機械工程應急設計研究論文
摘要：本文從一般性的應急設計入手，首先對機械工程應急設計的含義和研究意義進(jìn)行了界定，然后從運用現代的設計方法、堅持模塊化創(chuàng )新、具體問(wèn)題具體分析三個(gè)方面提出了加強機械工程應急設計的建議。
關(guān)鍵詞：機械工程；應急設計；途徑；
一、引言
近年來(lái)，全世界人為和自然災害造成的災難日益嚴重，并且呈現出社會(huì )性、突發(fā)性、破壞性、連續性、難預報性等特點(diǎn)。自然災害如洪水、地震、臺風(fēng)、森林自然大火、海洋自污染等；人為災害如人為環(huán)境污染、交通事故、計算機網(wǎng)絡(luò )入侵、火災、核電站事故等。為了抗災、減災和救災，保證人類(lèi)社會(huì )持續發(fā)展和國家安全已成為當今國際社會(huì )普遍關(guān)注的一項重要課題和共同的緊迫任務(wù)，引起各國的重視。
二、機械工程應急設計的含義及對象
（一）機械工程應急設計的含義
它是這樣一個(gè)設計系統，即在由于人為或自然災害致使設計系統內部和外部環(huán)境波動(dòng)的非正常情況下，實(shí)現特殊要求的急需的非現成的機械產(chǎn)品、裝備的快速設計系統。機械工程的應急設計是非常重要的問(wèn)題。所謂機械工程應急設計是指非現成的而需快速應急的設計，往往包括快速設計與制造，而且是屬帶災難約束的非正常情況下的快速設計與制造。
（二）機械工程應急設計的意義
開(kāi)展機械工程應急設計研究的目的不僅是提高自身學(xué)術(shù)水平，更主要是獲取較大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。其意義在于：
一是機械工程應急設計的深入研究將為人們發(fā)明創(chuàng )造新機器、新機械提供有效的理論方法；
二是機械工程應急設計研究能加速機械專(zhuān)家智能化，實(shí)現真正的“專(zhuān)家”系統，有利于加速機械工程設計水平向自動(dòng)化、智能化、最優(yōu)化、集成化實(shí)現；
三是應急設計的機械產(chǎn)品提高了產(chǎn)品在同類(lèi)產(chǎn)品中的競爭力，特別是當專(zhuān)利產(chǎn)品技術(shù)形成產(chǎn)業(yè)化的時(shí)候，可以創(chuàng )造出較高的經(jīng)濟效益及社會(huì )效益；
四是在機械工程應急設計的實(shí)踐中培養了設計人員的創(chuàng )造性思維，增強了其創(chuàng )新能力，提高了人們進(jìn)行應急設計的自覺(jué)性及技術(shù)上的可操作性，使機械工程創(chuàng )新成為一種工具和手段。這樣，就促進(jìn)了新產(chǎn)品的繁榮與更新，為社會(huì )創(chuàng )造了財富。
機械工程應急設計充分發(fā)揮設計者的創(chuàng )造力，利用人類(lèi)已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果(含理論、方法、技術(shù)原理等)進(jìn)行構思，設計出具有新穎性、創(chuàng )造性及實(shí)用性的機構或機械產(chǎn)品(裝置)的一種實(shí)踐活動(dòng)。它包含兩個(gè)部分：一是改進(jìn)完善生產(chǎn)或生活中現有機械產(chǎn)品的技術(shù)性能、可靠性、經(jīng)濟性、適用性等；二是創(chuàng )造設計出新機器、新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足新的生產(chǎn)或生活的需要。機械工程應急設計是建立在現有機械設計學(xué)理論基礎上，吸收科技哲學(xué)、認識科學(xué)、思維科學(xué)、設計方法學(xué)、發(fā)明學(xué)、創(chuàng )造學(xué)等相關(guān)學(xué)科的有益知識，經(jīng)過(guò)綜合交叉而成的一種設計技術(shù)和方法。
三、加強機械工程應急設計的途徑
�。ㄒ唬┻\用現代的設計方法
如快速設計、模塊化設計、協(xié)同設計、自適應設計、大規模定制設計等也隱含著(zhù)快速設計的含義。但是一般很少考慮人為和自然災害的非正常情況下的特點(diǎn)，特別是考慮設計資源和設計系統本身受損情況。換言之，應急設計有自己的屬性和特點(diǎn)，應該在吸取或借鑒現代設計理論、方法和工具中有益的思想、方法基礎上，針對應急設計帶災難約束的特點(diǎn)去研究。
�。ǘ﹫猿帜K化設計創(chuàng )新
產(chǎn)品機械結構的模塊化，必然帶動(dòng)控制系統的'模塊化。制造系統的模塊化，除加工設備的模塊化以外，又將帶動(dòng)物流系統和系統控制的模塊化，就是要求在相對獨立的不同層次中都實(shí)現高度規范化和模塊化，給不斷按需求重構設備或重構制造系統提供了條件。
解決相似問(wèn)題的關(guān)鍵是找出相似系統各尺寸參數的相似比。根據各種物理現象的關(guān)系式推導出的由物理量組成的無(wú)量綱數群為相似準則。與相似準則各參數對應相似比組成的關(guān)系式稱(chēng)為相似指標。在基本相似條件基礎上，用相似準則、方程分析、量綱分析列出相似比方程，可求得相似比。
�；O計是在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，在相似的模擬工作條件下，設計相似的模型進(jìn)行試驗，通過(guò)測定模型性能，預測產(chǎn)品原型性能，分析設計的可行性并進(jìn)行必要的修改，進(jìn)一步取得最優(yōu)參數和結構。產(chǎn)品系列設計是在基型設計的基礎上，通過(guò)相似原理求出系列中其他產(chǎn)品的參數和尺寸。設計步驟是先設計基型產(chǎn)品，確定產(chǎn)品系列是幾何相似還是半相似，選擇計算級差，求得擴展型產(chǎn)品的參數尺寸，確定系列產(chǎn)品的結構尺寸。幾何相似的產(chǎn)品還可按相似關(guān)系以生產(chǎn)成本進(jìn)行估算。
�。ㄈ⿷痹O計的研究要具體問(wèn)題具體分析
應急設計的研究應針對各種機械產(chǎn)品和裝備的災難約束進(jìn)行具體災因和特性分析、決定對策，研究設計方法及其實(shí)現，提高應急研究的理論水平，從而更好的指導實(shí)踐；利用上述先進(jìn)的方法、技術(shù)、工具，建立設計系統平臺；從而形成其系統理論和體系，并注意在理論與實(shí)踐相結合的過(guò)程中不斷地完善。
四、結語(yǔ)
包括機械工程設計在內的一切設計成功的關(guān)鍵，無(wú)不在于設計中的創(chuàng )新，而應急設計不僅需要知識和經(jīng)驗，更需要具有強烈的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新思維能力。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著(zhù)世界上的一切，推動(dòng)著(zhù)進(jìn)步，并且是知識進(jìn)化的源泉，嚴格地說(shuō)，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素。
目前，機械工程應急設計研究多集中于應急機械和裝備的設計，而不是應急設計，應該引起重視和加速其研究和發(fā)展。應急設計研究應該在吸取或借鑒其它行業(yè)應急系統研究和現代設計理論、方法和工具中有益的思想、方法基礎上，針對應急設計帶災難約束的特點(diǎn)，運用創(chuàng )新思維去研究，并在理論與實(shí)踐相結合過(guò)程中不斷地完善。
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