013年春季，在撫順市農機技術推廣中心實習基地，學生們親自參加了整地機械、播種機、插秧機作業等環節的實習，同學們親自到田間參與作業，由以往倦怠情緒轉變為積極樂觀的動手實踐，個別同學更是在師傅的指導下駕駛了拖拉機作業，通過現場實習實踐，增強了學生的實踐動手能力，鞏固了課堂學到的理論知識，培養了學生工程實踐能力，為學生在工作崗位上，從事農業機械設計與制造工作以及農業機械化宏觀管理奠定了良好的基礎。
2.3 畢業實習實施。綜合運用專業基礎知識能力訓練：整合原計劃中的“科技創新實習”、“畢業實習”等環節，將學生分組，指派到專業教師科研團隊中，在指導教師帶領下，參與教師（或校外兼職教師）的科研、專業業務管理工作。其目的是運用專業知識、現代設計方法，訓練科研、技術開發、生產管理等多方面的能力。
3 科研訓練實施。在科研訓練中將專業綜合創新設計和畢業設計進行修改，使其與教學實習相輔相成，完成社會需求的創新型人才的培養。專業綜合創新設計主要鍛煉學生的創新能力，設計時間為兩周，設計內容主要包括利用solid works軟件進行創新零件實體建模、設計書的撰寫。其實施主要體現在選題的拓展，即選題不僅僅局限在廚衛、環保、節能以及小型產品及設備方面，只要具有創新機構的新型農機具、小型機電產品等，均符合創新設計選題要求。通過專業綜合創新設計，學生完成了初步的設計方案。這些工作成果可以作為大學生創新實踐活動的前期基礎，也可以作為畢業設計的研究對象。幾年來，在創新設計中學生完成創新設計作品48項，獲沈陽農業大學機械設計大賽的一、二、三等獎和遼寧省大學生機械設計大賽的一、二、三等獎，由學生研制的一些產品獲得發明專利4項，實用新型專利14項。
4 結語：針對農業機械化及其自動化特色專業，通過教學實習實施和科研訓練實施，實現了專業創新型人才的培養，有效地提高了畢業生就業率、獲學位率和考研率，培養出的學生創新能力強、綜合素質高，贏得了用人單位的高度評價，體現了實踐教學實施的合理、可行，具有很強的針對性和可操作性。
參考文獻：
[1] 李紅兵，閆衛華. 加快交叉學科建設 提升高校有效競爭力[J].中國高教研究，2007，（1）： 44-46.
[2] 趙文華，程瑩. 美國促進交叉學科研究與人才培養的借鑒[J]. 中國高等教育， 2007，（1） ： 61-63.
[3] 何繼善，王孟鈞.工程與工程管理的哲學思考[J]. 中國工程科學，2008，10（3），9-12
關鍵詞：機械設計；現代設計；技術
引言
機械設計是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算并將這轉化為具體的描述以人為制造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能最主要的因素。設計工作的質量水平，直接關系到機械產品的質量性能、研制周期和技術經濟效益
1.現代機械設計與傳統設計特點比較
1.1傳統機械設計思維比較被動，現代機械設計具有較強的主動性
傳統設計依靠靈感和經驗，思維往往比較被動。而隨著現代技術的迅速發展和市場競爭的日益激烈，人們必須不斷的提出新的、大膽的開發目標和設想，并運用現有的最新科學技術創造出全新的產品。傳統依靠經驗的設計已經不能適應這一需求。現代設計在進行研究創造設計思維本身的規律時，運用靈感、方案、優化設計產生的內在邏輯，并由此產生了創造學、價值工程、設計方法學等理論。
1.2傳統設計注重機械本身預定功能的實現
現代機械設計要求把對象置身于大系統中，并對系統作出設計，將預定的功能在人―機―環境之間進行合理分配。充分考慮到人的生理和心理因素，力求在人際之間做出最佳設計。此外，現代設計還考慮到機械從原料圖區、加工裝配、投入使用至報廢回收等全部生命周期中各個階段與環境的關系，以減少對自然環境的傷害并保證生態平衡。
1.3現代機械設計強化了傳統機械設計對強度準則的要求
有限單元法和斷裂力學等領域的研究成果在現代機械設計中的應用，強化了設計者強度設計的能力，現代設計的準則也因此拓寬到產品設計的更多領域。現代消費者對產品的需求從實用需求上升到物質與精神享受并重的層次，對現代機械設計提出了藝術和美學方面的要求。
1.4傳統設計歷時長、耗費大，現代機械設計周期短，耗費低
傳統機械設計一般先根據目標和任務做出第一個方案并造出樣機，然后對樣機評定、考核，進行修改，形成第二套方案，如此反復，到滿意為止，設計過程周期長、耗費高。現代設計根據各種給定的條件，運用優化設計的原理和方法，借助計算機求取最佳設計參數和設計方案。在現代設計中，優化意識還延伸到產品的總體方案論證，產品結構和工藝設計各個方面，并產生了遺傳算法、模糊算法等許多新的理論方法。
1.5傳統設計受思維進度的約束，現代機械設計利用計算機改變了這一缺陷
在傳統的設計中，從概念設計、技術設計到編制工藝、計算工時成本，有許多部門用串行工作方法參與，需要一個漫長的過程，而現代的并行設計技術，使人們在作出一個方案的設計時，通過計算機網絡同時獲得后續過程相關信息，使設計者有可能及時修改方案，尋求一個全面、綜合的優化方案。
2. 機械設計中現代設計技術的應用
2.1 MSD（機械優勢設計）
機械優勢設計（Mechanical Superiority Design，簡稱MSD）的關注焦點在于市場的需求，而不是以單純的創新和個人的興趣作為設計的出發點。以市場為導向的核心設計理念然讓MSD（機械優勢設計）具備了更好地適應市場經濟環境的能力，主要表現為它能夠通過分析和預測機械產品的技術方向，找準自己的市場定位，明確設計的技術方向，協調技術和市場之間的關系；同時，也能夠更快的吸收相關的先進的設計技術，并將其應用到機械設計方案當中去。總體來看，MSD（機械優勢設計）所采取的一切措施和策略均是為了增強機械設計產品的市場競爭能力。
2.2 MCD（機械創新設計）
機械創新設計（Mechanical Creative Design，簡稱MCD）的關注焦點在于充分發動設計人員的智慧和創新思維能力，進而設計出來新型的機械功能、機械結構或者機械產品。MCD（機械創新設計）非常強調設計人員在機械設計過程中的靈魂作用和主導作用。因此，在機械設計的過程中，設計人員要充分動用各種創新思維模式（例如，發散思維模式、頭腦風暴等）。但是在機械設計中設計人員很難向藝術家構思藝術作品那樣做到“天馬行空”，因為機械結構選型的多解性和復雜性將創造性思維限制在一定的范圍內。但是智能專家系統和各種計算機輔助設計系統在機械設計中的應用，讓設計人員能夠有更多的精力去運用創造性思維，把繁瑣的計算和設計求解交給智能專家系統去完成。
2.3 MFD（機械模糊設計）
機械模糊設計（Mechanical Fuzzy Design，簡稱MFD）的關注焦點在于模糊數學知識在機械設計過程中的充分、靈活、深入地運用。復雜化是當前機械設計的重要趨勢之一，復雜化的機械設計必然導致設計中各種變量關系的復雜化。但是過于復雜的機械設計方案，想要對其進行精確的描述則具有極大的困難或者需要花費極大的精力。但是如果將機械設計方案的精確描述改為“承載能力較強”或者“使用壽命較長”等類似的模糊描述，實質上出現了設計中的“模糊現象”。
2.4 MGD（機械綠色設計）
機械綠色設計（Mechanical Green Design，簡稱MGD）的關注焦點在于提高產品的“綠色程度”，即在滿足環境目標要求的同時，保證產品應有的功能、使用壽命和質量等[3]。綠色設計通常也稱為生態設計、環境設計、環境意識設計等。在傳統產品設計過程中，設計人員主要按照產品性能、質量和成本要求等指標進行設計，設計過程中對產品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產品的處理及對生態環境的影響等考慮較少[4]。這樣制造出來的產品，在其使用壽命結束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物質對生態環境造成了嚴重污染，影響生活質量和生態環境，造成資源的大量浪費。
3.結束語
在機械工程中，機械設計時非常關鍵和重要的部分，它直接決定了機械的真實性能水平；在進行機械設計的過程中，設計人員利用現代設計技術提供的新技術和新方法可以提升機械設計水平，增強研發能力。
參考文獻：
[1]張海籌. 基于IT技術的現代機械設計方法[J].機械設計與制造，2005，（05）：147-148.
關鍵詞：機械工程設計；創新思維；應用
創新設計思維在機械工程設計中的作用是相當重要的，相似性思維是創新思維發展過程中的必然階段，相似性思維在創新思維的發展過程中是不可或缺的，科研中對事物主要進行的是相似性分類，然而在工程機械產品中主要采用的科學分類方法是模塊化分類，因此為了能夠有效的生產工程機械產品就要在設計的過程中融入創新思維。
1.機械工程設計的發展
1.1.傳統機械工程設計
經過上百年的積淀，機械工程設計發展目前已經比較完善，機械工程設計也在不斷的進步中，早期的機械工程設計受到各種條件限制，如：經濟發展水平和生產條件的限制，嚴重阻礙了機械設計的持續前進。即便實踐經驗豐富的工程技術人員，在設計過程中能夠節省大量的時間，但還是無法擺脫傳統設計理念的影響，犯錯誤仍然難以避免。因此，早期的機械工程設計仍然經歷了比較長的過渡期，而且也限制了生產價值的創造。
在機械工程設計的理念中，傳統的機械設計操作過程比較復雜，執行難度比較大。首先設置專門的市場調查人員，在目標產品的調查過程中使用各種有效的手段，根據實際的調查結果對市場需求進行預測，采取合適的手段對工程設計存在的問題進行分析和整理。而且對于存在的問題進行整理，然后進行全面的分析，提出具體的解決方案和設計方案。最后，所有的成員一起進行匯總、評價和分析，從而得出結論，然后制定計劃來完成整體的設計。在整個設計過程中，市場調研，模型框架，討論和測試都是密切聯系的，在這一系列的過程中，沒有精確的信息數據和具體的參考的實例，因此，傳統設計存在較高的危險系數。
1.2.現代機械工程設計
機械工程設計本身就是具有創造價值和創造力的工作過程。如今，現代工業具有驚人的發展速度，科學技術也得到了迅速的發展，人們的生活質量也得到了了顯著的改善，各種企事業單位的人才都被重用，尤其是重視他們的創造力和主動性，占據了社會的主導地位。而且人在機械設計領域發揮著舉足輕重的作用，是機械工程設計的中堅力量，他們通常利用最先進的科技成果，挖掘人的潛力，有效的利用創新思維，與此同時先進的科學技術在機械設計中得到了廣泛的應用，主要有設計技術，設計工具，計算技術，甚至在機械工程設計與制造當中運用最新的材料等。從而把設計人員的創造活力和熱情有效的進行激發，從而改變了單調而枯燥的機械設計過程，使他們突破設計領域的限制，更多的新產品被開發出來，從而能夠創造更多的財富。
2.創新思維在設計過程中的運用
2.1.智力思維法
由于受靈感或潛意識流的作用，新的創意才會被激發，并組織5至10人的專家組進行會議討論，會議通常持續了一個小時，專家們將對同一個課題進行公開討論，發表自己的意見，專家之間的交流可以產生新的靈感，從而彼此之間互相借鑒，豐富各自的頭腦，再加上各種各樣的想法來制定更多的方案，從而能夠引發出更多具有創新性的方案。這種模式的會議主要是為了在短時間內去對專業問題和項目進行探索。
2.2.組合創新法
組合創新法主要包含兩中不同的方法，一個是模塊組合的方法是將工程系統中具有相似性的功能進行全面的分析和系統分類，劃分出基本的功能單元，并將相對獨立的層次進行歸類，然后把它們設計成其他的“模塊”，從而使其具有規范性和標準性。用戶只需要購買需要更換模塊對他們的設備進行升級，避免了購買新機的麻煩和資金支出。另外的方法就是形態矩陣法，根據影響因素將復雜的問題進行分解，也就是目標標記。將參照因素利用圖解法來進行合理的安排，將各個參照量可能存在的基準值清晰的列出來，從而形成矩陣形態圖表，最終形成各種可能的狀態組合，這種方法可以繪制出各種設計方案，并且在大型機械設計中進行運用。
2.3.聯想類比法
聯想類比法主要包含三種方法，首先是相似類比法，在工程技術中合理的將各個組件進行合理的劃分，其中主要包括類似的結構，類似的過程和類似的功能等，從而形成一個合理的分類體系。同時在進一步分析的基礎上進行深層的分解，根據層次進行的水平劃分，根據本單位的客觀需要進行綜合分析，最后進行總體的整合和優化分類，并將新的技術引進來，最終形成全新設計流程。例如，根據齒輪嚙合傳動的原理對同步齒形帶傳動的設計進行類比。有時候，人或動物的行為也是機械設計的類比依據，從而能夠形成全新的結構和設計。例如，蟹爪加載機制的設計原理就是依據蟹鉗的工作原理。第二種方法就是仿生法，例如，仿生機器人的設計。第三種是移植法，例如，物理上的激光技術、電火花技術就是激光切割機、電火花成型機設計的依據。
2.4.相似性分類
創新研究的第一步就根據事物的相似性進行科學分類。在工程技術中，按層次找出相似的單元對結構相似、功能相似、運動相似的系統或組件進行合理分析，同時對分類進行進一步的分析和分解，最后在做出優化和整合，新技術的融合要根據有關單位的客觀需求，同時進行分類與整合，運用新技術創造出新事物。
綜上所述，創新是任何行業發展過程中必然要經歷的，機械工程設計的不斷創新，能夠改善機械產品的性能，而且企業的市場競爭力也可以得到顯著的提高，因此企業就能獲得更多的經濟效益。創新思維是創新設計的基礎，豐富的知識和經驗是創新思維的基礎，在創新設計方面，創新的思維并不是將所有的想法都列入其中，豐富的理論基礎是創新思維的出現必然要求。
參考文獻：
[1]萬耀青，阮玉湘.機電工程現代設計方法[M].北京：北京理工大學出版社，2011.
