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簡單機械創(chuàng)新設計案例（簡單機械創(chuàng)新設計案例及報告總結2000字）

發(fā)布時間：2023-07-01 04:33:15 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 1385

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關于簡單機械創(chuàng)新設計案例的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

本文目錄:

1、機械創(chuàng)新設計的方法都有哪些？
2、機械制圖畢業(yè)論文
3、求《工業(yè)設計創(chuàng)新案例精選》全文免費下載百度網(wǎng)盤資源,謝謝~
4、你認為現(xiàn)代機械產品創(chuàng)新技術發(fā)展的關鍵點在哪里？舉出生活中的例子，并闡述理由。（50分，不少于800字）

一、機械創(chuàng)新設計的方法都有哪些？

創(chuàng)新設計的正常開展和完成，必須正確運用創(chuàng)新設計方法。常用的創(chuàng)新設計方法主要有下面幾種：

一、智力激勵法

智力激勵法又叫集思廣益法，它是由美國創(chuàng)造學家A．F．奧斯本提出的。人的創(chuàng)造性思維特別是直覺思維在受激發(fā)情況下能得到較好的發(fā)揮。一批人集合在一起，針對某個問題進行討論時，由于每個人的知識和經驗不同，觀察問題的角度和分析問題的方法各異，提出的各種意見能互相啟發(fā)，從而誘導出更多創(chuàng)意。通過激智、集智、交流，可實現(xiàn)創(chuàng)新的目的。智力激勵法可以通過召開會議，也可以通過信函、書面等形式，達到互相啟發(fā)、補充和完善見解，或發(fā)展為新的見解。

二、提問追溯法

提問追溯法是有針對性地、系統(tǒng)地提出問題，在回答問題過程中，便可能產生各種解決問題的設想，使設計所需要的信息更充分，解法更完善。提問追溯法提出的問題如下：

1)有沒有其他用途？有沒有新的用途？稍加改進有沒有其他用途？

2)能否借用其他經驗或發(fā)明？是否有相似的東西？是否有可模仿或可借用的東西？3)能否在結構、造型或其他方面變化一下？能否增加或減少什么？能否加高或降低一點？能否加長或縮短一點？能否加厚或減薄一點？能否減輕或加重一點？能否擴大或縮小一點？能否重新組合或再分解？

4)能否用其他東西代替？能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法？

5)能否增加或減少功能？

6)能否在成本不變的前提下提高產品的性能？

7)能否采用廉價代用材料、簡化結構、使用簡單而高效的制造工藝、提高零部件的標準化程度來降低成本？

通過一連串從不同角度的發(fā)問，可啟發(fā)思維，提出新的設計方案。

三、缺點列舉法

運用缺點列舉法始于發(fā)現(xiàn)事物的缺點，挑出事物的毛病。在明確需要克服的缺點后，有的放矢地進行創(chuàng)造性思考，并通過改進設計去獲得新的設計方案。例如，一家生產汽車喇叭繼電器的小廠，為了改變產品銷路不暢的被動局面，廠長和技術人員、銷售人員一起對有關產品進行分析，在廣泛收集用戶意見的基礎上，分析產品的缺點，然后針對缺點采取各種不同的措施，改進了原有的產品，很快打開了銷路，銷售量一年內便增長了一倍。

四、希望點列舉法

希望點列舉法從設計者(發(fā)明者)或用戶的意愿出發(fā)提出新設想、新要求，從而激發(fā)人們去開發(fā)新產品或改進原有的產品。例如有了黑白電視機，還希望有彩色的、遙控的。又如人們希望在給別人打電話時不僅能聞其聲，而且能見其人，為適應這種要求，開發(fā)了可視電話。

希望點列舉法與缺點列舉法都是將思維收斂于某“點”，然后發(fā)散思維，最后又集中于某種創(chuàng)意。但希望點列舉法比缺點列舉法涉及的目標更廣，而且更側重自由聯(lián)想。

五、聯(lián)想類比法

聯(lián)想是由一個事物想到另一個事物的心理過程。對應聯(lián)想由一件事物聯(lián)想到與其對立的另一事物。例如由小想到大，由集中想到分散等。要增強聯(lián)想能力，必須注意增加知識和經驗，不但注意吸納本專業(yè)及其他專業(yè)的學科知識，更要重視參加各種實踐活動。利用聯(lián)想進行發(fā)明創(chuàng)造是一種常用而且十分有效的方法，很多發(fā)明家都善于聯(lián)想，也得益于聯(lián)想的妙用。例如，貝爾發(fā)明電話，開始沒有成功，以后從吉他的聲音中想到了共鳴原理，改進了裝置，才使電話發(fā)明成功。又如布拉特從看到蜘蛛織網(wǎng)聯(lián)想到可以從上到下造橋，從而發(fā)明了吊橋，突破了傳統(tǒng)的造橋模式。

聯(lián)想類比由一事物或現(xiàn)象聯(lián)想到與其有類似特點(如性質、外形、結構、功能等)的其他事物或現(xiàn)象。例如，由水波想到聲波、光波；由水波可出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，想到光也有干涉現(xiàn)象等。

六、反向探求法

反向探求將人們通常思考問題的思路反轉過來，從背逆常規(guī)的途徑探尋新的解法，因此反向探求法亦稱為逆向思維法。例如在鎢絲燈泡發(fā)明初期，為了避免鎢絲在高溫下的氧化，需要將燈泡內抽真空，但是使用后發(fā)現(xiàn)抽真空后的燈絲通電后仍會變脆。為了解決這個問題，當時多數(shù)人的意見是繼續(xù)提高燈泡內的真空度。而美國科學家蘭米爾卻應用反向探求法提出向燈泡內充氣的方法，他分別試驗了將氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣、水蒸氣等充入燈泡，試驗結果表明氮氣有明顯的減少鎢蒸發(fā)的作用，可使鎢絲在其中長期工作，因而發(fā)明了充氣燈泡。又例如：化學能為什么不能變成電能？聲音既是振動，那么振動為什么不能復現(xiàn)原聲？根據(jù)這些反問，相繼發(fā)明了電池、留聲機。

七、組合創(chuàng)新法

組合創(chuàng)新法是將現(xiàn)有技術或產品通過功能、原理、結構等方面的組合變化形成新的技術思想或新產品。組合法的優(yōu)點是組合形式多樣，應用廣泛，便于操作，經濟有效。組合創(chuàng)新法應用的技術單元一般是已經成熟或比較成熟的技術，不需要從頭開始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財力。在當代社會生產和生活中，存在著大量已經開發(fā)出來的技術，只要合理組合，就能創(chuàng)造出適合需要的技術系統(tǒng)。例如，美國的“阿波羅”宇宙飛船由700萬個零件組成，但沒有一個零件是新研制的，用這些已有的零件組合出把人送上月球又重返地球的神奇系統(tǒng)。同樣“阿波羅”宇宙飛船技術中的全部技術都是現(xiàn)有技術的組合。

組合創(chuàng)新法的類型很多。常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結構重組、模塊組合等。雖然組合創(chuàng)新法所使用的技術是已有的技術，但適當組合后，同樣可以做出重大的發(fā)明。

二、機械制圖畢業(yè)論文

機械制圖畢業(yè)論文

機械制圖是個復雜的過程，下面是機械制圖畢業(yè)論文，希望可以幫助到你！

機械制圖畢業(yè)論文

機械創(chuàng)新設計是一個極其重要而又困難的實踐性較強的研究課題。目前創(chuàng)新設計方法研究雖然已取得一些成果，但創(chuàng)新學還處于發(fā)展初期，各種不同理論及工具不斷涌現(xiàn)，遠沒有形成普遍可以接受的統(tǒng)一的理論體系。

本文認為，要進行機械創(chuàng)新設計要有兩個必要條件：一是充分獲取適用的知識；二是要使用符合創(chuàng)新設計思維并能激發(fā)創(chuàng)新思維的設計系統(tǒng)。設計過程充滿了矛盾，所獲取的知識應有助于矛盾的迅速解決，這就要求知識獲取工具緊密集成到設計過程中，因此要統(tǒng)一研究知識獲取工具與設計系統(tǒng)。另外，人類的創(chuàng)新設計思維模式是在長期的成功設計經驗中總結形成的，因此設計系統(tǒng)必需符合創(chuàng)新設計思維規(guī)律。創(chuàng)新設計思維規(guī)律應作為算機輔助創(chuàng)新設計系統(tǒng)的理論基礎。

基于上述考慮，本文從創(chuàng)新設計思維的研究出發(fā)，融合知識獲取方法，研究創(chuàng)新設計理論，進而開發(fā)機械產品創(chuàng)新設計系統(tǒng)。

1 機械創(chuàng)新設計思維規(guī)律

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。本文提出兩個機械創(chuàng)新設計思維原則：

一是最短路徑原則。設計者得到產品的功能要求后，往往首先檢索出最佳設計實例，這樣可以最迅速接近目標，然后運用價值工程方法，找出價值較低的極少數(shù)組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試作最小變動以解決矛盾，如矛盾沒有解決則擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最后得出最優(yōu)結果。通過這樣途徑所消耗的能量最少，體現(xiàn)了最短路徑原則。

二是相似性聯(lián)想。湯川秀樹的定同理論認為，聯(lián)想能力就是找出事物彼此相似性的創(chuàng)造力，相似性是指事物間的內在聯(lián)系。

要用計算機系統(tǒng)來輔助設計師從自然界中發(fā)現(xiàn)形態(tài)各異的事物的相似性是很困難的，因此本文只研究從機械產品實例中挖掘相似性，以促進機械創(chuàng)新設計。

機械設計過程是從功能要求到作用原理，再到物理結構的映射過程[1]。在CBR系統(tǒng)中，功能要求、作用原理與物理結構可作為實例索引，因此可統(tǒng)稱它們?yōu)樗饕椖?。同一索引的不同類索引項目之間的聯(lián)想可稱為縱向聯(lián)想，而不同索引的同類索引的聯(lián)想可稱為橫向聯(lián)想。

判斷聯(lián)想是否合理的依據(jù)是相似性，相似性由已有產品實例確定。比如，“超聲波研磨機產品實例”使“超聲波振動”作用原理與“研磨”功能要求縱向地產生了內在聯(lián)系；又如，多種產品實例可滿足同一功能要求，那么它們用于實現(xiàn)該功能的作用原理及物理結構具有相似性。

功能要求是聯(lián)想的起點，經驗豐富的設計師通常記憶有大量的設計實例，因而掌

握縱向及橫向相似性，所以能迅速地進行橫向及縱向的聯(lián)想，能觸類旁通，得出具有相似作用原理及物理結構的實例（簡稱相似實例）并進行組合優(yōu)化，最后得到最優(yōu)解。

這兩項原則已被多種設計方法不自覺地采用了，基于實例推理不但能迅速接近最優(yōu)解，體現(xiàn)最短路徑原則；物場分析法（簡稱TRIZ）分析了上百萬設計實例，確定功能要求與作用原理及物理載體的內在聯(lián)系，以及不同作用原理或物理載體的可替代關系，使設計師可根據(jù)功能要求找到適當?shù)淖饔迷砑拔锢磔d體，體現(xiàn)相似性聯(lián)想原則。

2 計算機輔助創(chuàng)新設計系統(tǒng)

兩項創(chuàng)新設計思維原則充分體現(xiàn)在計算機輔助創(chuàng)新設計系統(tǒng)的設計中，系統(tǒng)還利用了多種創(chuàng)新設計方法及人工智能技術。計算機輔助創(chuàng)新設計系統(tǒng)的流程如圖1所示，它包含如下關鍵技術：

2.1 實例檢索

利用基于實例推理（CBR）技術時首先要深入研究它的優(yōu)缺點。CBR是一種以實例為知識載體的知識供應方法。當前它仍有如下不足：首先，系統(tǒng)為了達到實用通常建立龐大的實例庫，這導致管理困難，系統(tǒng)運行效率低；其次，通過檢索得到的只是一個或很少實例，而其它不符合檢索要求但含有適用知識的實例沒有利用，支持創(chuàng)新的力度不夠；最后，實例調整嚴重依賴領域知識，難度大，所以很多CBR系統(tǒng)簡化為實例檢索系統(tǒng)[2]。導致這三項缺點的深層原因是實例是獨立的，不同實例所蘊含的知識難以組合利用。為了克服這個矛盾本文提出通過相似性聯(lián)想找出相似實例，并利用遺傳算法進行組合優(yōu)化，實現(xiàn)實例知識的重用。

本系統(tǒng)的實例檢索功能用商品化PDM系統(tǒng)IMAN中的產品結構與配置管理功能及搜索功能來實現(xiàn)，實例的可視化表示與管理依靠IMAN的產品結構樹功能實現(xiàn)。

2.2可視化的實例模型表達及矛盾分析

概念設計技術的發(fā)展方向為研究一種統(tǒng)一的設計方案表達方法[3]。文獻[4]對日本學者吉川弘之提出的FBS圖進行擴充，使用兩個框架分別描述一個設計方案的功能層次與結構層次，并存儲功能單元與結構單元的對應關系，使計算機理解產品的'結構及其功能。這種方法的缺點是結構與功能的關系不夠直觀，因此本系統(tǒng)在功能層次圖與結構層次圖的基礎上增加功能關系圖，以語義網(wǎng)絡的方式描述結構及之間的作用關系，使結構與功能處于同一張圖中，設計者可直觀地理解產品原理，根據(jù)功能關系圖并運用價值工程方法分析實例存在的矛盾。

實現(xiàn)創(chuàng)新的關鍵是正確分析產品中所存在的矛盾[5]。產品設計中的基本矛盾是產品功能成本比不能滿足用戶要求，它有兩種表現(xiàn)形式，一是未能實現(xiàn)某些產品

功能質量目標；二是某些功能質量得到改善而某些功能質量卻惡化。

矛盾分析結果用于指導新作用原理、新物理結構的聯(lián)想，進而找出相似實例。

2.3基于WEB的創(chuàng)新設計知識庫

本系統(tǒng)的創(chuàng)新設計知識庫包括作用原理庫、物理結構庫與實例庫。當系統(tǒng)根據(jù)相似性搜索到新作用原理或物理結構后，相應的實例自動調出。

作用原理庫與物理結構庫的開發(fā)借鑒了TRIZ的成果，再針對機械領域補充整理出二百四十余種作用原理（其中包括五十余種基本措施）。在每種作用原理下分別存儲多種物理結構，形成物理結構庫。實例庫主要針對幾種常見的家電產品進行開發(fā)。

創(chuàng)新設計知識庫是創(chuàng)新設計系統(tǒng)的核心部件，它是一種WEB文本知識庫，文本經過筆者開發(fā)的機械知識XML標記處理，使知識庫建立在國際標準XML文本之上，因此可實現(xiàn)知識資源的異地共享，并且在此知識庫之上可建立基于WEB的機械產品計算機輔助創(chuàng)新設計系統(tǒng)，滿足異地協(xié)同設計的需要。

2.4相似性的量化方法及改進的遺傳算法

每種產品的結構不同，需要不定相同的遺傳算法編碼。本系統(tǒng)為了提高運行效率，采用浮點數(shù)編碼方式。

在傳統(tǒng)的遺傳算法中，初始群體是通過用隨機的方法來產生的[6]，這具有一定的盲目性。因此本文提出利用實例的作用原理或物理結構的相似性作為篩選實例產生初始群體的依據(jù)。

實現(xiàn)該途徑的關鍵在于相似性的量化也即相似度的計算方法。相似度實質是實例的關聯(lián)知識，必須以一定的算法在實例集合中挖掘得到?？v向聯(lián)想的相似度實質是功能目標與實現(xiàn)手段的關系程度，橫向聯(lián)想的相似度實質是實現(xiàn)手段的可替代關系程度。相似度越高意味著得到已有產品實例的更多支持。根據(jù)相似度來篩選初始群體就等于利用以前的設計經歷，使初始群體的產生有合理的基礎，因此能加快遺傳算法的收斂。本文根據(jù)相似性聯(lián)想原理提出如下縱向及橫向聯(lián)想的相似度計算方法。

設產品實例集合為C，功能元素集合為F，作用原理或物理結構元素集合為G。分別記為：C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。實例集合中的實例Ci以不同的隸屬度uij及uik分別隸屬于Fj及Gk。設元素Gk到元素Fj的縱向聯(lián)想相似度為rkj，則：

rkj =

又設G空間中有元素Gk和Gm。實例Cji分別以隸屬度uik和uim隸屬于元素Gk

和Gm，設從Gk到Gm的橫向聯(lián)想相似度為rkm，則：

rkm =

隸屬度作為實例對象的一項屬性來存儲。系統(tǒng)根據(jù)以上算法從實例集合中挖掘相似度知識，輔助設計師從相似度較高的方向進行聯(lián)想，并用于指導遺傳算法初始群體的產生，從而促進設計創(chuàng)新。

3 結論

本文研究創(chuàng)新設計思維規(guī)律并用于指導機械產品創(chuàng)新設計系統(tǒng)的開發(fā)，系統(tǒng)的成功應用證明了關于創(chuàng)新設計思維規(guī)律論斷的正確性以及多種新技術的可行性。系統(tǒng)可通過矛盾分析與聯(lián)想，搜索到適用的作用原理、措施、物理結構及實例以解決矛盾，完成概念設計階段的功能優(yōu)化與原理優(yōu)化，是實現(xiàn)機械廣義優(yōu)化設計方法的新成果。

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簡介：以設計實踐為主線，精心選擇了較具代表性的家用電器、機械設備、電力設備、電器附件、醫(yī)療器械等領域的五個產品創(chuàng)新設計案例，從工業(yè)設計的定義、范疇、產品的策略、設計的程序等幾大方面深入地闡述了產品創(chuàng)新的實踐內涵，全面翔實地介紹了整套產品的設計流程，加之圖、文、表并茂，使講解更為生動，實用性很強。

四、你認為現(xiàn)代機械產品創(chuàng)新技術發(fā)展的關鍵點在哪里？舉出生活中的例子，并闡述理由。（50分，不少于800字）

機械制造業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)，它的發(fā)展直接影響到國民經濟各部門的發(fā)展，也影響到國計民生和國防力量的加強，因此，各國都把機械制造業(yè)的發(fā)展放在首要位置。隨著機械產品國際市場競爭的日益加劇，各大公司都把高新技術注入機械產品的開發(fā)中，作為競爭取勝的重要手段。本文就目前機械制造業(yè)高新技術的發(fā)展與應用作一綜述，以引起各方面的關注。1nbsp;機械制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的支柱產業(yè)nbsp;nbsp;國民經濟中的任何行業(yè)的發(fā)展，必須依靠機械制造業(yè)的支持并提供裝備；在國民經濟生產力構成中，制造技術的作用占60%以上。美國認為社會財富的來源機械制造業(yè)占68%；當今制造科學、信息科學、材料科學、生物科學等四大支柱科學相互依存，但后三種科學必須依靠制造科學才能形成產業(yè)和創(chuàng)造社會物質財富。而制造科學的發(fā)展也必須依靠信息、材料和生物科學的發(fā)展，機械制造業(yè)是任何其他高新技術實現(xiàn)工業(yè)價值的最佳集合點。例如，快速原型成型機、虛擬軸機床、智能結構與系統(tǒng)等，已經遠遠超出了純機械的范疇，而是集機械、電子、控制、計算機、材料等眾多技術于一體的現(xiàn)代機械設備，并且體現(xiàn)了人文科學和個性化發(fā)展的內涵。nbsp;nbsp;從美國來看，自二次世界大戰(zhàn)以來，美國對機械制造業(yè)的發(fā)展十分重視。從50年代以來，在美國大學中設置工業(yè)工程專業(yè)，培養(yǎng)機械制造系統(tǒng)人才，著眼于世界市場競爭，企圖霸占國際制造業(yè)市場。50年代初，當?shù)谝慌_數(shù)控機床在美國麻省理工學院誕生以后，美國在機械制造業(yè)中采取的主導政策是走數(shù)控和計算機群控，實現(xiàn)機械制造業(yè)中占主導地位的中小批量生產自動化的道路，以提高生產效率。但實踐證明這一策略未能秦效，在機械制造業(yè)的國際競爭中，德國和日本是勝利者。70年代轉向吸取德、日經驗，使中、小批量生產通過成組技術(GT)實現(xiàn)生產系統(tǒng)柔性化和自動化。1979年美國國會通過議案撥款發(fā)展柔性化制造系統(tǒng)，并于80年代末完成了高度柔性化的全自動化小型工廠(smallnbsp;work)標準化工作，并向中小型企業(yè)推廣。但由于忽略了市場的多變性和人因的作用，在與德、日的競爭中未能占上風，而使機械制造業(yè)每況愈下，一度認為機械制造業(yè)已成“夕陽工業(yè)”。通過10年論證，從概念上實現(xiàn)了從柔性制造到敏捷制造的轉化，把宏觀的國際市場需求與具體的公司生產密切結合，充分發(fā)揮人的因素，形成對市場的快速反映，提出了敏捷制造的新概念。2nbsp;敏捷制造(Agilenbsp;Manufacturing)——21世紀機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢nbsp;nbsp;機械制造業(yè)在國際市場的激烈競爭中，美國屢屢受挫。70年代后，機械制造業(yè)被看成是“夕陽工業(yè)”。產業(yè)衰退，巨額貿易赤字，經濟空前滑坡，有關工業(yè)競爭“關鍵問題”討論將近10年。1986年在美國科學技術基金會(NSF)支持下，麻省理工學院(MIT)深入研究衰退原因和振興對策，認為產品在上市的時間(T)、質量(Q)、成本?和服務(S)等產品競爭四大關鍵因素中，質量已不再是市場競爭的最大優(yōu)勢。創(chuàng)新周期縮短和全球化市場的形成，企業(yè)面臨著不可預測和不斷變化的市場，只有快速響應市場需求，提供滿足用戶個性需求的產品，才能在競爭中取勝。1988年美國通用汽車公司(GM)與李海大學(Lehighnbsp;University)工業(yè)工程系共同提出一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略——敏捷制造(Agilenbsp;Manufacturing)，并成立了國家制造科學中心(NCMS)和制造信息資源中心(MIRC)，得到國家自然科學基金會、國防部、商業(yè)部和眾多公司支持，經國會聽證后向聯(lián)邦政府提出建議?，F(xiàn)在由政府部門主持、企業(yè)與大學共同參與研究、開發(fā)和應用，稱為21世紀制造企業(yè)的戰(zhàn)略。nbsp;nbsp;2.1nbsp;敏捷制造的思路nbsp;nbsp;敏捷性體現(xiàn)在：持續(xù)變化性(產品、技術、管理模式)、快速反應性(以適應市場的變化)、質量高標準、低費用；實現(xiàn)敏捷制造條件：設備高度柔性，可編程性和模式化；信息系統(tǒng)標準化和可維護性；人的因素和管理機構；nbsp;實施方式：虛擬公司、競爭—合作，用戶參與設計與制造，兼顧經濟效益和社會效益，增加信息服務和系統(tǒng)管理功能。nbsp;nbsp;nbsp;2.2nbsp;敏捷制造特色革新制造企業(yè)的組織機構、管理策略與制度，建立社會化的虛擬公司；nbsp;提高從產品設計、制造、銷售全過程的整體柔性；nbsp;在政府部門協(xié)調下，企業(yè)、高校和科研機構結合；nbsp;用戶參與設計與制造；nbsp;發(fā)揮人因(知識、技藝和創(chuàng)造性)和信息的作用；

以上就是關于簡單機械創(chuàng)新設計案例相關問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內容。