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怎么才能成为一个机械设计高手呢?

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发表于 2018-2-18 18:14:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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机械设计作为一个传统的专业领域,国家每年都会培养出大量的专业人才:学士、硕士、博士。但是每家机械公司都感叹招一个好的机械设计人员很难。机械专业很高深吗?当然不是。如果你想成为一个设计高手,专业知识上,只要你学好了学校开设的专业课,并经过适当的实习,技能的准备就差不多了。设计时再准备几本经典手册:怕出错不妨看看《机械设计禁忌手册》,想设计个新颖的机构可以看看《机构设计图例》,还有不明白的可以上网查查或翻翻《机械设计手册》这本大全类的书。这样看来成为一个设计高手似乎难度不大。

为什么真正的高手并不多呢?要成为一个高手究竟除了上面的技能外还需要些什么呢?这使我想到了武术。比如一个学武的人,如果只把外在的一招一式学像了,却不会“内功心法”,缺乏对内在拳理的理解,不知道还有形神相合,意到、气到而身到的要求。那么表演出来只是花拳绣腿,缺少那种蕴含其中的“精气神”。同样,在机械设计中也存在着“内功心法”。

在下面的文章里我们不讨论“招数”问题,因为这方面的著作很多,没必要再锦上添花,我们更多的是讨论“心法”问题。故此下面这篇文章也不是用来让你在几周或几个月内成为一个设计高手,而将更多的从方法论、思维方式的角度谈一些个人的心得,希望能引起大家的共鸣,进而引导大家进入一个理想中的设计境界。当然,没有扎实的专业基础知识作支撑,境界也无从谈起。

首先我们要对设计有一个正确的理解。我们可以从多方面对设计进行理解,但重要的是我们要知道设计也是一门艺术。一个钢琴家演奏时打动观众的不仅仅是他娴熟的指法,还有他对于乐曲的理解和融入指法中的感情。一个出色的设计师设计时融入到产品及图纸中的也不仅仅是专业知识,还有个人的修养、气质。这种修养、气质反映到产品和图纸中表现为一种设计风格。事实上不同的公司不同的设计人员设计出的同类产品就带有不同的风格。同时个人的风格还要和产品的定位相适应。不同的产品定位不同,需要有不同的风格。

例如对于小型工程机械而言,设计风格可以活泼些,突出体现机器的操纵灵敏、多功能,在强度设计时可以采用等强度设计。对大型工程机械而言也许更重要的是体现出其高可靠性、安全性,整个机器要象个力大无穷的大汉一样,设计风格应该稳健些,甚至适当“傻大笨粗”一些。

下面是对设计的理解进行的一些总结,希望能抛砖引玉:

第一式:听风辨器

一是要对工作、学习中的知识点时刻保持敏感,碰到不清楚的就要马上抓住、弄清楚,知根究底。

二是在设计中要对所设计的对象的各个方面都保持相当的敏感,每个零件的作用是什么?有没有什么特别的要求?这样的设计会不会影响其它零件的功能发挥?实现某一功能有没有更好的设计方案?头脑中要形成一个缜密的思维网将设计对象网罗其中,对网外的世界要视而不见,听而不闻,而对网内的设计对象时刻保持高度的敏感。象武侠小说中描绘的高手一样“眼观六路,耳听八方”。在“听”到了敏感点后还要能分辨出这些敏感点的详细内涵。。

举个例子:比如看到一个焊缝要标注,材料适不适合焊接?用多高的焊缝高度、什么焊接方法?焊缝长度多少?焊缝间隔多少?焊后要作什么处理?标注用什么焊接符号?你对它的每一个细节都弄清楚了吗?又比如学习软件,别人弄不懂的地方,问题一提出来,不等他说完你能不能马上知道答案在哪里?如果你做到了,恭喜,你能“听风辨器”了。这招的要旨在于敏感与细腻。

第二式:摘叶飞花

武侠小说中的高手摘叶飞花,皆可伤人。这招妙在能化腐朽为神奇。一是要能灵活运用,不妨将我们的内心放得宽广些,设计时要善于打破内心的常规束缚,做到不拘一格。比如一个普通的螺母,除了可以用作螺纹紧固件外,也不妨将其用作一个简易盖子的拉手,或者作一个拉伸弹簧的挂勾点。再就是要加强学习锻炼,磨练出深厚的功力。比如作一个设计计算,我们有很多专业软件如有限元软件、动力学分析软件等等,这当然是很省事很好的选择,如果没有你能用matlab或其它高级语言编程搞定吗?如果这也没有,EXCEL软件会用吗?它的高级功能用于设计计算一样很出色呢,或者你能手工计算吗?

我记得大约九五年我有个新分配来的同事,某名牌高校的大学生,一天领导想要他算个复杂零件的受力,当时计算机还在386水平,没有计算软件。他把白纸往图板上一铺,运笔如挥刀,一个个矩阵方程沙沙的往下写,我当时是看呆了。又比如我们用惯了三维软件,虽然方便,毕竟一个个零件建模还是很耗时间的事情,方案设计时你能用手绘出来吗?或者是否可以直接在你脑子中建一个三维模型,再旋转一周换几个视角体验一下呢?这招的要旨在于灵活与功力。

第三式:身心合一

设计时要做到“身静灵动,用心做事”。身静是要坐得住、定得下;灵动,是指思维要一心不乱,抓住灵感一路深入直至完成设计。身与心一静一动,静如处子,动如电驰,互相配合为用。要领悟那种“宁静致远”的境界和“定能生慧”的作用。这里用“灵动”而不写“心动”是一是强调设计时要有灵感,再就是因为心动给人印象是心猿意马,思绪杂而不纯。用心做事是指职业素养,真正用心了,你就能感觉到活在当下、成就在当下,境界就在当下。也只有这种素养才能做到身静灵动。这招的要旨在于灵感与专注。

第四式:执简驭繁

庄子云:生也有涯而知也无涯,以有涯求无涯,不亦迨乎?人生有限,知识无限,如何以有限驾驭无限呢?答案是:以简驭繁,触类旁通。这方面最具代表的著作是《周易》,《周易》能让仁者见仁,智者见智、卜者用其占筮,医者研究医易同源,薄薄的一本古书可以包罗万象。

我们在设计中遇到的问题涉及的知识面可能非常广,要想全部弄通弄懂,全装在脑子里是不可能也是不必要的。要善于抓住原理性的东西,了解而不执着于细节问题。因为细节的东西可能是在某种理想情况下由原理推导出来的的东西或者经验性的东西。执着于细节进行设计难免有“山穷水尽”的时候,此时不妨退到基本原理上,领略一下“退一步海阔天空”的心旷神怡。

另外,设计要简洁,思维要清晰。直接实现所需功能的设计通常是最可靠、最经济的设计,“简能胜繁”。我时常想是什么使得长城成为世界奇迹呢?构成长城的无非都是当时很普通的砖块甚至只是泥土和芦苇。但是平凡的东西总是在不停地创造着奇迹。设计亦然,将复杂的设计变得简洁自然也是一种返朴归真。

第五式:法由心生

随工作学习日久,设计功力渐增,当专业知识融会贯通之后自然而然会熟能生巧。此时不再拘泥于教科书中的一招一式,遇到问题总是能抓到问题的主要矛盾所在,自然而然的想到最简捷有效的解决办法,是为“法由心生”。其境界为:法无定法,万法归宗。

第六式:拈花微笑

心法自古为不传之秘,非不愿传,以其不可言传。很多时候靠的是个人的悟性。释家云:达摩西来无一字,全凭心意下功夫,道家云:道可道非常道,医家云:医者意也。在一个行业浸淫到一定的时候,大家的技术水平会相差不大,谁更有造化,就看各人的悟性和境界了,所谓:同等技术比境界。这招的要旨在于悟。

虽然上面的招式以机械设计为缘起而提出,但是用在其它设计领域以至生活中的其它方面也是同样可行的。是为:“术有专攻,心法无二”。

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