如何成為機械設(shè)計高手?

2016-12-19 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

機械設(shè)計作為一個傳統(tǒng)的專業(yè)領(lǐng)域,國家每年都會培養(yǎng)出大量的專業(yè)人才:學(xué)士、碩士、博士。但是每家機械公司都感嘆招一個好的機械設(shè)計人員很難。機械專業(yè)很高深嗎?當(dāng)然不是。如果你想成為一個設(shè)計高手,專業(yè)知識上,只要你學(xué)好了學(xué)校開設(shè)的專業(yè)課,并經(jīng)過適當(dāng)?shù)膶嵙?xí),技能的準備就差不多了。設(shè)計時再準備幾本經(jīng)典手冊:怕出錯不妨看看《機械設(shè)計禁忌手冊》,想設(shè)計個新穎的機構(gòu)可以看看《機構(gòu)設(shè)計圖例》,還有不明白的可以上網(wǎng)查查或翻翻《機械設(shè)計手冊》這本大全類的書。這樣看來成為一個設(shè)計高手似乎難度不大。

為什么真正的高手并不多呢?要成為一個高手究竟除了上面的技能外還需要些什么呢?這使我想到了武術(shù)。比如一個學(xué)武的人,如果只把外在的一招一式學(xué)像了,卻不會“內(nèi)功心法”,缺乏對內(nèi)在拳理的理解,不知道還有形神相合,意到、氣到而身到的要求。那么表演出來只是花拳繡腿,缺少那種蘊含其中的“精氣神”。同樣,在機械設(shè)計中也存在著“內(nèi)功心法”。

在下面的文章里我們不討論“招數(shù)”問題,因為這方面的著作很多,沒必要再錦上添花,我們更多的是討論“心法”問題。故此下面這篇文章也不是用來讓你在幾周或幾個月內(nèi)成為一個設(shè)計高手,而將更多的從方法論、思維方式的角度談一些個人的心得,希望能引起大家的共鳴,進而引導(dǎo)大家進入一個理想中的設(shè)計境界。當(dāng)然,沒有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識作支撐,境界也無從談起。

首先我們要對設(shè)計有一個正確的理解。我們可以從多方面對設(shè)計進行理解,但重要的是我們要知道設(shè)計也是一門藝術(shù)。一個鋼琴家演奏時打動觀眾的不僅僅是他嫻熟的指法,還有他對于樂曲的理解和融入指法中的感情。一個出色的設(shè)計師設(shè)計時融入到產(chǎn)品及圖紙中的也不僅僅是專業(yè)知識,還有個人的修養(yǎng)、氣質(zhì)。這種修養(yǎng)、氣質(zhì)反映到產(chǎn)品和圖紙中表現(xiàn)為一種設(shè)計風(fēng)格。事實上不同的公司不同的設(shè)計人員設(shè)計出的同類產(chǎn)品就帶有不同的風(fēng)格。同時個人的風(fēng)格還要和產(chǎn)品的定位相適應(yīng)。不同的產(chǎn)品定位不同,需要有不同的風(fēng)格。

例如對于小型工程機械而言,設(shè)計風(fēng)格可以活潑些,突出體現(xiàn)機器的操縱靈敏、多功能,在強度設(shè)計時可以采用等強度設(shè)計。對大型工程機械而言也許更重要的是體現(xiàn)出其高可靠性、安全性,整個機器要象個力大無窮的大漢一樣,設(shè)計風(fēng)格應(yīng)該穩(wěn)健些,甚至適當(dāng)“傻大笨粗”一些。

下面是對設(shè)計的理解進行的一些總結(jié),希望能拋磚引玉:

第一式:聽風(fēng)辨器

一是要對工作、學(xué)習(xí)中的知識點時刻保持敏感,碰到不清楚的就要馬上抓住、弄清楚,知根究底。

二是在設(shè)計中要對所設(shè)計的對象的各個方面都保持相當(dāng)?shù)拿舾?每個零件的作用是什么?有沒有什么特別的要求?這樣的設(shè)計會不會影響其它零件的功能發(fā)揮?實現(xiàn)某一功能有沒有更好的設(shè)計方案?頭腦中要形成一個縝密的思維網(wǎng)將設(shè)計對象網(wǎng)羅其中,對網(wǎng)外的世界要視而不見,聽而不聞,而對網(wǎng)內(nèi)的設(shè)計對象時刻保持高度的敏感。象武俠小說中描繪的高手一樣“眼觀六路,耳聽八方”。在“聽”到了敏感點后還要能分辨出這些敏感點的詳細內(nèi)涵。。

舉個例子:比如看到一個焊縫要標注,材料適不適合焊接?用多高的焊縫高度、什么焊接方法?焊縫長度多少?焊縫間隔多少?焊后要作什么處理?標注用什么焊接符號?你對它的每一個細節(jié)都弄清楚了嗎?又比如學(xué)習(xí)軟件,別人弄不懂的地方,問題一提出來,不等他說完你能不能馬上知道答案在哪里?如果你做到了,恭喜,你能“聽風(fēng)辨器”了。這招的要旨在于敏感與細膩。

第二式:摘葉飛花

武俠小說中的高手摘葉飛花,皆可傷人。這招妙在能化腐朽為神奇。一是要能靈活運用,不妨將我們的內(nèi)心放得寬廣些,設(shè)計時要善于打破內(nèi)心的常規(guī)束縛,做到不拘一格。比如一個普通的螺母,除了可以用作螺紋緊固件外,也不妨將其用作一個簡易蓋子的拉手,或者作一個拉伸彈簧的掛勾點。再就是要加強學(xué)習(xí)鍛煉,磨練出深厚的功力。比如作一個設(shè)計計算,我們有很多專業(yè)軟件如有限元軟件、動力學(xué)分析軟件等等,這當(dāng)然是很省事很好的選擇,如果沒有你能用matlab或其它高級語言編程搞定嗎?如果這也沒有,EXCEL軟件會用嗎?它的高級功能用于設(shè)計計算一樣很出色呢,或者你能手工計算嗎?

我記得大約九五年我有個新分配來的同事,某名牌高校的大學(xué)生,一天領(lǐng)導(dǎo)想要他算個復(fù)雜零件的受力,當(dāng)時計算機還在386水平,沒有計算軟件。他把白紙往圖板上一鋪,運筆如揮刀,一個個矩陣方程沙沙的往下寫,我當(dāng)時是看呆了。又比如我們用慣了三維軟件,雖然方便,畢竟一個個零件建模還是很耗時間的事情,方案設(shè)計時你能用手繪出來嗎?或者是否可以直接在你腦子中建一個三維模型,再旋轉(zhuǎn)一周換幾個視角體驗一下呢?這招的要旨在于靈活與功力。

第三式:身心合一

設(shè)計時要做到“身靜靈動,用心做事”。身靜是要坐得住、定得下;靈動,是指思維要一心不亂,抓住靈感一路深入直至完成設(shè)計。身與心一靜一動,靜如處子,動如電馳,互相配合為用。要領(lǐng)悟那種“寧靜致遠”的境界和“定能生慧”的作用。這里用“靈動”而不寫“心動”是一是強調(diào)設(shè)計時要有靈感,再就是因為心動給人印象是心猿意馬,思緒雜而不純。用心做事是指職業(yè)素養(yǎng),真正用心了,你就能感覺到活在當(dāng)下、成就在當(dāng)下,境界就在當(dāng)下。也只有這種素養(yǎng)才能做到身靜靈動。這招的要旨在于靈感與專注。

第四式:執(zhí)簡馭繁

莊子云:生也有涯而知也無涯,以有涯求無涯,不亦迨乎?人生有限,知識無限,如何以有限駕馭無限呢?答案是:以簡馭繁,觸類旁通。這方面最具代表的著作是《周易》,《周易》能讓仁者見仁,智者見智、卜者用其占筮,醫(yī)者研究醫(yī)易同源,薄薄的一本古書可以包羅萬象。

我們在設(shè)計中遇到的問題涉及的知識面可能非常廣,要想全部弄通弄懂,全裝在腦子里是不可能也是不必要的。要善于抓住原理性的東西,了解而不執(zhí)著于細節(jié)問題。因為細節(jié)的東西可能是在某種理想情況下由原理推導(dǎo)出來的的東西或者經(jīng)驗性的東西。執(zhí)著于細節(jié)進行設(shè)計難免有“山窮水盡”的時候,此時不妨退到基本原理上,領(lǐng)略一下“退一步海闊天空”的心曠神怡。

另外,設(shè)計要簡潔,思維要清晰。直接實現(xiàn)所需功能的設(shè)計通常是最可靠、最經(jīng)濟的設(shè)計,“簡能勝繁”。我時常想是什么使得長城成為世界奇跡呢?構(gòu)成長城的無非都是當(dāng)時很普通的磚塊甚至只是泥土和蘆葦。但是平凡的東西總是在不停地創(chuàng)造著奇跡。設(shè)計亦然,將復(fù)雜的設(shè)計變得簡潔自然也是一種返樸歸真。

第五式:法由心生

隨工作學(xué)習(xí)日久,設(shè)計功力漸增,當(dāng)專業(yè)知識融會貫通之后自然而然會熟能生巧。此時不再拘泥于教科書中的一招一式,遇到問題總是能抓到問題的主要矛盾所在,自然而然的想到最簡捷有效的解決辦法,是為“法由心生”。其境界為:法無定法,萬法歸宗。

第六式:拈花微笑

心法自古為不傳之秘,非不愿傳,以其不可言傳。很多時候靠的是個人的悟性。釋家云:達摩西來無一字,全憑心意下功夫,道家云:道可道非常道,醫(yī)家云:醫(yī)者意也。在一個行業(yè)浸淫到一定的時候,大家的技術(shù)水平會相差不大,誰更有造化,就看各人的悟性和境界了,所謂:同等技術(shù)比境界。這招的要旨在于悟。

雖然上面的招式以機械設(shè)計為緣起而提出,但是用在其它設(shè)計領(lǐng)域以至生活中的其它方面也是同樣可行的。是為:“術(shù)有專攻,心法無二”。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才