论文部分内容阅读
摘要：轻工机械是我国重要的工业部门，自工业兴起之初，便为我国国民经济的发展创造了巨大的经济效益。而科学技术水平的不断进步，在带动轻工机械产业发展的同时，也对其设计理念提出了更高的要求。不断进行设计的创新，促进生产设备的更新换代，并且以新思维和新方法为轻工机械产业的壮大提供源动力，已经成为促进当前我国轻工机械产业做大做强的主要手段。基于此，本文将立足当前轻工机械产业的实际，探讨轻工机械设计创新的新思维和新方法。
关键词：轻工机械设计；新思维；新方法
我国的轻工机械产业兴起于上世纪90年代，隶属于机构学，并且被划分到工作机器的范畴内，其工作机理主要是依靠一系列工艺动作来实现。由于起步较晚，我国的轻工机械经过多年来的发展，始终缺乏有效的创新动力和设计方法，导致其始终发展缓慢，难以最大程度的推动产业升级，带动国家整体经济实力的提升。这种现状要求各轻工机械企业加快设计创新的步伐，以新思维和新方法来带动产业结构的升级，促进企业的长远发展。
1.轻工机械设计创新的整体规划
1.1.以目标创新和理念创新作为指导
轻工机械设计若想要从根本上实现创新，树立科学合理，并且行之有效的创新目标和创新理念，是指导一切创新活动的依据根本。因此，轻工机械设计创新的实现，首先应该立足于当前的现实社会需求，以市场为导向，在制定出总体发展方案的基础之上，不断寻求目标和理念的创新，并以此来指导轻工机械设计的创新发展。
1.2.创新工作机理与工作模式
站在轻工机械设计的视角来看，若想要谋求发展，必然要有创新的目标和理念作为支撑，并以此作为新的工作机理和工作模式产生的前提和基础，才能够制定出符合实际与未来发展走向的设计方案[1]。轻工机械设计应该对其形成的方案加以细化和分析，采取“由小到大”、“由浅入深”的方式来进行设计创新，从组成参数和结构参数等基础细节入手，并逐渐将创新范围扩大到产业结构、发展规划等宏观方面。
2.轻工机械设计创新的新思维和新方法
2.1.建立轻工机械功能求解模型
对于任何产品来说，功能求解模型都是进行设计创新的重要基础和依据，对于轻工机械设计创新来说亦是如此。轻工机械若想要真正的实现设计创新，首先就要根据轻机设计自身的特点，来建立起客观的功能求解模型，以提高设计的效率和创新的水平。整个轻工机械由轻机产品功能、寻求产品工作机理、构思效应工艺动作过程、分解若干可行的执行动作，以及求得若干执行机构组成的系统几部分所构成[2]。
从整个功能求解模型中能够看出，轻机产品的功能、原理、动作过程都被模型联系成为统一的一个整体，这与产品的特殊性质保持一致性，并且是符合整个轻工机械设计的创新理念的。这种创新理念不仅易于接受，同时也比较容易应用到实践当中，具有很强的操作性。另外，事实上整个功能求解模型是功能域、效应域、工艺动作过程域、执行动作域以及执行机构域这五个环节的映射，并且在这五个映射作为设计师在设计过程中融入的创新思维和创新方法，在带给轻工机械设计自身创新的基础之上，还会被作为其他创新思维和创新方法的基本创造理念，由此也会衍生出各种不同功能和效应的产品创新方案，将会在很大程度上促进轻工机械设计的创新发展[3]。
除此之外，功能求解模型是建立在多种不同类型产品的工作原理之上的，设计人员通过对这些理论和技术的研究，能够开发出更多科学可靠的创新理念，为轻工机械设计的创新提供全新的方法和途径。由此可见，功能求解模型在整个轻工机械设计的创新过程中占据着重要的地位。
2.2.轻工机械系统设计创新方案
在功能求解模型中，我们能够找到与各个环节的动作相互对应的机构，但是，由于不同执行动作的机构可以对应多个不同的机构，便会形成很多各自独立又相互统一的机构系统。因此，在进行轻工机械设计创新的过程中，除确立功能求解模型之外，还应该构建出完善的机构系统设计方案。
2.2.1.机构系统的原则
在进行机构系统设计时，应该具体把握以下两个方面的设计原则：
首先，应该把握相容性的原则。所谓的相容性原则，是指整个机构系统的创新设计，应该保证各机构在执行动作时，都能够保持同步，拥有协调一致的执行时间和标准，保证各个机构输出动作的精准[4]。
其次，应该保证系统各部分环节都达到最优化，这是保证整体的系统性能和创新性能达到最优化的主要手段。确保各机构系统中各部分的性能最优，对各个部分结构的设计都秉持最新颖的设计理念和设计思维，将各部分组合在一起时，才能使系统达到综合性能的最优。
2.2.2.以形态学矩阵实现机构系统设计方案的多元化
如公式（1）中所示，N代表机构系统方案数，a、b、c分别代表动作执行机构数，将机构系统中的工艺动作进行分解，能够得到若干个执行动作数[5]。这种设计方案从理论上讲，进行组合之后能够得到若干机构系统设计方案，即为N。
N=a×b×c （1）
2.2.3.机构系统方案的创新性评价和决策
在整个机构系统的设计创新方案中，不仅囊括了系统功能、工作的性能、动力性能等因素，同时也涵盖了经济型机构紧凑型等一系列评价指标。对这些指标进行统一的评价，能够得到一个最优方案，此方案即为轻工机械机构系统设计的创新方案。该创新方案能够对轻工机械设计的创新性进行全面、客观和综合的评价，为轻工机械设计创新提供新思维和新方法。
3.总结
综上所述，轻工机械设计创新的新思维和新方法对于整个轻工机械产业来说已经成为一项势在必行的改革任务，只有不断进行创新发展，在产品设计中融入具有现实意义和时代特征的新思维和新方法，才能够确保轻工机械设计始终走在时代的前沿，为轻工机械产业提供发展动力。
参考文献：
[1]袁锋.面向需求的机械产品原理方案创新设计关键技术研究[D].天津大学，2006.
[2]陈继文.MFBS框架下基于知识的计算机辅助创新设计关键技术研究[D].山东大学，2013.
[3]张付英.机械产品创新设计信息化建模、求解及其关键技术研究[D].天津大学，2004.
[4]高常青.机械产品快速创新设计及其关键技术研究[D].山东大学，2006.
[5]唐文献.KBE环境下面向协同创新的产品开发支持系统研究[D].上海大学，2003.
作者简介：孙景学 ， 男 ，汉族 籍贯：内蒙古敖汉旗， 职务：企业站站长， 职称：工程师，学历：专科，研究方向：轻工机械。
关键词：轻工机械设计；新思维；新方法
我国的轻工机械产业兴起于上世纪90年代，隶属于机构学，并且被划分到工作机器的范畴内，其工作机理主要是依靠一系列工艺动作来实现。由于起步较晚，我国的轻工机械经过多年来的发展，始终缺乏有效的创新动力和设计方法，导致其始终发展缓慢，难以最大程度的推动产业升级，带动国家整体经济实力的提升。这种现状要求各轻工机械企业加快设计创新的步伐，以新思维和新方法来带动产业结构的升级，促进企业的长远发展。
1.轻工机械设计创新的整体规划
1.1.以目标创新和理念创新作为指导
轻工机械设计若想要从根本上实现创新，树立科学合理，并且行之有效的创新目标和创新理念，是指导一切创新活动的依据根本。因此，轻工机械设计创新的实现，首先应该立足于当前的现实社会需求，以市场为导向，在制定出总体发展方案的基础之上，不断寻求目标和理念的创新，并以此来指导轻工机械设计的创新发展。
1.2.创新工作机理与工作模式
站在轻工机械设计的视角来看，若想要谋求发展，必然要有创新的目标和理念作为支撑，并以此作为新的工作机理和工作模式产生的前提和基础，才能够制定出符合实际与未来发展走向的设计方案[1]。轻工机械设计应该对其形成的方案加以细化和分析，采取“由小到大”、“由浅入深”的方式来进行设计创新，从组成参数和结构参数等基础细节入手，并逐渐将创新范围扩大到产业结构、发展规划等宏观方面。
2.轻工机械设计创新的新思维和新方法
2.1.建立轻工机械功能求解模型
对于任何产品来说，功能求解模型都是进行设计创新的重要基础和依据，对于轻工机械设计创新来说亦是如此。轻工机械若想要真正的实现设计创新，首先就要根据轻机设计自身的特点，来建立起客观的功能求解模型，以提高设计的效率和创新的水平。整个轻工机械由轻机产品功能、寻求产品工作机理、构思效应工艺动作过程、分解若干可行的执行动作，以及求得若干执行机构组成的系统几部分所构成[2]。
从整个功能求解模型中能够看出，轻机产品的功能、原理、动作过程都被模型联系成为统一的一个整体，这与产品的特殊性质保持一致性，并且是符合整个轻工机械设计的创新理念的。这种创新理念不仅易于接受，同时也比较容易应用到实践当中，具有很强的操作性。另外，事实上整个功能求解模型是功能域、效应域、工艺动作过程域、执行动作域以及执行机构域这五个环节的映射，并且在这五个映射作为设计师在设计过程中融入的创新思维和创新方法，在带给轻工机械设计自身创新的基础之上，还会被作为其他创新思维和创新方法的基本创造理念，由此也会衍生出各种不同功能和效应的产品创新方案，将会在很大程度上促进轻工机械设计的创新发展[3]。
除此之外，功能求解模型是建立在多种不同类型产品的工作原理之上的，设计人员通过对这些理论和技术的研究，能够开发出更多科学可靠的创新理念，为轻工机械设计的创新提供全新的方法和途径。由此可见，功能求解模型在整个轻工机械设计的创新过程中占据着重要的地位。
2.2.轻工机械系统设计创新方案
在功能求解模型中，我们能够找到与各个环节的动作相互对应的机构，但是，由于不同执行动作的机构可以对应多个不同的机构，便会形成很多各自独立又相互统一的机构系统。因此，在进行轻工机械设计创新的过程中，除确立功能求解模型之外，还应该构建出完善的机构系统设计方案。
2.2.1.机构系统的原则
在进行机构系统设计时，应该具体把握以下两个方面的设计原则：
首先，应该把握相容性的原则。所谓的相容性原则，是指整个机构系统的创新设计，应该保证各机构在执行动作时，都能够保持同步，拥有协调一致的执行时间和标准，保证各个机构输出动作的精准[4]。
其次，应该保证系统各部分环节都达到最优化，这是保证整体的系统性能和创新性能达到最优化的主要手段。确保各机构系统中各部分的性能最优，对各个部分结构的设计都秉持最新颖的设计理念和设计思维，将各部分组合在一起时，才能使系统达到综合性能的最优。
2.2.2.以形态学矩阵实现机构系统设计方案的多元化
如公式（1）中所示，N代表机构系统方案数，a、b、c分别代表动作执行机构数，将机构系统中的工艺动作进行分解，能够得到若干个执行动作数[5]。这种设计方案从理论上讲，进行组合之后能够得到若干机构系统设计方案，即为N。
N=a×b×c （1）
2.2.3.机构系统方案的创新性评价和决策
在整个机构系统的设计创新方案中，不仅囊括了系统功能、工作的性能、动力性能等因素，同时也涵盖了经济型机构紧凑型等一系列评价指标。对这些指标进行统一的评价，能够得到一个最优方案，此方案即为轻工机械机构系统设计的创新方案。该创新方案能够对轻工机械设计的创新性进行全面、客观和综合的评价，为轻工机械设计创新提供新思维和新方法。
3.总结
综上所述，轻工机械设计创新的新思维和新方法对于整个轻工机械产业来说已经成为一项势在必行的改革任务，只有不断进行创新发展，在产品设计中融入具有现实意义和时代特征的新思维和新方法，才能够确保轻工机械设计始终走在时代的前沿，为轻工机械产业提供发展动力。
参考文献：
[1]袁锋.面向需求的机械产品原理方案创新设计关键技术研究[D].天津大学，2006.
[2]陈继文.MFBS框架下基于知识的计算机辅助创新设计关键技术研究[D].山东大学，2013.
[3]张付英.机械产品创新设计信息化建模、求解及其关键技术研究[D].天津大学，2004.
[4]高常青.机械产品快速创新设计及其关键技术研究[D].山东大学，2006.
[5]唐文献.KBE环境下面向协同创新的产品开发支持系统研究[D].上海大学，2003.
作者简介：孙景学 ， 男 ，汉族 籍贯：内蒙古敖汉旗， 职务：企业站站长， 职称：工程师，学历：专科，研究方向：轻工机械。