對機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的討論

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摘要：改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國的機(jī)械制造業(yè)也取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。機(jī)械工程在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各種領(lǐng)域中占有十分重要的地位和作用，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。而在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要。因此，為了能夠進(jìn)一步提高機(jī)械工程的可靠性，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，我們就必須要加強(qiáng)對機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)這一問題的討論。

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

前言

在當(dāng)今社會中，人們不僅需要功能齊全的產(chǎn)品來應(yīng)對工作、生活中遇到的問題，還需要產(chǎn)品具有較強(qiáng)的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)其所具有的功能。因此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，以確保并提高產(chǎn)品可靠性為目的的優(yōu)化設(shè)計(jì)得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。對于機(jī)械工程來說，也不例外。在進(jìn)行機(jī)械工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，將可靠性理論與技術(shù)應(yīng)用于其中，并根據(jù)需要與可能，將產(chǎn)品的可靠性使用作為優(yōu)先考慮的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；在滿足時(shí)間、費(fèi)用及性能的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計(jì)出的機(jī)械工程產(chǎn)品符合可靠性的要求。

一、機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

當(dāng)今社會人們對產(chǎn)品要求越來越高，于是產(chǎn)品的可靠性便顯得越加重要，如今的產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)水平已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)很高的層次，發(fā)展觀念也不斷更新，這是一個(gè)產(chǎn)品制造的全新的階段。由于我國的特殊歷史原因，機(jī)械工程制造業(yè)與西方發(fā)達(dá)國家機(jī)械制造業(yè)相比，顯得相對落后，尤其是在可靠性設(shè)計(jì)的研究方面更是顯得滯后。直到二十世紀(jì)八十年代，我國在機(jī)械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些個(gè)別的行業(yè)還成立了專門從事可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的組織與團(tuán)體，并為社會培養(yǎng)了大批的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的技術(shù)人才，制定出了整套可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。從總體上來看，過去的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究比較偏重于理論，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，對于理論的應(yīng)用則是比較少，就這一點(diǎn)而言，與制造業(yè)相對較為發(fā)達(dá)的國家相比較，存在著許多不足之處。國內(nèi)教育部門大多未設(shè)置可靠性研究方面的課程，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)院校都沒有這方面的相關(guān)課程，這就造成了我國可靠性研究人才的大量缺乏。國內(nèi)企業(yè)對可靠性研究不夠重視，覺得可靠性研究可有可無，對整個(gè)生產(chǎn)制造產(chǎn)生不了多大影響。但是，對可靠性研究不夠重視，勢必會導(dǎo)致在未來的競爭上輸給對手，從而徹底喪失與之競爭的能力。所以說，

要想弄清楚什么是可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)，我們就必須要先了解什么是產(chǎn)品的可靠性。一般來說，產(chǎn)品的可靠性就是指在規(guī)定的條件與時(shí)間之內(nèi)完成規(guī)定的任務(wù)或者實(shí)現(xiàn)固定的功能。這里的產(chǎn)品既包含作為單位研究的研究對象，又指各個(gè)參與實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)、元件或者設(shè)備等，在特殊情況之下，我們還可以將人的作用也包含進(jìn)去。所以，在進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，我們必須要以已知的技術(shù)和理論為基礎(chǔ)，根據(jù)日后的實(shí)際需要和可能會發(fā)生的情況優(yōu)先考慮產(chǎn)品的可靠性要求，通俗一點(diǎn)的講，就是要在滿足產(chǎn)品費(fèi)用、性能以及時(shí)間等條件之下，確保產(chǎn)品能夠滿足可靠性的要求。對于產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)來說，其是一個(gè)多技術(shù)、多學(xué)科融合的新型技術(shù)，既包含價(jià)值工程、系統(tǒng)工程的知識，又具有工程心理學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及質(zhì)量控制技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。雖然其名稱是產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是其并非只是存在于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，在產(chǎn)品的制造階段、使用階段以及管理和維護(hù)等階段都會涉及到產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。也正是因?yàn)檫@樣的情況，其在機(jī)械工程中有著十分廣泛的應(yīng)用。

二、機(jī)械工程中的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用周期的各環(huán)節(jié)都起著重要作用。這些環(huán)節(jié)主要有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用及售后維修等。以下就機(jī)械工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造及使用三個(gè)環(huán)節(jié)展開討論可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。

1、存在于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之中的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

機(jī)械工程的設(shè)計(jì)工作與一般的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作有著本質(zhì)上的區(qū)別，其可以被分成兩個(gè)方面：一方面是整體裝配設(shè)計(jì)；一方面是組裝零件設(shè)計(jì)。在進(jìn)行機(jī)械工程整體裝備可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以將其看成是一個(gè)整體，而其設(shè)計(jì)工作則可以被分成兩大方面：首先，工作人員必須要對整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)全面細(xì)致的了解，要全面分析并掌握各個(gè)零部件可靠性的程度，并要以此為基礎(chǔ)推斷整體的可靠性程度。這一工作就是我們常說的整體設(shè)計(jì)可靠性預(yù)測工作，在進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)，必須要確保所獲得預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)的指標(biāo)。其次，要將整體對可靠性的要求劃分到各個(gè)零配件之上，只要確保每一個(gè)零件都能夠滿足可靠性的要求，既能夠確保機(jī)械工程的整體能夠滿足可靠性要求。目前，常用的可靠性分配法有以下幾種：再分配法、比例分配法、等分配法以及綜合評分分配法。在進(jìn)行單個(gè)零件的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須要確保所挑選的零件符合國家的相關(guān)規(guī)定并且已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中有了大量的應(yīng)用，零件的重要性不同其所選擇的設(shè)計(jì)方法也不相同，對于處于重要部位的零件來說，其必須要進(jìn)行可靠性試驗(yàn)且要通過可靠性試驗(yàn)。除此之外，還必要反復(fù)的修改和驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性，直至所獲得可靠性的檢測結(jié)果符合可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求為止。在完成整體設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)之后，需要進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，在這方面所考察的重點(diǎn)是操作的適應(yīng)性設(shè)計(jì)與舒適性設(shè)計(jì)。

2、存在于機(jī)械工程制造過程中的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

要想確保機(jī)械工程的質(zhì)量符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，那么我們就必須要加強(qiáng)對制造過程的掌控，因此，在機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中，制造過程的可靠性設(shè)計(jì)就變得十分重要了，除了要確保所使用的加工設(shè)備具有極強(qiáng)的可靠性之外，還必須要妥善的選擇加工的工藝以及工藝的流程。從某一角度上來說，我們可以將制造機(jī)械工程所使用的工藝看成為一個(gè)系統(tǒng)，這樣在這一工藝所涉及到的工序以及工藝方案都能夠被看成是一個(gè)個(gè)的子系統(tǒng)。在這樣的情況之下，我們在進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，就必須要對各個(gè)方面的因素進(jìn)行充分的考慮和研究，諸如：加工材料、所使用的加工設(shè)備以及參與工作的人員的素質(zhì)等，這樣才能夠更加準(zhǔn)確的確定出各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。在確定了各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)之后，我們就可以通過合理的工作方法確定出整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。

3、存在于使用和維修過程中的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

維修工作時(shí)影響產(chǎn)品壽命周期的重要工作，良好的維修工作能夠有效的延長產(chǎn)品的壽命周期，反之則會降低產(chǎn)品的壽命周期。因此，在面對存在于維修過程中的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該使用邏輯分析決斷法，以實(shí)際情況為基礎(chǔ)確定維修的內(nèi)容和維修方式并按照機(jī)械工程和以確定的維修內(nèi)容、方式來確定產(chǎn)品的合理使用壽命。如果將機(jī)械工程的可靠性與其可維修性進(jìn)行對比，我們就會發(fā)現(xiàn)這兩者之間存在著巨大的相似性，正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)，我們將機(jī)械工程的可維修納入了評定其可靠性的評定指標(biāo)當(dāng)中。機(jī)械工程維修性能必須要在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中就給予充分的考慮，這樣才能夠更好的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的故障并確保故障零件能夠更加便捷、快速的更換。此外，在進(jìn)行機(jī)械工程維修可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)，我們還必須要對維修費(fèi)用的問題進(jìn)行充分的考慮，再設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者必須要遵循“費(fèi)用最低、性能最高”的原則，確保能夠用最低的費(fèi)用換取最高的可靠性水平，要盡可能的縮短故障發(fā)生到發(fā)現(xiàn)故障的時(shí)間。由此可見，以可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)的機(jī)械工程的維修性是極其重要的，合理且經(jīng)濟(jì)的維修規(guī)則能夠有效的提高機(jī)械工程設(shè)計(jì)的科學(xué)化和現(xiàn)代化程度。

結(jié)束語

總而言之，對于常規(guī)的機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計(jì)來說，其在設(shè)計(jì)的過程中并沒有充分考慮可靠性的各個(gè)質(zhì)變，因此不能夠很好地反映機(jī)械工程在運(yùn)行過程中的真實(shí)情況，而對于可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)來說，其并沒有考慮重量、體積等指標(biāo)。因此，在面對機(jī)械工程的設(shè)計(jì)問題時(shí)，如果僅采用常規(guī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)或可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是不能夠達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果的。因此，在進(jìn)行機(jī)械工程的設(shè)計(jì)工作時(shí)，我們必須要將可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)同常規(guī)設(shè)計(jì)結(jié)合起來，這樣才能夠更好地彌補(bǔ)彼此的不足之處。

參考文獻(xiàn)：

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