機械制造工藝的可靠性探析

黃文忠

摘要：隨著工業全球化的迅猛發展，機械制造產業的發展日新月異，受市場競爭和顧客對產品質量要求逐步提高的影響，企業在激烈的市場競爭中需要不斷提高產品可靠性，不斷滿足消費者滿意度，同時也增強了企業的競爭力。文章對機械制造工藝的可靠性進行了探析。

關鍵詞：機械制造業；制造工藝；可靠性；機械化；機械制造裝備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH162 文章編號：1009-2374（2016）25-0087-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.042

1 概述

機械制造可靠性指在規定的生產條件與生產時間下，機械制造工藝可以生產出滿足可靠性要求產品的能力。由此可見，產品制造的工藝設計、制造流程、管理方法等不同的方面都涵蓋在機械制造可靠性中。產品可靠性的指標是在產品設計時制定的，但能否達到可靠性指標是由機械制造流程與工藝決定的。所以說產品的可靠性需要由制造工藝的可靠性決定，制造工藝是提高產品可靠性的重要因素。就目前國內外對產品與制造工藝可靠性研究來看，尤其是產品設計的可靠性已經發展得較為完善，但是制造工藝可靠性的研究還未得到普遍重視，而且制造過程中操作人員、機械設備、產品原材料、車間環境等都會影響機械加工制造，從而大大增加了機械制造工藝可靠性研究的難度，導致機械制造工藝的研究一直處于落后的狀態，缺乏系統的認識，現有的研究成果難以投入到實際的機械制造加工中。

2 關系機器制造工藝的因素及研究可靠性的方法、指標體系

2.1 影響可靠性的各類因素

機械制造過程影響工藝可靠性的因素很多，而且錯綜復雜，某種工藝缺陷可能是由一種或多種影響因素發生故障造成，也可能是由多種影響因素相互關聯造成，歸納起來大致為人、機、料、法、環、測、管（6M1E）七類。在制造過程，人的影響不容忽視，人員責任心不強、業務水平差或者身心健康狀況欠佳，會造成管理不到位或發生錯誤。機器設備、工裝陳舊、落后，制造精度差，故障率高，就難以保證產品制造過程的穩定性和制造精度。工藝技術復雜、落后，工藝設計不合理，工藝文件管理混亂，就難以保證正常生產和制造產品的可靠性。原材料存在缺陷、性能不滿足要求就無法保證產品性能和可靠性。檢測器具的精度和先進性直接影響產品檢測質量和效率。環境條件包括生產過程的場地大小，通風、照明、溫濕度等對產品性能、質量、可靠性的影響也很大。工藝管理受控、監管到位，可以有效預防生產過程各環節少出錯誤、故障，保證工藝可靠性的實現。

2.2 研究可靠性的不同方法

可靠的分析方法可以保證一套工藝是否能合理可行，在制造過程中少出故障。在制造過程中很多影響因素難以定量描述，而對不能夠定量描述的因素大多采用定性的分析研究，通常的定性研究方法有故障模式影響分析（FMEA）和故障樹分析（FTA）等方法，科學的定性分析方法也可以對過程的影響因素進行準確分析。

2.3 研究可靠性的指標體系

不能通過仔細的觀察或嘗試了解制造工藝是否達到所需要的標準，然而更不可能輕而易舉地對產品的質量進行到位的評價。那么就帶來了問題，應該采取什么方法去體現機械制造工藝的相關性能以及產品質量是否符合標準？這就需要我們采取相對應的措施去解決這些現實問題，可以通過對產品設置一套指標體系，然后對產品的各方面性能檢驗，再與指標詳細對比，就能發現出差距和問題。由于產品只有機械制造完成后才能發現相關不符合要求的地方，需要我們仔細與指標標準做詳細比對，發現問題并及時解決。在對機械工藝進行評價的時候，問題的出現及發現就反映出了指標的可靠性。從了解的大量數據及結果來看一套科學合理的指標體系很有必要，好的體系大概包括以下方面：穩定性、故障發生率、維修故障平均時間、自修性等，都可以去對工藝可靠性指標進行詳細的比對及分析。

在具體比對過程中，不同的指標可能會產生不同程度的影響。從以下五個方面進行探究：（1）全面性：要求指標體系可以全面將機械制造工藝的所有可靠性要求進行概述，不可遺漏一項；（2）達標性：機械制造在生產完成過程中，指標體系可進行功能指導作用，只有在制造過程中滿足功能需求，從而保證制定合理的定量描述來要求制造過程的生產能力；（3）適應性：指標體系與機械制造流程中的運行機制要相互適應，對應著制造過程中的各種模式包括已經失效的功能；（4）使用廣：指標體系可以應用在很多的制造過程中，在應用過程中選取對應該制造過程的指標評價體系對工藝可靠性進行評定；（5）核算性：機械制造實際運行過程中，指標體系會進行定量核算，從而確保產品的可

靠性。

3 從不同的角度對制造工藝進行分析及評價

一般是在機械未批量生產之前對機械制造工藝過程進行試驗，及時有效發現工藝運行環節中存在的問題及隱患，從而收集數據去對工藝進行改造。還可以通過發現的信息從系統層面與指標層面對制造完成后的產品進行詳細的分析及改造。系統層面主要從機械制造的整個制造流程出發，利用產品可靠性的指標來評價整個工藝的可靠度。將試運行階段生產的產品可靠值與設計值進行對比，通過比值來確定機械制造工藝可靠性能否達到要求。由此可見，需要準確地估算出產品可靠性才能保證此類評價方法的準確性。在機器進行投產使用前，大部分的企業無法對機械在以后的進程中進行預測，所以此種方式運用較少。指標層面的評價方法是將壽命時間滿足威布爾定律的產品作為評價樣品，然后收集相似產品的各項關鍵性的可靠性數據信息，將評價樣品與相似產品的各種相同的可靠性數據信息進行對比分析，從而確定機械制造工藝可靠性是否滿足要求。

在機械制造過程中，在規定的生產條件下，制造工藝失去了確保產品可靠性的功能性，即為工藝故障。如果制造過程中出現工藝故障，不但會影響已經制造的產品質量可靠性，而且對整個制造流程的加工進度都會產生影響，最終會給制造企業帶來嚴重的損失。那么在制造過程中需要控制工藝生產流程，避免出現故障問題。但在實際的制造過程中，存在諸多的影響因素，導致出現不同類型的工藝故障，如果機械制造工藝可靠性達到指標，工藝故障的發生頻率將大大降低，所以機械制造工藝可靠性體系中需要引入工藝故障發生率來評價。

4 增強機械制造工藝可靠性的解決措施

4.1 加強工藝技術管理，提高裝備和工藝技術水平

技術是否先進關系著機械制造工藝是否能夠在有限的時間內實現產品可靠性，所以及時學習引進新的工藝也很關鍵，要通過不斷提高機械制造裝備自動化程度和工藝技術水平，來提高機械制造工藝可靠性。在工藝總方案策劃及工藝設計過程中應當注重工藝可靠性策劃，合理安排各道工序加工順序，正確選用工藝設備、工藝參數、工裝和檢測器具，明確關鍵孔位特征，制定相應的工藝控制措施，并盡可能采用經過大量實踐驗證的操作簡單、成熟、規范的工藝技術，來保證工藝可靠性。

4.2 深入研究各類影響可靠性的因素并加以控制

為了確保機械制造工藝可靠性，需將各類影響因素加以控制。在實際的生產過程中，要注意以關鍵的影響因素為控制點，通過以點概面的方式來將各類影響因素進行分析。如機械生產中，可以關鍵孔位為起點，對生產工藝的故障率、誤差等要素進行分析控制，確保關鍵孔位的工藝可靠性，隨后利用模糊評價的方式，對孔位生產工藝可靠性進行評估，不但可以擴充研究數據與信息，也優化了生產工藝。

4.3 要加強機械制造全過程的監督管理

要針對機械制造過程中涉及的人、機、料、法、環、測等方面進行嚴格檢查考核和監督，確保工藝設計、生產準備、加工制造、裝配、檢測等各工作環節得到有效控制。應明確各類人員在可靠性工作中的職責，加強培訓，提高素質，減少人為因素對工藝可靠性的影響。加強工藝文件管理，確保工藝文件完整、正確、統一、有效。加強設備工裝、檢測器具的定期檢定、檢查和維護保養，為提高工藝可靠性創造良好條件。嚴格控制原材料性能質量，避免不合格的材料投入使用。加強環境條件的管理控制，確實滿足制造工藝和產品可靠性要求。

4.4 建立完善的可靠性指標體系和評定機制

企業需要依照機械制造生產的產品，制定對應的工藝可靠性評定指標，這樣才可以確保生產中所有相關聯的過程得到有效控制，也確保了評價工藝可靠性的準確度。在制定工藝可靠性評價指標時，需要將生產設備、流程、影響因素等都考慮進去，確保指標的科學性與合理性，同時也要滿足全面性、核算性等特點，才能保證評價指標的有效開展。應建立完善的工藝可靠性管理組織機構，明確各單位、各類人員工作職責，建立工藝可靠性評定和反饋系統，對工藝可靠性實施有效管理和控制。適時開展工藝可靠性評定工作，通過評估和驗證，排查工藝故障，制定措施，優化工藝設計，使工藝可靠性得到有效增長。

5 結語

在我們的生活中，機械化慢慢成為了比較常見的現象。在如此強勁的市場競爭力下，機械制造業想盡辦法改變現狀，尤其是在機械制造工藝及生產技術方面進行了詳細的探究。雖然在機械制造過程中存在著很多問題，企業還是涌現出許多新產品，產品不僅美觀，使用性及產品壽命方面都有了不同程度的提高。在研究工藝可靠性過程中，可以探索應用新技術、新工藝、新設備，加強工藝管理，通過良好的硬件提升產品可靠性，使得我國的機械制造工藝的創新性得到提高，促進國民生產總值的提升。

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（責任編輯：王 波）