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创新设计是创新理念和设计实践的结合。为了对创新设计内在规律、外在表现形式更加深入的加以了解，从而为系统指导设计尤其是创新设计奠定基础，从创新设计理论方法、思维与建模及冲突问题消解等几个方面的发展现状进行了介绍，为促进设计创新的产生提供有益的参考。
关键词：
创新设计；理论方法；冲突消解；设计思维与建模
中图分类号：
F27
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）09007502
0引言
设计是把一种计划、规划、设想通过某种形式表达出来的活动过程。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技成果进行创新构思，设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用成果性的一种实践活动。创新设计是产品进化的直接原动力，涉及了多方位、多领域、多层次设计要素的综合集成，体现了需求定性要求的量化转换，决定了产品技术发展的方向和目标。创新设计的范围涵盖了产品全生命周期的各个阶段。国内外专家学者对创新设计理论方法、思维与建模及冲突问题消解等方面都做了大量的研究，并取得了很大的研究成果和应用价值。
1创新设计理论方法研究现状
自1912年创新理论提出以来，创新理论在不断的完善及应用研究在不断的深化过程中，逐步形成技术创新的专业化、综合化、智能化及简捷化发展思想。且在创新设计方面，原来所使用的创新方法如仿生法（Bionic Design）、形象思维法、阵列法和智爆法等基于认知的方法（Cognitive Approach），随着计算机在设计领域的广泛应用，有逐渐向基于系统的方法（system Approach）方向发展的趋势。
1.1基于认知方法研究
对于产品创新思考的过程，通常包含发现并确定创新问题，生成解决问题的创新想法，选择、发展并确定创新方案等思考阶段。对创新从认知的角度进行分析开始较早，这方面的研究也较多，如英国学者T.J.Howard，美国的Janet.L等。
1.2基于系统方法研究
德国的Pahl和Beitz提出的普适设计方法学（Comprehensive Design Methodology，CDM）为设计员在每一个设计阶段建立了工作步骤计划。公理性设计（Axiomatic Design，AD）是由美国麻省理工学院（MIT）的Suh提出的一种设计决策方法。质量功能配置（Quality Function Deployment，QFD）则是将用户需求转化为设计需求、工艺要求等多层次演绎的分析方法。另外，最有名气的还是前苏联G.S. Altshuler领导的研究小组提出的发明问题解决理论（Theory of Inventive problem Solving，TRIZ）。
此外，美国学者Carayannis和Coleman提出的新的复杂产品设计创新工程设计方法；Goldenberg提出的创造性模板方法；John提出的组合创造方法；新加坡学者Jiao和美国的Helande和Khalid等研究了情感设计；英国学者Ammon Salter和David Gann，美国学者Galanakis等对创新设计过程中不同学习机制、动机、问题解决及各方面的局限性等方面进行了分析。
2创新设计思维与建模研究现状
近年来很多学者着重在创造性思维、创新技法、创新设计建模等方面进行了研究。
2.1在产品创造性思维方面
由浙江大学潘云鹤教授提出的基于空间探索的创造性设计方法通过类比的设计，将新的结构、行为等从设计需求引入目标设计中。通过采用设计目录法对复杂技术产品进行了智能优化，浙江大学冯培恩教授提出了机械广义优化设计的理论框架和学科体系。山东大学陈洪武则依据分解重构理论和生物基因工程，提出了机械产品基因工程设计理论。浙江工业大学赵燕伟教授依据可拓学理论，根据菱形思维的一些特点，提出了基于多级菱形思维模型的方案设计新方法。
2.2在产品创新设计建模和开发方面
上海交通大学蔡鸿明和何援军利用树结构，结合设计实例，构建出产品结构树模型。面向机械创新设计的概念结构模型，由西安电子科技大学的冯力和叶尚辉提出，解决目前基于特征的机械结构模型还难以适应结构演化的需要。北京航空航天大学邓家提教授为了建立支持产品创新设计的新一代设计自动化技术系统，则带来了一个名为“三叶草（Clover）”的设计自动化系统概念模型。
在产品创新设计过程中，创新思维和创新设计问题的可视化、形式化建模对于设计团队的协同性和效率起着重要作用。且创新思维的可贯彻性与创新设计问题求解的可追溯性很大程度上决定了产品的研发周期和产品创新设计方向控制的可修正性。
3创新设计系统国内外研究现状
3.1国外研究现状
国外较早就已经开展了创新设计方面的研究，许多大公司已经开发出了基于TRIZ理论的创新设计软件。
美国的Invention Machine公司研究开发出了基于TRIZ的计算机辅助产品创新设计软件TechOptimizer，它是基于知识的创新工具，将TRIZ的原理与其知识库紧密结合，为设计者提供高质量的设计思路。
美国Ideation International公司也研究开发出了基于TRIZ的计算机辅助产品创新设计软件 Innovation Workbench。它被称为可携式专家智慧系统的专业创新软件，其最大的特点是内含一个分析知识转换的问题形成器（Problem Formulator），并广泛应用于管理流程或工程中。
3.2国内研究现状
国内对创新设计的研究起步较晚，技术方面有待进一步完善，高等院校的研究更多些。
北京亿维讯公司开发了Pro/Innovation创新设计平台及创新能力拓展平台。河北工业大学檀润华通过对TRIZ的深入研究，开发出了Invention tool，天津大学徐燕申教授和林岳等人也开发出了自己的创新设计系统。
产品创新设计系统的应用研究是创新设计理论与方法转化的直接体现，因此，创新设计系统的开放性高、去专业限制好、形式化描述强、可视化操作简捷、稳定性好是该系统的发展方向及广泛被应用的前提条件。
4创新设计冲突问题协调方法研究现状
创新设计冲突消解过程是一个不断化解设计矛盾、反复协调多设计目标与约束、变对立设计为共存设计的复杂演化过程。目前产品设计中的冲突问题消解大多集中在协同设计、并行设计、公理设计和多目标优化设计等领域中，采用的冲突消解方法主要包括以下方面：
4.1基于规则推理的冲突协调方法研究
设计中的冲突问题一般较为复杂，涉及到产品整个生命周期和多个相关领域知识，在这种情况下基于规则和实例推理的冲突协调支持库较难构建，但它能快捷而高效地解决一些常规的、耦合度较低的冲突问题。赵阳运用一种快速的规则匹配算法，提出了一种基于规则推理的冲突消解体系架构。Wong和Klein，指出领域知识通常可以通过规则形式表达以形成知识库，在推理机制下进行冲突协调，从而提出了基于知识的冲突协调方法。
4.2基于协商、回溯的冲突协调方法研究
Pena-Mora综合应用协商理论和博弈论设计开发协商系统。Shan-Lin Yang等提出了一种信念函数间的一致度方法，其目的是为减少信念函数间冲突测度的内在差异性。浙江大学魏宝刚对DAI系统中主体间的结构冲突进行分析，提出了协商冲突消解策略。徐文胜等提出了一种基于标准满意度空间的并行工程冲突协商的方法。
4.3基于TRIZ理论的冲突协调方法研究
台湾的张祥唐等针对技术创新与环境保护方面的冲突问题，糅合TRIZ与生态创新的观点，构建出冲突问题协调的CAD软件，同时用一些成功的产品实例验证了生态设计工具的实用性。日本的Yamashina等全面结合质量功能配置QFD和TRIZ方法，形成了一种叫创新产品发展过程（Innovative Product Development Process）的冲突协调方法，此法可系统性的对产品进行创新。
4.4基于可拓学的冲突协调方法研究
可拓学是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用于解决矛盾问题的科学。国内外可拓学研究工作目前已形成由可拓论、可拓方法和可拓工程构成的学科体系，并已在诸如机械等领域进行了应用的尝试。广东工业大学的杨春燕提出了可拓策划的理论和方法，构建“化对立为共存”的策划创意。刘飞、曹华军等提出基于可拓理论的绿色制造实施方案设计方法。谭建荣、马辉等通过设计事元、物元对产品设计知识单元进行描述，给出了面向产品设计过程的设计知识重用模型。对于产品配置效率低难以变型等矛盾问题，楼健人提出了产品层次可拓配置设计方法。然而，针对复杂多变的低碳设计过程的冲突问题，各设计域、设计因素之间如何进行知识关联、拓展、转换和推理，如何实现低碳设计定性表达与定量求解算法的智能化，尚缺乏严格、可行的研究支持，可拓设计逻辑发展也还处于起步阶段，对于它的研究应该就是下一个热点了。
因此，结合两种或者两种以上矛盾问题消解方法去求解现代产品快速响应设计中的复杂问题是可行的也是必须的。在充分发挥每种冲突消解方法的优势情况下，实现不同方法的优势互补是研究的创新点也是难点。
参考文献
[1]檀润华.创新设计[M].北京：机械工业出版社，2002.
依据科学的调查数据所显示，我国在十六岁以下的儿童共计有三亿多，几乎占据着我国人口比例的百分之二十左右。从人口比例中就可以看出我国儿童用品市场很大，也存在着巨大的消费潜力。随着社会经济发展速度不断加快，人们生活水平的不断提升，家长对于儿童教育，以及儿童生活质量提升方面的投资也逐渐加大。对于儿童产品的选择家长也越来越为重视，对于产品的健康性和安全性也提出了更多要求。为了满足儿童产品市场发展的实际需求，必须要充分发挥创新能力，注重儿童产品创新设计，这样才能使得产品生产获得家长的青睐。本文就是对现代儿童产品创新设计进行深入研究，希望对相关人员有所启示。
关键词：
现代；儿童产品；创新设计
引言
如今家长对于孩子的教育问题非常关注，对于儿童产品设计也提出了更多地要求。对我国儿童产品市场流通的产品进行深入调查发现，其中存在着较多不足之处，产品价格较高、应用周期短暂，不仅加重了家庭负担，对于儿童身心健康发展起到了影响也较小。设计人员在儿童产品设计过程中，还需要注重儿童产品的创新性，保证儿童产品可以满足现代儿童生长发展的实际需求。所以对现代儿童产品设计创新进行研究是具有现实意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。
一、基于创新性设计理念的儿童产品设计
1、产品创新设计理念在儿童产品设计中的作用
产品创新设计理念鼓励设计人员进行精品设计，注重产品的创新，缩减产品生产的成本投入，在儿童产品生产质量和销售价格方面都可以获得家长的认可，并且满足预期希望达到的市场效应。提升儿童产品的市场竞争力，加强企业品牌文化建设等等。虽然儿童用品市场存在着巨大的发展潜力，但是市场竞争也是非常激烈的，企业想要在激烈的市场竞争中脱颖而出，占据有利地位，必须要注重儿童产品设计的创新。只有这样才能使得企业跟紧时展的脚步，保证企业实现可持续发展。企业需要明确儿童产品生产质量控制的重要性，积极的承担起相应的责任和义务，这样才能帮助企业获得更多的经济效益和社会名誉。
2、基于产品创新设计理念的儿童产品设计要求
相关设计人员在对儿童产品进行创新设计的过程中，需要坚持以人为本的设计理念，将儿童的实际需求作为产品设计的核心，使得产品设计符合儿童心理和生理的基本特点。儿童产品在外观上可以满足儿童的审美需求，促进儿童产品生产质量提升。企业在对儿童产品进行开发的过程中，需要考虑的内容众多，其中包括产品的使用周期、质量标准和应用环境。还需要考虑产品应用后是否会对自然环境造成污染，如何对产品进行回收再利用，尽可能的提升资源和能源的应用效率，避免儿童产品在生产和应用过程中对资源和能源造成浪费，尽可能的缩减产品生产的成本投入，保证儿童产品具有创新性特点[1]。
二、现代儿童产品创新设计原则分析
1、产品设计可调节性，提升儿童产品应用周期
人们在处于儿童阶段时，身体发育是非常迅速的，儿童产品的更换速度也会非常的快。如果家长频繁的对儿童产品进行更换，不仅会增加家庭的开销，同时还会造成资源浪费。想要对此问题进行有效改善，就需要对儿童产品设计进行创新。设计人员需要考虑增强儿童产品的适应性，该产品不仅可以在儿童时期应用，同时在儿童上学期间以及成年后都可以继续应用，但是这一理念的实现具有很高难度性，甚至可以说是不切实际的。但是现在市场中出现了针对儿童某一生长发育阶段推出的产品，可以依据儿童成长对产品进行调节，使得产品适应性得到一定提升。在实际设计过程中，设计人员还需要考虑产品如何与其它类型的儿童产品进行组合应用，或者产品自身存在重置组合的特点，使得儿童产品可以实现多种用途。在此过程中还能培养儿童的动手能力和思考能力，对于促进儿童智力开发有着积极影响[2]。
2、注重儿童产品的经济性
对儿童产品设计进行简化、优化，缩减儿童产品生产的成本投入，降低儿童产品的市场销售价格。设计人员在对儿童产品进行设计过程中，需要尽可能的对产品进行简化、优化设计，这不仅可以促进我国可持续发展战略的落实，对于保证企业的经济效益也有着积极影响。儿童产品的加工方式不要太过于复杂，抛弃以往无用的功能，以及其中过于复杂化的装饰，使得儿童产品可以回归于精简。这样不仅可以避免资源浪费，还可以节约企业运行成本，帮助家庭缩减儿童产品开资。合理的价格使得儿童产品更容易被消费者接受，帮助企业在市场中占据一定份额。
三、结语
现阶段我国儿童市场规模较大，具有着很大的利益空间。但是对于我国儿童产品生产进行深入调查发现，创新意识缺乏，而且生产成本过高，不仅对儿童产品市场发展造成了不理影响，对于企业的可持续发展也造成了严重损害。只有注重儿童产品设计创新，才能使得产品可以获得消费者的青睐，促进企业实现可持续发展。
参考文献：
[1]王白鸽,刘子建.关于儿童产品设计的探讨[J].机电产品开发与创新.2011(01):15-17.
[2]郑祎峰,计静.儿童产品的环保设计策略[J].艺术与设计(理论).2011(09):101-102.
[3].薛青，陈颖.基于可持续设计理念的儿童产品开发设计策略研究.机电产品开发与创新[J].2014-07-28.
关键词：竹产品；创新设计；绿色产业；文化创意
一、竹产品设计的现状及发展趋势
中国的毛竹产量居于世界首位，随着时代的发展，人与自然和谐相处的理念深入人心，在这种国际大环境，易种植易繁殖生长周期短的竹子在资源节约与生态环境保护中有着重要的意义。追溯我国竹制品运用起源，在我国古代竹材料主要运用于住宅的建筑材料和日常生活用品中,如杆栏式的建筑、炊饮器具、消暑用具、家具等。分析国内的家居市场中竹制品的应用现状，现在的竹产品主要应用范围很广泛，特别是运用在地板，隔断，茶具与家具中，但是很多消费者对文化创意类竹产品的功用还很陌生。文化创意产品其创意来自文化的产品设计，主要是透过文化器物本身所蕴含的文化因素，予以分析转化成设计要素，并运用设计为这文化因素寻求一个符合现代生活形态的新形式，并探求其使用后对精神层面的满足。现代家居环境倡导简洁“绿色”设计理念，竹产品作为东方文明的象征以其别具一格的审美性和环保性越来越凸显其优势，受到很多消费者尤其是知识阶层人士的青睐，竹材销售市场从南至北逐步扩大，但总的来说我国文化创意类竹产品的生产规模仍然不大，反观国外的竹制品市场已经把拥有竹制品作为一种时尚生活，竹制品畅销东南亚与欧美市场。对比国外竹产品市场，国内市场尚未形成气候，当然这同企业与媒体推广力度不够也有很大关系。从美学角度讲，竹产品是观赏与公共艺术、科技与生活美学、互动与文化旅游的共同审美结果，将传统工艺与现代美学跨界融合，通过创新生活的复兴，如材料的利用与再利用，是竹产业发展的重要方向。[1]在造型方面我国的竹产品设计形式还很单一，技术方面还可以多研究以运用到竹材设计上面，制竹的工艺技术还有待提升，因此竹材料有很多市场潜力等待我们挖掘。本文以新的时代大环境为立足点，对竹产品的传统应用方式进行新认识，在色彩与造型设计方面的探讨新思路。
二、对文化创意类竹产品的设计探索
（一）竹制灯具的设计案例
（如图1）竹材具有自然天成的特性，其纹理具有吸收紫外线的功能，其色泽高雅，柔和温馨，可减少近视的发生，竹材自然的颜色和特殊的纹理是典雅与高贵象征。由此可见竹材的优良特性是竹材拓宽应用的基础，在发扬其优良特性的同时我们要认识竹材作为成型材料结构不均匀、壁薄中空难加工、耐久性差、易变形褪色等缺点使其应用受到极大阻碍。所以在满足产品功能造型条件下，忠于原材料，维持竹材的自然形态，展示竹材的自然美，才能使产品达到与自然融合的设计内涵和语义。[2]竹筒灯具的设计运用竹子柱体外形与可再生的特性结合易操作加工的特点。制作时首先用切割锯切割竹筒；然后用砂轮机削皮；后用粗打磨机对竹产品雏形进行粗打磨、塑形；再用细打磨机对竹产品进行细打磨、抛光；用扩孔机对竹面进行开孔、扩孔，还可以根据竹子的柱形和中空特征，对一节完整的竹子进行切割成两部分，利用圆轴把两部分连接，组合可调节的台灯，也可将灯泡安置在竹子的下半部分，利用竹节固定灯泡；上半部分内置反光纸，使光线柔和、覆盖范围更大，当台灯闭合时是一节完整的竹子，体积小，收纳方便，整体性强。如图所示竹材本身融于空间的自然性强，增加了台灯的观赏性，还可以通过竹筒削皮、打薄、打孔等制作工艺，制作出具有现代风格的竹制吊灯灯罩，将现代家居的形态由古老的竹材呈现，碰撞出复古又艺术感十足的典雅美感。
（二）文具类产品的设计案例
（如图2）竹子空心象征品格虚心能自持，竹的特质弯而不折，折而不断，象征柔中有刚的做人原则，竹节必露，竹梢拔高，象征做人高风亮节，劳动人民在长期生产实践和文化活动中，把竹子的生物形态特征总结升华成了一种做人的精神风貌，其内涵已形成中华民族品格、禀赋和美学精神的象征。设计竹产品时赋予其能够代表中华文明的“境界”，并将中国传统设计文化的精髓传承，重构绵延数千年的民族情感，这也是设计中不可忽视的方面。[3]竹材色泽柔和、纹理清晰、手感光滑、富有弹性，将竹材作为文具不仅能给人以良好的视觉，嗅觉和触觉感受，还有助于提升青少年的审美观和审美意识，回归中国文化氛围。如图所示我们可将竹材制作成为竹制笔架设计，造型设计的创意点是以南方部分地区特有的竹瓦屋顶为设计灵感，将半圆弧截面的竹筒正负交接，凸面用开孔器开孔插笔，用激光切割出横向槽，可放置便签纸或名片等；凹面可水平放置其他学习用具，在竹材漂白时可用双氧水对竹材料进行漂白；还可用碳烤机器对竹材料进行高温加热，以防止变形、开裂；最后再用激光切割机于对竹材料进行精致的雕刻及镂空造型。还可用竹条或竹片编制插笔网格来固定笔将竹材制作成为便携笔筒设计笔筒，以解决常见笔筒和笔盒无法固定笔具而导致笔具受损的现象，在底层加入竹炭填充物，尽可能起到一定隔潮，保护笔具的作用。竹材小砚台此设计利用竹的圆柱特性，在圆形的砚台内部是一个小型的CD播放器，可以在书画过程中享受优美的音乐。竹筒杯托设计（用扩孔机打孔，加强杯子摆放形式的美感。杯托可制作成适用于不同杯型的尺寸大小，起到隔热的效果，设计的创意之处在于结合了女性身材曲线的线条美）使曲线型与竹子的直线型形成对比，也体现了柔与刚的结合。拓展思维我们还可以将创意竹尺设计竹筒与日历相结合制作；还可以运用竹筒截面半圆弧的造型特征制作竹筒照片夹，设计一款简单、轻便的桌面照片夹；还可用竹筒的柱状特性使各圆柱体以轴实现自由旋转式的开启和闭合来制作竹制收纳筒设计，以进行小件物品的收纳；依据材料外形可根据密码锁的形式来设计竹筒日历设计。前面的案例主要是运用竹材料物理上的改变来进行设计，这是一种原生态的用法，竹材料的可塑性很强，我们还可以改变它的物理属性将其运用到板材中如木地板、竹茶台、家具材料中，在日常生活中尝试用竹纤维用做布料或纸张的材料都是很好的应用方式。
（三）家居产品的设计案例
（如图3）竹材具有自动调节及保持温度，在通过高温蒸煮、漂白、碳化后，除去竹纤维内所有营养物质，完全破坏蛀虫和细菌的生存条件可使竹材不霉变，针对南方部分地区的多雨气候将其用作竹筒衣架也是极好的运用形式，将竹筒纵向断开链接一端进行开合，竹筒外壁激光切割线槽，通过线和挂钩将开启的竹筒定型，实现衣架功能，在闭合时可将雨衣或衣物置于竹筒内收纳便于携带。竹制简易收纳台根据竹子圆筒形的特性，将其切割成两半，根据大小的比例配合，使其既可以方面携带，又可美观的开启，既承载了收纳物品的作用，又美观大气，无论放在书桌或是课桌上都及其方便。竹材具有吸音隔声、除低音、压残响和缩短残音时间的功能，能有效摒除杂声还使用者一片宁静心境，将其设计为竹质理线器可解决日常排插线路杂乱容易绕在一起的问题，理线器的竹筒外壳对插排也起到了到保护作用。“一杯一清净”水质净化杯盖产品利用竹炭滤网进行滤水，杯盖底部嵌有螺纹可与矿泉水瓶结合，杯盖可将山泉过滤至矿泉水瓶中直接饮用，其过滤网可更换以方便重复使用，安全卫生还可减少气喘，过敏症的发生。在造型受限的产品中我们可以以竹材为基本材料，用其他材料来代替某部件，如木材、金属、塑料、陶瓷、玻璃、织物、皮革、纸材、橡胶、石材等材料，可以弥补竹材料加工和材料性质的缺陷，设计方法上以竹材为主体与原产品原有的塑料、金属等相结合，在细节上配以皮革、织物类材质，更加突出产品的质感增加产品的亲和力，让产品富有情感。[4]竹材料有益于人体保健视力，减少家居空间的噪音，避免过敏性气喘症，预防风湿关节炎的作用，同时以竹为材料可以保护环境,也能避免甲醛对人体的危害。
结语
【关键词】机械创新，设计，研究
中图分类号：F407文献标识码： A
一、前言
近年来，我国在机械创新设计虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在建设创新型社会的新时期，加强对机械创新设计及其研究，对确保机械创新设计水平的提高有着重要意义。
二、机械创新设计的概述
1．机械创新设计的研究对象
所谓机械创新设计(MechanicalCreativeDesign,MCD)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(含理论、方法、技术原理等),进行创新构思,设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分:一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等;二是创造设计出新机器、新产品,以满足新的生产或生活的需要。由于MCD过程凝结了人们的创造性智慧,因而其产品无疑应是科学技术与艺术结晶的产物,具有完满的美学性。
2．MCD与常规设计及发明创造的关系
（一）、MCD与常规设计
机械设计一般可分为方案结构设计、运动设计及动力设计三个阶段,其中,方案结构设计最需要创造性,设计难度也最大。常规设计一般是在给定机械结构或只对某些结构作微小改动的情况下进行的,其主要内容是进行尺度设计及动力设计。工厂生产中的非标准件设计已含有较多的创新设计成分。而相对传统设计而言,MCD特别强调了人在设计过程中,特别是在方案结构设计阶段中的主导性及创造性作用。
（二） 、MCD与机械的创造发明
机械的创造发明大多属于机械结构方案的创新设计。创造发明过程及方法的专著已有问世，但大多是作宏观概括的论述,缺少具体的可操作性。MCD要完成的一个核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,要具体描述机械产品创新设计的过程,并将之程
3．机械创新设计技术
机械创新设计技术(MCD)是一门有待开创发展的新的设计技术和方法,它和机械系统设计(SD)、计算机辅助设计(CAD)、优化设计(OD)、可靠性设计(RD)、摩擦学设计(FD)、有限元设计(FED)等一起构成现代机械设计方法学库,并吸收邻近学科有益的设计思想与方法。人们对后面六种设计理论和方法的研究较为深入且都已有专著问世,但随着认识科学、思维科学、人工智能、专家系统及人脑研究的发展,MCD正在日益受到专家学者的重视。一方面,认识科学、思维科学、人工智能、设计方法学、科学技术哲学等已为MCD提供了一定的理论基础及方法;另一方面,MCD的深入研究及发展有助于揭示人类的思维过程、创造机理等前沿课题,反过来促进上述科学的发展,实现真正的机械专家系统(MES)及智能工程(IE)。因此,MCD是MES、IE等学科深入研究发展进程中必须解决的一个分支,它要求能真正为发明创造新机械和改进现有机械性能提供正确有效的理论和方法。
三、机械创新设计研究的意义
开展MCD研究不仅具有重要的理论学术价值,而且具有较大的经济效益和社会效益。MCD的深入研究将为人们发明创造新机器、新机械提供有效的理论和方法。MCD研究必然要涉及人的思维过程、创造机理及过程等研究内容,因此MCD研究能加速机械专家智能化,实现真正的“专家”系统,在加速机械设计水平向自动化、智能化、最优化、集成化实现过程中可以作出自己的贡献。
创新设计的机械产品,必定在其原理确定阶段经过反复的综合选择,结构上或尺度设计上必定蕴含了较高的创造性,也即必定含有较高的关键技术附加值,因此产品不仅具有优越的使用性能,而且具有较完美的造型性能,这包括科学技术原理与艺术性的完美结合、人机系统的良好协调性以及良好的经济性等。这样无疑提高了产品在同类产品中的竞争力,特别是当专利产品技术形成产业化的时候,可以创造出较高的经济效益及社会效益。在MCD的实践中培养了设计人员的创造性思维,增强了其创新能力,提高了人们进行创新设计的自觉性及技术上的可操作性,使MCD成为一种工具或手段,这样,就促进了新产品(含专利产品)的繁荣与更新,为社会创造了财富。
四、机械创新设计发展方向
1．设计过程的数字化
不仅要完善工程对象中确定性变量的数学描述和数学建模，而且更要研究非确定性变量，包括随机变量、随机过程、模糊变量（人的智能、经验、创造力、语言及政治、经济、人文等社会科学因素）等的数学描述和数学建模。
2．设计过程的自动化和智能化研究
健全、研究、发展各种类型的数据库、方法库和知识库，及自动编程、自学习、自适应等高级商品化软件的研制，如研究设计知识、数据、信息的获取与处理技术、智能CAD人工神经网络专家系统的模型和应用软件等。
3．虚拟设计和仿真虚拟试验及快速成形技术的深入研究
是一种以计算机仿真为基础，集计算机图形学、智能技术、并行工程、人机工程、材料、成形工艺、光电传感技术和多媒体技术为一体的综合学科研究。
4．机械创新设计技术
（一）、智力激励法
人的创造性思维特别是直觉思维在受激况下能得到较好地发挥。一批人集合在一起，针对某个问题进行讨论时，由于各人知识、经验不同，观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各种主意能互相启发，填补知识空隙，启发诱导出更多创造性思想，通过激励、智慧交流和集智达到创新的目的。
（二）、提问追溯法
提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题，在回答问题过程中，便可能产生各种解决问题的设想，使设计所需要的信息更充分，解法更完善。提问追溯法有奥斯本体温法、阿诺尔特提问法、希望点列举法、缺点列举法。
（三）、联想类推法
通过由此及彼的联想和异中求同，同中求异的类比，寻求各种创新解法。利用联想进行发明创新是一种常用而且十分有效的办法。许多发明者都善于联想，许多发明创新也得益于联想的妙用。类比联想由一事物或现象联想到与其有类似特点的其他事物或现象，从而找出创新解法。
（四）、返向探求法
将人们通常思考问题的思路反转过来，从背逆常规的途径探寻新的解法，因此返向探求法亦称逆向思维法。例如声音既是振动，那么振动为什么不能复现原声呢？通过这样的反问，发明了留声机。
（五）、系统分析法
对于技术系统，根据其组成所有影响其性能的全部参量，系统地依次分析搜索，以探索更多和解决问题的途径。
（六）、组合创新法
组合创新法是将现有技术和产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想和新产品。组合法应用的技术单元一般是已经成熟和比较成熟的技术，不需要从头开始，因而可以最大限度地节约人力、物力和财力。组合创新的类型很多，常用的有性能组合、原理组合、功能组合、结构重组、模块组合等。
5．系统化设计方法
（一）、设计元素法
用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采（二）、图形建模法
研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接 。
（三）、“构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
五、结束语
通过对新时期下，机械创新设计及其研究的分析，进一步明确了机械创新设计的方向，为机械创新设计的优化完善奠定了坚实基础，有助于提高机械创新设计的水平。
参考文献
[1]张春林，《机械创新设计》，北京：机械工业出版社，2010.
关键词：过街设施；模块化设计；创新设计；绿色出行；可持续发展
一、城市过街设施与交通现状调研
（一）城市交通现状总揽：随着城市生活节奏的加快，交通拥堵逐渐成为人们日常生活的巨大障碍。交通拥堵不仅给出行者造成了时间上的延误、经济上的损失，还给整个社会造成了庞大无谓的损失和资源的浪费。面对愈演愈烈的交通拥堵、人车抢道的现状,我们应该做到有的放矢。据调查，城市居民认为，造成交通拥堵的成因主要有以下几个方面：机动车、外来人口激增、道路资源（过街设施）增长滞后、公交系统不发达、停车系统匮乏、交通性道路与生活性道路无明显界限、交通事故频发等；故此，合理分配道路资源、提高道路资源利用率、建设立体化交通设施等措施的设立迫在眉睫。
（二）过街设施现状调研：公共设施设计理论体系在现代信息社会高度发达的技术支持与推动下不断突破与完善，其多元化、智能化、人性化的发展趋势也获得令人瞩目的成绩，进而拥有城市枢纽的美誉和社会的主导地位。与时俱进、开拓创新是公共设施设计的立足之本，亦是设施设计诠释新命题的设计基点。城市过街设施作为主客体跨越障碍的通道，回归设施设计本身，具体落实以人为本的设计观，彰显了技术层面和思想层面的思维创新。在我国城市混合交通的环境里，随着城市规模不断扩张，交通出行需求呈现几何级数增长，特别是人群密集形城市聚集区域，伴随着私家车数量的与日俱增，随之而来的尾气排放、噪音污染、道路拥堵、交通瘫痪、安全隐患等问题严重影响了人们的居住环境和生活品质；交通恶性循环与人们内心对便利出行的渴望形成强烈的反差，矛盾激化、冲突增加。
（三）街区问题实例分析：随着城市人口的增长和私家车持有数量的不断提高，沈阳市道路交通问题愈来愈严重，人车混行等一系列问题日益凸显。如何保持交通顺畅，保障行人行车的安全，是关乎老百姓切身利益的问题，也是有关部门应当密切关注的问题。2016年11月15日上午10时许，在沈阳马路湾202医院前端三角地带，我驻足了三十多分钟，只见人群在机动车流中冒险通行，一些行人过街时左顾右盼、见缝插针，人车抢道、人车混行现象频繁。据观察统计，人车混行的状态几乎每两分钟就到达一次高峰，由于此地没有任何过街设施和安全指示，极其容易引发道路交通事故，为人车通行带来严重的安全隐患（如图1、2、3）。人车混行危险大、各行其道才安全。通过对人群的问卷调查，了解人们对于此地带的过街需求，问卷调查结果如图表所示：人们在过街时最为看中的是安全性与便捷性，大多数行人认为应该建立人性化的立体过街设施，现实需求与研究价值的不谋而合，可见为保障过街安全并且顺利快捷的到达目的地，立体化过街设施的设立势在必行。
二城市过街设施创新设计概念的提出与应用范围的锁定
（一）过街设施创新设计概念的提出1.生态能源优势转化为可持续发展优势：就城市过街设施设计而言，利用生态能源对噪声、尾气等污染加以合理化控制，不仅可以节约设施建设成本，还能够大力释放生态效应，降低环境污染率，加大交通设施的环保性与可持续性，将生态能源优势转化为城市交通的可持续发展优势，从这一设计理念的内涵来看，其不仅顺应中国传统的人文观念，而且更成为现今中国社会状况的需求。其对建设有中国特色的社会主义工业设计体系和通过设计引导合理的生活、生产方式均有积极的意义。2.公共意识行为由被动受控转化为主动吸引：公共意识是现代文明的标志之一，现实社会中人们往往“习惯于”对过街设施的设立视而不见，无视规则制度的存在，冒着危险肆意在车流中穿梭，或许个人效率有所提升，但却扰通秩序、给交通安全带来威胁。鲁迅先生曾言，“列国是务，其首在立人，人立而后凡事举”。在五千年中华迈向现代社会的关键节点上，“立人”之要在于培育公共精神、涵养公共文明，城市过街设施的创新设计致力于人性化功能的体现，承担着文明“诠释者”的社会使命。我们期待的伴有城市化品质的生活与优质的城市过街设施的设立有着微妙的联系，它潜移默化地影响着公众的社会行为习惯，提升公民的道德素养及自我约束能力，使得过街设施的设立不仅是冰冷的陈设，更成为具有吸引力的城市风景。3.人车混行的交通状态转化为以人为本的绿色出行体系：绿色出行是现今社会极力倡导的交通方式，绿色出行的交通模式体现在节约能源、提高能效、减少污染、有益健康、兼顾效率等方面。过街设施建设是解决人车混行的重要手段、是实现道路畅通的重要措施之一，而道路畅通又是绿色出行的核心：一方面是为了减少交通拥挤，提高出行效率，降低社会运行的成本，促进环境友好；另一方面是为了减少机动车污染排放，建立城市综合交通系统。从行为心理学原理出发，绿色出行便于减少出行距离的心理落差，营造到达感并兼顾交通功能，构建真正人性化交通模式，为出行者提供了更多样便捷的交通选择方案。［1］4.过街设施由“冰冷陈设”转化为体现城市文化内涵：伴随着城市公共设施建设与功能划分的逐步出现，不少设施形态变得单调乏味，死气沉沉。值得注意的是过街设施并不是孤独静止的陈列展示，应把设施与城市作为一个整体来构思、感受和实施；其设计应富于生机和魅力，引发人积极的情感体验和心理感受，饱含人道主义精神去打动人，即设计中的以情动人，努力实现经济、社会、文化的协调发展，加强城市化进程中的文化建设，提升城市的文化品位，展现城市的文化内涵，这样这门实用的艺术学科才能发挥其最大潜力，使得公共设施更好地服务于人类，凸显生活中最重要的主题。［2］
（二）应用范围的锁定：在交通设施的设计与设立过程中，人们往往注重大型道路的空间开发与设施建设，但人口相对集中、流动性较大的小型道路的过街设施及配套设施建设通常被相关部门忽视，这一普遍现象必然导致高峰期的交通拥堵，并为公众带来严重的心里落差，也间接导致了公共意识和道德素质的下滑；为此，本文在以人为本的前提下和可持续性发展的基础上，结合公共设施设计与设计实践，提出了小型街区及道路、不规则地形的过街设施的创新设计概念，并提出了相关的设计构思。这一理念的提出不仅在一定程度上缓解小型路段的交通问题，使人们在日常生活中体会到交通设施设计给人们生活带来的便捷与关怀。
三城市过街设施创新设计的选题依据
（一）以人为本的设计基点：“以人为本”作为当今设计界与消费者孜孜追求的目标,带有明显的后工业时代特色,是工业文明发展的必然产物。它综合了设施设计的安全性与社会性，在设计中注重其内环境的扩展和深化。城市过街设施“以人为本”的设计理念更加贴近行人的内心需求，满足过街行为舒适度，更是提出了顾全大局、层次丰富、人与环境互惠互利的设计要求。在社会迅猛发展的今天，在日益拥挤的交通环境里，以人为本的城市公共设施是真正体现出对人群的尊重和关心,同时也是最前沿的潮流与趋势。
（二）以和谐为契机的设计观念：和谐化的过街设施设计就是要求设计者将设计的重心从有形的过街设施个体转移到“人”、“设施”、“环境”三大要素之间两两相交的关系上，将设计的着眼点置于研究公共空间里设施单体本身，单体与系统，设施与人，设施与色彩、环境的配合关系。使各个对立因素在动态的发展中寻求平衡，构建一个有机的、协调的整体，最大化实现设施的功能价值，满足人们对于功能和情感的双重需求，演绎出具有时代特色、地域文化，又蕴含丰富情感和强大功能的和谐整体。
（三）以疏导为主旨的设施建设：城市过街设施作为设施化设计的一种，应突破自身设计范围，积极寻找并吸取其他设计领域的养分，以绿色环保的技术支持和以人为本的设计理念为基础，构建社会和谐氛围。同时，城市过街设施的建设还应以融汇人文思想为设施设计的发展方向，引导行人自觉遵守交通法律法规，疏导交通，缓和交通矛盾的现状，解决交通实质问题。通过对崭新的技术形态的驾驭，使公共设施设计领域得到拓展。
四城市过街设施创新设计
（一）工业化、标准化的安装模式：城市过街设施设计要以多变的模块组合适应不同的道路形态，就此转变设施设计的工业化与标准化观念，使其具有综合归纳效用和相关可行性：工业化是指过街设施构件或单元模块能达到工业生产的要求；设施安装组合的标准化适合于大批量加工制作；标准化一是追求过街设施设计为方便人们出行，建立绿色出行体系而建立的标准；二是达到行业标准或是国家制定的使用标准，通过全面性的考究，实现城市过街设施标准化的安装模式，完善交通秩序、维护社会的和谐与发展。[3]
（二）模块化、系统化的设施组合：公共设施设计模块化的概念是指造型相同或相似、功能独立并具有一定关联，整体的形态链条符合一定的几何连续性，经过拆分重组构造出不同的设施形态，延展出不同的设施功能，形态相同或相似的模块单体在设施组合中可以通过互换位置或更改排列顺序来实现整体性变化。模块化的组合方式可以变化出不同类型的公共设施，满足不同使用人群的心理需求；同时模块化设计理念应用于设施设计中可对设计资源进行简化整合，符合可持续性发展的宏观诉求。[4]
（三）艺术化、景观化的设计氛围：现代公共设施设计已不单单是孤立的单一化的产品设计，它已越来越融入环境的整体设计之中，是城市细节的体现，公共设施如果设计不当便会影响整个城市空间的整体效果。公共设施设计越来越重视单一模块化设计后的规划与组合，每一个设计模块也不仅限于一种形态与色彩，而是形成一个系列，力求视觉效果多样化，在环境中起到调节作用，活跃了景观的氛围。城市过街设施设计不仅要满足人们的现实需要，同时又要展现公共设施的艺术化与景观化。设计精美、品质优良、内涵丰富的过街设施不但能服务大众，还能提升城市品味，愉悦人的精神，增强人们的审美情趣。因此，城市过街设施设计不仅仅限于满足功能的需求，而是用更加艺术化、景观化的方式来处理，使人赏心悦目，耳目一新，打破常规设置概念，起到扩展景观空间，美化公共环境的作用。［5］
（四）无障碍设计的分析与应用：无障碍设计是社会弱势群体充分参与社会活动的基础和前提，为保障人们正常方便生活提供了重要条件，也从一个侧面反映了社会文明的进步水平，是物质文明和精神文明的集中体现，对提高人们道德素质，培养全民公德意识，促进社会和谐发展具有重要的作用。城市交通系统中，过街设施设计应充分考虑如何保障弱势群体的交通权利，尤其突出对老、少、病、残等特殊群体的照顾，提升整个城市的生活品质，体现社会的公平与和谐；如坡度不大的坡道，方便轮椅上下；对于受周边环境所限无法伸展的天桥则应安装垂直电梯；为了给人们提供更舒适的过街环境，还可以在天桥安装遮阳避雨顶棚，以免行人日晒雨淋，极大地保证了行人的安全。［6］
【关键词】 机械;创新;制造业
一、机械产品创新设计的原则
(一)经济效益最好原则
设计的机械零件既要功能满足客户要求,又要成本低廉。考虑经济最佳性必须从设计和制造两个方面上入手。设计上保证合理的原理方案,选用正确的材料;制造上考虑零件的加工工艺性和装配工艺性。
(二)生态效益最好原则
不论是在产品制造过程中,还是在产品使用过程中,都要求产品对周围环境“零污染”。这就要求在设计过程中尽量选择低污染的材料及零部件,避免选用有毒、有害和有辐射性的材料。
(三)安全可靠原则
安全可靠是机械产品品质的保证,必须确定零件在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上满足设计要求。对于重型机械,一般要求有自锁装置和保险装置,以确保操作员人身安全。
二、机械产品创新设计方法研究
(一)创新技术主题的确定与分类
搜集的专利可以分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。发明和实用新型专利的说明书提供了发明或实用新型的技术特征,清楚、简要地表述请求专利保护的范围。外观设计专利提供了该外观设计的图片或照片,必要时会作一定的简要说明。在专利局专利分类方法的基础上,结合一般产品的特点,提出了一般产品创新技术主题的确定与分类方法。创新技术主题的确定应当以权利要求书为主,并适当结合说明书(包括说明书附图)。以权利要求书为主确定技术主题,应当完整地掌握权利要求中所记载的技术内容,如以独立权利要求来确定技术主题时,则应当将其前序部分记载的技术特征和特征部分记载的技术特征结合起来确定。下面以钻夹头为例,确定创新技术主题的方法有:
(1)对于发明专利和实用新型专利,一般情况下以独立权利要求中的前序部分记载的技术特征为主,将特征部分记载的技术特征看作是对前序部分的限定。例:一种新型锁紧式钻夹头,其特征在于:空心钻体的前端开有一截面为三角形的环形沟槽,所述前套的前端与该沟槽卡接。创新技术主题:以前套与丝母套之间的沟槽卡接为特征的锁紧式钻夹头。
(2)对于发明专利和实用新型专利的特殊情况,即独立权利要求中前序部分所描述的对象在分类表中没有确切位置的,以特征部分记载的技术特征为主,将前序部分记载的技术特征看作是对特征部分的限定。例:一种钻夹头,包括有一前套、一后套、一空心钻体和一丝母,在所述空心钻体中部台阶面与所述丝母后端面之间安装有一组滚珠,其特征在于:所述丝母为一整体结构件。创新技术主题:钻夹头的丝母为一整体结构件。
(二)基于专利的产品创新设计过程
创新的途径很多但它们都需要大量的已有知识和经验的支持。实践证明,除了基本的科学技术知识外,专利信息已经成为实现创新的最有效的知识来源之一。作为前人创新成果的结晶,相对其他知识,专利更富有创新性,技术含量高,可用性强因此,基于专利实现创新,就像站在前人的肩膀上实现创新,使创新开始就处于一个较高的基础上,大大提高创新效率和创新质量。通过将创新设计系统与制造行业PDM的集成,提出了基于专利和PDM的创新设计方法,其创新设计过程(如图1所示)。
产品配置是产品创新设计中的一项重点工作,根据制造企业的实际需求,采用三个层次的机械产品配置设计方法,分别是:基于零部件数据库的交互设计、基于历史的产品嫁接设计、基于规则的产品配置设计。
经过对相关制造企业的深入调查和分析,提出了基于专利技术和PDM的产品创新设计方法。该方法支持一般产品的开发创新和快速变型设计,提高零部件和生产过程标准化。通过将基于专利的产品创新设计方法和生产管理技术引入企业,必将增强企业的产品创新能力、有助于企业快速响应客户需求、提升管理水平,提高企业在市场中的综合竞争能力。
参考文献
关键词:创新设计;设计方法;产品设计
创新设计是现代产品设计理论的重要内容之一｡随着知识经济时代的到来,社会的进步与经济的发展更加依赖于人类的创新实践活动｡开展创新设计的研究对于建设创新型国家有重要意义｡
1 创新的内涵
20世纪初,全球社会生产力的发展中只有5%是依靠技术创新取得的,而现在发达国家中的40%是依靠技术创新取得的｡
美籍奥裔经济学家熊彼特(Joseph A. Schumpeter)于1912年在其著作《经济发展理论》中将“创新”作为一个经济学概念首次提出｡
熊彼特认为创新是发明的第一次商品化,也就是说,把发明引入生产体系并为商业化生产服务的过程就是创新,它意味着建立新的生产函数或供应函数,是在生产体系中引进一种生产要素和生产条件的新的组合｡
而发明实际上就是一个产品创新的过程,其关键是设计的创新,设计创新是实现产品创新的根本基础｡因此,创新设计的重要性就显而易见了｡
创新设计是一种创造性的智力活动,是设计者充分发挥自己的创造力,利用人类已有的科学技术成果,进行创新构思,应用新技术､新原理､新方法进行产品分析和设计的过程｡
2 创新方法的发展
创新是一个及其复杂的过程,人类对创新本质的认识与研究还远远达不到科学的层次｡但是众多创新学者,经数十年的研究发现,科学技术的发明创造有一定的规律可循,他们大多是以原则､诀窍､思路形式指导人们克服心理和思维的障碍,改善思维的灵活性的过程｡
自20世纪30年代至80年代,世界上出现了300多种创新技法,10多种创造原理｡这些创新技法,各自从不同的角度､在一定程度上突破了制约创新的相关因素的限制｡
所谓创新技法就是在创造心理､创造性思维方法和认识规律基础上的技巧｡这些创新技法不存在科学的逻辑关系,大多数目前在理论上处于“初生期”,还远远未达到纯粹的科学水平｡
从思维的角度,创新是人类驾驭形象思维与逻辑思维､发散思维与收敛思维的过程｡
经过数十年的发展,在掌握已有创新技法的基础上,结合认知科学､人工智能､设计方法学､科学技术哲学等前沿学科,创新设计方法已成为一门独立且有待于开发的新的设计技术和方法｡
创新设计方法的发展历程如图1所示｡
最初的创新研究侧重于人的创造性思维,总结出一些具有指导意义的规律,形成各种创新技法,如:头脑风暴法､联想法､类比法､侧向思考､仿生法等｡
后来,创新方法的研究开始注重以知识(专利)为基础,通过对专利的分析与研究,总结创造活动所遵循的创新原理,该阶段的典型创新方法是TRIZ理论｡
随着计算机技术的发展,创新方法的研究也出现新的趋势,在现阶段,各种成熟的创新设计方法开始集成化研究与应用,并与计算机(包括网络)技术相结合,形成计算机辅助创新(CAI: Computer Aided Innovation)技术,如:QFD､可靠性设计､网络协同创新技术､有限元分析等各种成熟的技术和方法开始融入到创新设计过程中｡
3 机械产品创新设计的研究
机械产品创新设计的研究对于提高机械产品的设计水平､提高产品的竞争力有着重大的意义,受到世界各个国家的普遍重视｡
机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类己有的相关科学技术成果(含理论､方法､技术原理等),进行创新构思,应用新技术､新原理､新方法进行产品的分析和设计,设计出具有新颖性､创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动｡
一般来说,创新设计包括全新设计和适应型创新设计两类｡
需要指出的是,创新设计和概念设计并不是同一个概念,概念设计的核心是进行设计创新,而创新设计并不尽限于概念设计阶段｡在产品设计的各个阶段均有创新设计的问题,但是最主要的是在概念设计阶段进行创新｡
国内外学者针对机械产品创新设计,分别从设计的本质､设计的过程以及设计的方法等不同方面,做了大量的研究工作｡
创新设计理论和方法的研究现状见表1｡
4 机械产品创新设计存在的问题及展望
通过上述文献的研究可以看出,尽管人们从不同角度对创新设计进行了数十年的研究,取得了一些成果,但是产品创新设计过程中还有一些问题仍没有解决,成为今后研究的重点｡
(1)创新设计本质过程的研究这实际上也是对设计的创新本质的认识｡尽管人们从思维方法､设计手段等多方面对创新问题进行探索,现在对创新的实质过程仍没有一个统一的､深层次的认识,无法形成一个完整的理论去指导创新实践｡在这方面我们仍需要做大量的工作｡
(2)创新设计中知识的表达与应用首先,产品创新过程涉及多学科､多种技术,如何将设计知识组织管理,满足设计主体对知识的需求是今后的研究重点｡其次,为创新设计过程建立科学的产品模型,结合现代CAD技术,支持创新方案的快速表达,对于提高设计效率有重要意义｡
(3)设计理论研究与设计工具开发存在严重脱节人们对于设计理论及创新问题进行了大量研究,但是理论研究与设计工具,特别是产品的结构设计工具存在严重的脱节｡一方面某些机械结构设计理论和方法的研究较少考虑计算机实现的问题;另一方面设计工具开发时,又没有适合计算机进行的结构设计自动化和智能化理论｡需要深入研究机械产品设计中功――构映射的本质规律｡
(4)创新设计过程的集成化技术研究创新设计过程的集成化技术的重点在于概念设计的集成化实现,主要是指产品的原理方案创新与结构方案创新的集成｡现有的设计理论或设计工具多是从不同的角度,考虑某阶段的创新实现问题,如:TechOptimizer可以辅助实现产品原理方案的创新,但需要其他CAD系统完成结构的设计工作;一些大型的CAD/CAE/CAM商品化软件,如:UG､Pro/E等均开发出了支持概念设计的工业设计模块或草图设计模块,但是这些模块基本上仍是计算机辅助绘图的工具,几乎不支持原理方案的创新｡缺乏统一的创新设计理论指导创新设计过程,是造成原理方案创新与结构方案创新的集成度低的主要原因｡
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