機械結構優化設計分析

尹博

摘 要：隨著社會現代化進程的加快，越來越多的機械被應用于企業生產制造過程中，并在其中發揮著重要作用。機械的廣泛使用對機械結構優化設計提出更高的要求，因此有必要對其進行完善。基于此，筆者結合實際工作經驗，以在線分析儀器為例闡述機械結構優化設計的重要性。

關鍵詞：機械結構；優化設計；發展趨勢

機械結構優化設計可以在確保設備質量的基礎上提高工作效率，因此在實際中有著較為廣泛的應用。但實際中機械結構優化設計應用中依然存在一些問題，影響應用效果，并不能達到預期的設計目標。本文中分析機械結構優化設計的現狀，以在線分析儀器為例講解優化設計的重要性。

一、機械結構優化設計現狀的分析

現如今是一個知識爆炸的時代，大量新技術及設備出現在人們生活工作中，提高人們生活及生產水平。在這樣的背景下企業生產方式也逐漸轉變為小批量多品種的生產模式，實際中為提高企業產品的市場競爭力就需要將成本及生產周期壓縮到極致，因此機械設計中就出現結構優化設計，這種設計模式可以提高生產效率，縮短生產周期，幫助企業在盡可能短的時間內搶占市場，最終在激烈的市場競爭中脫穎而出，贏得生產發展空間。優化設計是誕生于上世紀六十年代的學科，它是充分結合工程設計及最優理論結合，在大量設計方案中找到最合適，實現效率及效益最大化的目的。

二、在線分析儀器可靠性綜合試驗優化設計

在線分析儀器本身有別于其他儀器設備，本身具有著鮮明的特點。首先其本身結合了各種特性組件使其技術更加完善，可以說在線分析儀器本身就是光機電一體化設備，在實際生產應用中具備小批量及多樣化的特點。這些都給可靠性試驗帶來極大的挑戰。

（一）劃分組塊模塊分析

社會經濟發展促進經濟體制的完善，與此同時企業市場競爭變得更加激烈，企業想要在這種形勢下發展壯大，就需要不斷提高自身核心競爭力，而縮短新品開放周期降低成本就是其中一種提高競爭力的有效手段。因此筆者以實際中某種產品為例，展開整機可靠性綜合試驗的研究工作。為確保試驗結果的準確性，第三方提供取樣機預處理部分。實際試驗中預處理單元后面設置任務剖面以確保分析儀器主體可靠性的突出，這里的整機并不是真的一個整體，而是指的是設備分析單元及其通信部分。

圖1 該系統構件組成

光柵對經過樣品池的光源發出的連續波長可見光按照波長線性展開以后，不同波長的光會投影在微鏡陣列的不同位置，微鏡陣列的控制可以通過CPU控制程序實現，通過控制程序進行微鏡陣列的編碼變化，然后將通過相應微鏡反射的光全部集中在檢測器上。檢測器的作用就是放大處理采樣信號，再將經過處理的采樣信號送至電路AD采集部分，該部分對放大后的采集信號進行A/D轉換后保存相關數據，同時與上位機通信通過總線接口是吸納，上位機軟件會對相應的數據進行處理分析，最終得到最后的檢測結果；在本次試驗過程中為保證檢測結果的準確性，再去惡性試驗剖面時遵循相關優先原則：實測環境-相似環境-標準推薦的參考環境條件，整個檢測過程中按照由低到高的產品各層次順序進行，為了將產品隱藏缺陷及產生原因徹底暴露出來因此本次試驗檢測中首先確定環境剖面。整個檢測過程中嚴格按照試驗要求進行：檢測中既不造成新缺陷又不會對儀器使用壽命產生過多的影響。在這個前提下完成每一層次的試驗方法，確保每次試驗的準確性。當然試驗過程中會受到多種因素的影響，為了將這種影響降到最低需要進行篩選試驗，目的是為了剔除產品早起故障，確保后期可靠性綜合試驗的順利進行。

（二）試驗數據收集及整體性分析

因為在線分析儀器可以用于可靠性試驗樣品相對較少，這是受到本身批量及更新問題的影響形成的。這次只有5臺樣機用于可靠性綜合試驗，這種前提下為盡量提高試驗真實性，就需要全方位挖掘相關信息。這次試驗樣機并不是新產品，而是在原產品基礎上升級發展而來。這就給本次試驗采集數據提供了一定的方便，數據采集中可以收集老型號產品在近似使用環境下的相關數據，特別是故障數據，通過這些數據可以得到儀器可靠性的基本數據，可以在試驗設計中參考這些數據，進而更好的優化理論模型，起到增長可靠性設計目標的作用。整個檢測過程中需要得到廠家的配合，獲得相關數據后并將其用在修正可靠性模型修正的過程中。在儀器產品的全生命周期內，每個生命階段都會產生一定的可靠性數據，為確保預測的可靠性這個過程中我們利用了同類產品的過往數據，給予新產品最為可靠的預測。這種預測可以方便對比及選擇可靠性試驗方案；在可靠性試驗中得出的相關數據，又可以在分析產品初始可靠性等中得到應用，提供相關數據依據確保產品改進及定型工作的順利進行。有計劃有目的的收集產品個生命周期的數據，可以及時發現其中存在的薄弱環節，實現有目的有方向的優化設計工作，最終實現提高產品可靠性的目的。

三、結束語

總而言之，設計優化在我國設計行業中占據著重要地位，這種新型的設計方法給機械結構設計提高了更為廣闊的發展空間。機械結構優化設計可以有效提高機械設計質量，促進產品生產效率的提高，為社會主義現代化建設提供更多的產品支持。

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