机械创新设计小论文

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。本文认为，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；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。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。1 机械创新设计思维规律我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。 这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。2 计算机辅助创新设计系统 两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术： 实例检索 利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。可视化的实例模型表达及矛盾分析概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。基于WEB的创新设计知识库本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。相似性的量化方法及改进的遗传算法每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,…,n}; F={Fj|j=1,2,…,m}; G={Gk|k=1,2,…,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：rkj = 又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：rkm = 隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。3 结论 本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。也不知道你是否满意啊！

机械设计基础课程设计是机械设计基础课教学的一个重要环节。下面是我为大家整理的机械设计基础论文，供大家参考。

[摘要]新教育形式下如何更好的向应用技术型大学转型，本文针对机械设计课程存在的问题提出改革方案，实现在教师指导下，以学生为中心的自主学习的教学转变，激发学生的学习兴趣，提高分析问题解决问题的能力，提高动手能力，实现技能型人才的培养。

[关键词]新教育形式;机械设计;改革

党的报告提出要加快构建以就业为导向的现代教育体系，建立学分积累和转换制度，打通从中职、专科、本科到研究生的上升通道，引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型，推动高等教育内涵式发展。新教育形式下，机械设计课程如何更好的实现在教师指导下，以学生为中心的自主学习，实现技能型人才的培养。

一、存在的问题

机械设计在以机械学为主干学科的各专业教学计划中，是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课，是机械专业从基础课向专业课学习的重要课程。该课程在教学内容方面着重基本知识，基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计技能的基本训练。通过课题教学使学生掌握设计的基本知识、理论和方法;通过实践教学帮助学生理论与实践相结合，更好的理解理论知识，掌握设计基本技能。针对新形势人才培养的要求，传统的机械设计课程教学主要存在以下几个问题:

1、学生缺乏学习兴趣性及主动性，难以实现课程对学生学习能力的培养目标;

2、课程练习主要是通过课后习题巩固课堂知识，练习内容单一，习题答案通过网络轻易获取，作业抄袭屡禁不止且越演越烈;

3、讲授的内容取决于教师的知识范围，对于机械零部件的许多新发展未能及时给予介绍，课程内容落后于时代。

二、改革思路

机械设计任课教师应从教学内容充分了解先进的设计方法和设计技术，让学生了解机械设计及新的设计理念，针对学生情况调整教学方法，激发学生学习兴趣，采取多样化练习方式、满足新形势教学需求:

(一)帮助学生形成学习动机，激发学生的学习兴趣:学生从小学到大学的学习，接触社会实际少，学与用是分离的，学习枯燥，厌学现象比较明显。很多学生在上学时没有树立专业思想，缺乏对自己未来发展的规划和定位，现在的学生即使选择学习机械专业，但是对机械行业缺乏最基本地认知、动手能力也偏弱。因此学习没有目标、缺乏动力，无法调动主观能动性。要从根本上解决学生学习兴趣不高、学习动力不足的问题，关键还是要从感性认识入手，加强实践，学、用结合。首先，要创造条件让学生能接触企业的生产实际，直观接触机械设备，了解机械的基本常识及增加对通用零、部件的感性认识，了解先进的加工技术。安排学生观看现代生产中常用一些仪器设备及自动化生产线的录像，指导老师针对录像内容讲解其设备的工作原理和通用零、部件作用、主要特点和应用场合等。通过一些典型的企业经常碰到的实际案例来进行教学，教学过程中引导学生发现问题，结合理论知识给出解决问题的方案，从多种方案中分析出最优方案，增加学生的感性认识和学习兴趣，减少课程的枯燥性，使学生将所学的理论适合和工程实践相结合，提高课程教学效果。

(二)贯彻基本教学内容，加强课外练习:在机械设计的课堂教学引入实践性内容，有针对性地引导学生去发现问题、解决问题，对处于转型期的机械设计课程具有重要的意义。现代机械工程的活动先是通过收集大量的相关资料并对其进行分析，然后对各种资料信息进行理解、综合并提出解决问题的方案，最后筛选出最优方案，科学地解决机械实际工程问题。要求工程技术人员不仅要有良好的观察力、查找资料的能力、分析能力、逻辑思维能力、综合应用理论与实践解决实际问题的，还要求能够运用现代信息技术进行绘图、计算、设计和创新，能够运用继承前人总结的知识和经验，进行创新。因此教学过程中应以素质教学为基本目标，贯彻“在教师指导下，以学生为中心”的教育理念，促进学生创新精神和实践能力的培养已成为一种共识。引导学生从被动学习向主动学习转变，课程练习则不应只是课后习题单一的练习模式。

1.改革题目的内容与做法，引导学生主动实践。

2.采用项目式实践模式，提出项目目标，不设定具体题目，不指定设计方法，不提供参考文献，由学生自行探索。

3.不注重学生对固定程式的遵循，看重学生对方法、路径的找寻过程;不注重成果的完成度，看重成果的创新性。

4.组织学生对课题、实践方法、选题思路、课题进度及课题的答辩。引导学生由被动实践向主动实践转变，被动实践在当前还是一个阶段一个层次的实践，不可能完全取消，不宜一概否定。主动实践是学习过程中高层次的实践，应积极引导学生参与。

5.吸引和鼓励学生踊跃参加校、省、国家机械创新设计竞赛。参加竞赛的同学通过自主组织团队，根据题目查阅相关资料，确定方案，完成加工、安装、调试，根据测试结果做出相应的修改。竞赛过程既可培养学生的创新设计意识、综合设计能力和团队协作精神，加强动手实践训练，又能起到激发同学们的专业学习兴趣，调动他们学习积极性，培养查阅资料的能力，还活跃大学校园的科技活动氛围，通过竞赛掌握了设计的基本流程，基本方法，培养设计能力。

6.充分发挥开放实验室的作用，通过参加竞赛提高开放实验室的利用率，学生利用实验室完成一些小制作，既提高学生的动手能力又能帮助学生理解教学中的重点、难点，丰富了学生的课余生活。

(三)教师在教学过程中不断积累教学经验，将科研融入教学中:

1.课程讲授以教材为主线，不局限于教材，各章节围绕现代技术的发展，增加新的内容如:利用计算机辅助设计进行优化设计，利用仿真技术提高产品的设计效率，应用新的材料节约生产成本提高零件的机械性能，采用新的生产工艺缩短生产周期等。

2.创建符合教学内容要求的情境，提示新、旧知识之间联系的线索，帮助学生构建当前所学知识的意义。齿轮是现代机械中应该最为广泛的一种机械传动零件，在设计和制造齿轮过程中，如果材料选择不当，齿轮会出现过早的损伤，甚至失效。在课堂讲授过程中，教师引导学生分析如飞行器、矿山机械、车床、家用及办公机械等情况下齿轮材料的选择，可能出现的失效形式，通过哪些热处理的方法改善材料的性能。既帮助学生复习了材料的机械性能和热处理方法，又帮助学生理解了如何合理的选择材料。

3.教师在可能的条件下组织以实际工程为背景讨论与交流并对过程进行引导，使学生在理解重点的基础上提高分析能力;使之朝有利于知识构建的方向发展，使知识构建更有效。

4.课堂教学通过多媒体和黑板相结合，充分发挥各自的优势，帮助学生掌握重点、克服难点，习题的讲解采用启发式教学，帮助学生理解和掌握能够举一反三、以点带面。

三、结论

正确引导学生养成良好的学习习惯，激发学生创新思维，不断改进学习方法，理论联系实践，解决机械工程实际问题，全面提高能力和素质;促进教师不断总结改进教学方法、探索创新，进一步提高教学质量，全面培养学生的综合能力、实践能力、创新设计能力，为培养更多更好技术技能型人才而努力。

参考文献:

[1]李长春，吴长忠，张清萍.加强实践环节教学，提高机械设计课程的教学质量[C].全国机械设计教学研讨会议，2007:513-515.

[2]杨文堤，郭毕佳，王振国，杨会霞.机械设计课程的改革探讨[J].全国机械设计教学研讨会议，2009:342-343.

[3]朱维兵.机械设计课程教学模式改革探索[J].价值工程，2012，31(7):253-254.

1项目管理在《机械设计基础》工作页中的应用与研究概述

充分体现普适性。虽然工作页受众对象是职业教育学员，但并不仅限于此，还可考虑所有从事机械行业的在职工作人员及在校的大、中专学生，因此工作页的应用与研究基本上照顾到了不同的求学者，适用面比较广泛。

2项目管理在《机基》工作页中的应用与研究的主要内容

工作页将学习与工作紧密结合，以“学习的内容是工作，通过工作实现学习”为宗旨，促进了学习过程的系统化，使教学内容更贴近企业生产实际。笔者认为，有效的工作页应该由工作目标、工作准备、工作过程以及工作总结等四个关键的要素组成。

工作目标

工作目标的作用是让学员明确在项目教学中工作的具体内容与目标，即让学员知道“要做什么事?通过做这件事能有何收获?”根据工作内容与目标的要求，学员可以初步制定工作计划，大致确定所需用的工具及操作资料。工作目标可以用简单的几句话来描述，字数不多，但其意义重大。因为任务中的工作完全以此为中心展开，从而培养学员做个目标明确的工作者。

工作准备

工作准备主要包括工作分配、工具准备及相关知识准备三个内容。工作分配是指项目小组内工作分配情况，比如就“谁拿工具”“谁进行仪器操作”“谁负责记录”及“谁负责安全监督”等进行合理分工，让学员模拟进行班组分工，培养团队精神。工具准备是指让学员根据本项目工作内容与目标，分析涉及哪些工具的使用，领用哪些工具与设备，才能完成相关工作任务，模拟企业“工具的计划与领取”环节。相关知识准备是指对完成本项目工作任务所需的理论知识及相关注意事项进行重新复习与巩固，相当于“理论工作页”，可以在理论授课前预先完成。

工作过程

工作过程是工作页的主体部分，需用相当篇幅详细记录工作过程、相关数据及工作中出现的故障诊断分析。要注意突出工作页对学员实操过程的指导作用，要将工作过程的关键步骤具体标明，以达到只要学员依据工作页便可基本独立完成整个工作过程操作的效果。为学员在实际工作中继续学习创造自学的条件与养成良好的学习习惯打下坚实基础。这一阶段工作应该完全覆盖整个工作任务的所有操作与分析诊断环节。其中相关任务完成后，实操场地的整理和清洁要逐步按照质量管理的5S管理理念———整理、整顿、清洁、清扫及素养的标准规范执行。通过本环节达到提升学员的整体素养、良好的工作习惯、形成创造性的思维与严谨的科学精神等工作效果

工作总结

工作总结是让学员总结自己在完成本项目工作任务之后获得哪些收获，掌握了哪些技能，有哪些体会及经验教训，是否达到了预先制定的工作目标。这样做，可以让学员养成事后总结的习惯，有利于锻炼和提高学员的自我批评、自我评定、自我完善等品质，同时作为对学员进行发展性评价的一个依据。由此，笔者认为，项目管理在《机基》工作页中的应用与研究是一项充满智慧与内涵的工程，在应用与研究工作页时，必须抓住上述四个关键要素，才能较好地发挥工作页固有的作用，才能使项目管理这一教学模式达到一个良好的效果，否则有趋于形式之嫌。

3项目管理在《机基》工作页中的研究思路、研究方法与技术路线

研究思路

明确工作页的发展脉络、典型案例及重要典籍，用《机基》及相关课改先进理论为指导，以调查研究为基础，以实践教学为重点，明晰项目管理教学模式及工作页为教学载体的教学特点。

分析工作页的内涵意蕴，通过课题的启动和实施总结当前专业基础课在教学中存在的“死板、晦涩、难懂”为突破口，找准研究的有效途径，并找寻项目管理与工作页相对应的关系，研究过程坚持理论与实践相结合的原则，立足学员分组实施，覆盖整个专业基础课。

分析总结工作页开发与研究的应用情况及使用效果，认真总结实践经验，并提出切实可行的解决方案。

构建工作页的项目管理教学模式，吸收、借鉴其他省市县的有关研究成果，从实际出发，探索出适合于职业教育的专业基础教学模式。

研究方法

文献资料法。

专家咨询与论证法。

问卷调查法。

座谈研究法。

参观企业与观察生活法。

行动研究法。

个案研究法。

经验总结法。

4总结

授之以鱼不如授之以渔！蛋卷是某大学国际贸易学系学生，很高兴能帮上你。其实有个很好的办法可以让你迅速拿到这样的文献。我们一般找中英文的文献和论文都是用这样的办法。上google，然后收索你要的作品名称或者重点词汇在后面加.pdf.例如 “机械 创新 设计.pdf”或者“机械 创新.doc” 这样。你要找什么论文或者文献就重点词+.pdf 或者重点词+.doc 蛋卷用这个办法屡试不爽，你可以多找几篇，看看论文的架构和作者的思路，并且适当参考。蛋卷提醒使用此方法应该注意的问题：1.一定要用google，因为只有google带有强大的pdf文件检索功能，baidu效果会偏差。 2.注意重点词，如果用一个重点词找不到合适的论文，建议换几个重点词试试，肯定可以下到论文 3.尽量从检索页第一页偏下方开始找论文。因为google也是有检索排行的，所以一些论文网站会排在你检索到的信息前面，一般都是需要注册或者付费下载。一般直接点开链接就出现下载的页面在检索页第一页靠后一点的位置开始。 4.多试试，肯定有。相信蛋卷。希望蛋卷的回答对你有帮助。