機(jī)械工程的可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)探討

摘 要：自從改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)械化水平越來(lái)越高。目前，機(jī)械工程在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域都有十分重要的作用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展的重要因素。所以我們應(yīng)該重視對(duì)機(jī)械工程可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。文章主要從幾個(gè)方面闡述了在機(jī)械工程可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題并提出了我國(guó)當(dāng)前這方面研究的不足，為機(jī)械制造企業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；可靠性；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和研究背景

1.1 產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

由于各種原因，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展和西方國(guó)家的發(fā)展程度差很多，特別是在可靠性方面相差更多。一直到二十世紀(jì)八十年代，我國(guó)在機(jī)械工程的可靠性方面才有了一些深入研究，個(gè)別行業(yè)還建立了專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)人才，制定了該行業(yè)的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。但是這些研究很大一部分都是理論方面的研究，實(shí)際中的應(yīng)用比較少，這就導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械制造的可靠性設(shè)計(jì)方面發(fā)展十分緩慢，影響到工業(yè)的發(fā)展。

1.2 產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的研究背景

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，促使產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快。人們不僅對(duì)產(chǎn)品的功能有所要求，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性要求更高，為了能夠使機(jī)械制造企業(yè)得到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，我們更應(yīng)該把可靠性設(shè)計(jì)放到機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)中去，這樣才能夠保證產(chǎn)品滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

科技的發(fā)展使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)功能趨于復(fù)雜化，正因?yàn)楦咝录夹g(shù)在產(chǎn)品制造中的應(yīng)用使產(chǎn)品的復(fù)雜性不斷提高，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也得到了提升，這也促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們應(yīng)該有個(gè)不斷深化的認(rèn)識(shí)過(guò)程，并把設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的完善和改進(jìn)，我們需要在大批量產(chǎn)品投入市場(chǎng)之前進(jìn)行初步試驗(yàn)，也就是說(shuō)必須保證從初始產(chǎn)品能夠經(jīng)過(guò)測(cè)試滿(mǎn)足市場(chǎng)需求之后才能夠真正的大批量的投入使用，這主要是因?yàn)楫a(chǎn)品生產(chǎn)中經(jīng)常存在設(shè)計(jì)、工藝不可靠的問(wèn)題。所以生產(chǎn)企業(yè)必須在產(chǎn)品生產(chǎn)初期對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，盡可能地把故障在萌芽階段消除，進(jìn)而提高產(chǎn)品的可用性，并且逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)目標(biāo)，這同時(shí)也說(shuō)明了一種產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)已經(jīng)慢慢形成并逐步被應(yīng)用。

機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該在滿(mǎn)足產(chǎn)品生產(chǎn)成本、效率的基礎(chǔ)上，盡可能地保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到可靠性的程度。當(dāng)前所說(shuō)的可靠性設(shè)計(jì)涉及的范圍是比較廣泛的，除了一些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)之外，還與很多學(xué)科有聯(lián)系，例如計(jì)算機(jī)工程、環(huán)境工程等，所以我們應(yīng)該盡可能地集中多方面的學(xué)術(shù)學(xué)科來(lái)發(fā)展可靠性設(shè)計(jì)?？煽啃栽O(shè)計(jì)不僅在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中被應(yīng)用，在生產(chǎn)的過(guò)程中也會(huì)有所涉及。所以，可靠性設(shè)計(jì)不僅在工業(yè)中被應(yīng)用，在航空、軍事等領(lǐng)域也被廣泛使用，取得了很好的效果。

3 可靠性設(shè)計(jì)在機(jī)械中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是整體裝配設(shè)計(jì)，一個(gè)是組裝零件設(shè)計(jì)。對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)可以被當(dāng)做一個(gè)整體設(shè)計(jì)，具體有兩種設(shè)計(jì)方法：一種是先對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的了解，并對(duì)產(chǎn)品每個(gè)零件的可靠性進(jìn)行細(xì)致地分析，進(jìn)而推測(cè)出整個(gè)產(chǎn)品的可靠性，而且必須保證整體設(shè)計(jì)的可靠性能夠滿(mǎn)足相關(guān)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；一種是把對(duì)整體可靠性的分析分別落實(shí)到各個(gè)零件的設(shè)計(jì)中去，當(dāng)零件的可靠性設(shè)計(jì)滿(mǎn)足相關(guān)指標(biāo)，就能夠保證整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。當(dāng)我們進(jìn)行單個(gè)零件設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該選擇使用那些符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定的或者在市面上大量使用的零件，同時(shí)還要對(duì)不同重要性的零件使用不同的設(shè)計(jì)方法，特別是關(guān)鍵部位的零件一定要進(jìn)行可靠性測(cè)試。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，我們應(yīng)該多次的進(jìn)行測(cè)試直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 制造過(guò)程的可靠性設(shè)計(jì)

制造環(huán)節(jié)是保證整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，所以我們必須重視對(duì)制造環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計(jì)。在進(jìn)行制造環(huán)節(jié)可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，我們不僅要重視對(duì)加工設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)還要重視加工工藝和流程的科學(xué)選擇。如果我們把整個(gè)產(chǎn)品加工過(guò)程理解為一個(gè)系統(tǒng)的話(huà)，那么加工中的任何一個(gè)工藝和流程都是系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)都應(yīng)該全方位的去考慮，這樣才能夠保證子系統(tǒng)的可靠性滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定的要求，這些子系統(tǒng)通過(guò)科學(xué)的組裝整理，形成一個(gè)完整的整體。然后由專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法來(lái)計(jì)算出整體可靠性指標(biāo)。

3.3 使用及維修的可靠性設(shè)計(jì)

維修在一個(gè)產(chǎn)品的壽命周期中占有舉足輕重的作用，一個(gè)在售后上有著良好口碑的公司必然有著光明的前景，所以公司在產(chǎn)品整個(gè)周期內(nèi)必須認(rèn)真的對(duì)待售后維修問(wèn)題，采用邏輯分析決斷法，科學(xué)地制定維修內(nèi)容和優(yōu)選維修方式，制定出合理的使用壽命周期。

機(jī)械產(chǎn)品的可維修性與可靠性具有很大的相似性，可維修性也是產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)之一。產(chǎn)品的維修性能必須在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)當(dāng)考慮到，以使得設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品達(dá)到故障容易發(fā)現(xiàn)、故障零件易于更換的目的。產(chǎn)品在進(jìn)行維修性設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到維修費(fèi)用問(wèn)題，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮到以最低費(fèi)用換取更高的可靠性水平，盡可能減少故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間。因此，基于可靠性理論的維修性顯得尤其重要，一個(gè)合理、經(jīng)濟(jì)的維修規(guī)則的制定在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)化和現(xiàn)代化進(jìn)程中具有巨大的意義。

4 我國(guó)機(jī)械工程可靠性研究目前所存在的不足

4.1 國(guó)內(nèi)教育部門(mén)大多未設(shè)置可靠性研究方面的課程

經(jīng)調(diào)查分析，我國(guó)目前只有為數(shù)很少的高等院校有設(shè)置可靠性研究方面的課程，絕大多數(shù)院校都沒(méi)有這方面的相關(guān)課程，這就造成了我國(guó)可靠性研究人才的大量缺乏?？煽啃匝芯吭诂F(xiàn)代制造業(yè)中具有很重要的作用，它不僅應(yīng)當(dāng)是一門(mén)系統(tǒng)科學(xué)，而且應(yīng)當(dāng)作為一門(mén)獨(dú)立式學(xué)科。目前，很多企業(yè)開(kāi)始尋求可靠性研究方面人才，但卻很難招募到這方面的人才，所以這應(yīng)當(dāng)引起當(dāng)今教育界的足夠重視，及時(shí)設(shè)立一些可靠性研究方面的課程，聘請(qǐng)一些專(zhuān)家教授進(jìn)行授課，為我國(guó)未來(lái)的工業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

4.2 國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)可靠性研究不夠重視

目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)很多企業(yè)對(duì)可靠性研究并未足夠重視，覺(jué)得可靠性研究可有可無(wú)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)制造產(chǎn)生不了多大影響。但是，一些國(guó)際上的發(fā)達(dá)國(guó)家都把可靠性研究作為生產(chǎn)上的重要部分，如果我們國(guó)內(nèi)企業(yè)還對(duì)可靠性研究不夠重視，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)上輸給對(duì)手，從而徹底喪失與之競(jìng)爭(zhēng)的能力。可靠性是個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及廣泛且較為復(fù)雜，沒(méi)有一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)統(tǒng)籌考慮和貫徹實(shí)施，是無(wú)法使產(chǎn)品可靠性得到保障。因此，我國(guó)企業(yè)不僅要開(kāi)始重視可靠性研究，而且應(yīng)當(dāng)成立相關(guān)獨(dú)立研究部門(mén)，進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)研究及可靠性試驗(yàn)，從而確保產(chǎn)品在各環(huán)節(jié)上的可靠性，使得產(chǎn)品質(zhì)量往更高的水平發(fā)展，從而可以在國(guó)際上占有足夠的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前來(lái)看，可靠性指標(biāo)在一般的機(jī)械工程設(shè)計(jì)中基本不被考慮，所以一般的機(jī)械工程是不能反映出產(chǎn)品的真實(shí)可靠性，在具體的設(shè)計(jì)中基本忽略了成本、體積等方面。在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果只是為了滿(mǎn)足可靠性設(shè)計(jì)，往往不能使機(jī)械制造達(dá)到滿(mǎn)意的效果，所以我們應(yīng)該根據(jù)需要全面考慮可靠性的設(shè)計(jì)，盡可能地把機(jī)械工程的可靠性和性能優(yōu)化結(jié)合起來(lái)，這樣才能夠達(dá)到最佳的效果。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)械化程度越來(lái)越高，這就給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)更多挑戰(zhàn)，我們必須考慮到機(jī)械工程的可靠性設(shè)計(jì)，這樣才能夠使工業(yè)得到發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，盡快實(shí)現(xiàn)與世界接軌。

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