淺談機械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計研究

1.楊秀鵬 2.董 林

1.沈陽佳曄能源科技股份有限公司 2.身份證號：210112198912030218

淺談機械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計研究

1.楊秀鵬 2.董 林

1.沈陽佳曄能源科技股份有限公司 2.身份證號：210112198912030218

近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，各行各業(yè)都得到了不同程度的發(fā)展。尤其是工業(yè)機械水平的提升，使得我國機械制造領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化。為了促進我國機械工程的進一步發(fā)展，獲取更多的經(jīng)濟效益和社會效益，應(yīng)當對機械工程的可靠性進行優(yōu)化。文章從我國機械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀入手，對于可靠性優(yōu)化設(shè)計在機械工程中的具體應(yīng)用進行了簡要的分析與探討。

機械工程；可靠性；優(yōu)化設(shè)計

1.前言

當今社會，科學技術(shù)飛速發(fā)展，人們不僅對多功能產(chǎn)品有強烈的需求，也需要多功能產(chǎn)品可以實現(xiàn)其應(yīng)具備的功能。產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計是以產(chǎn)品功能的可靠性使用為目的而應(yīng)運而生的產(chǎn)物，從產(chǎn)生開始到現(xiàn)在，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展與廣泛地使用。在進行機械工程的產(chǎn)品設(shè)計時，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)計準則；在滿足時間、費用及性能的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計出的機械工程產(chǎn)品符合可靠性的要求。可靠性的設(shè)計問題在涉及傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)的同時，也與價值工程、系統(tǒng)工程、環(huán)境工程及質(zhì)量控制工程等有著密切的關(guān)系。因此，可靠性設(shè)計是多學科與多技術(shù)相互交叉融合的一種新興技術(shù)。

2.機械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀分析

由于我國的特殊歷史原因，機械工程制造業(yè)與西方發(fā)達國家機械制造業(yè)相比，顯得相對落后，尤其是在可靠性設(shè)計的研究方面更是顯得滯后。直到二十世紀八十年代，我國在機械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些個別的行業(yè)還成立了專門從事可靠性優(yōu)化設(shè)計研究的組織與團體，并為社會培養(yǎng)了大批的可靠性優(yōu)化設(shè)計研究的技術(shù)人才，制定出了整套可靠性優(yōu)化設(shè)計的規(guī)范標準。從總體上來看，過去的可靠性優(yōu)化設(shè)計研究比較偏重于理論，但在生產(chǎn)實踐中，對于理論的應(yīng)用則是比較少，就這一點而言，與制造業(yè)相對較為發(fā)達的國家相比較，存在著許多不足之處。

3.可靠性優(yōu)化設(shè)計在機械工程中的應(yīng)用

機械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計在產(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、制造、使用及售后維修等。以下就機械工程產(chǎn)品的設(shè)計、制造及使用三個環(huán)節(jié)展開討論可靠性優(yōu)化設(shè)計問題。

3.1 機械工程產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)可靠性優(yōu)化設(shè)計

機械工程產(chǎn)品的設(shè)計主要包括裝配整體設(shè)計與零件組裝設(shè)計。對機械產(chǎn)品進行可靠性優(yōu)化設(shè)計時，可以將其當作一個整體，設(shè)計的方法主要有兩種，第一種方法為：先大致了解機械的完整系統(tǒng)，并分析組成整體的零部件具有多大程度的可靠性，據(jù)此推斷出整體具有多大程度的可靠性；這種方法即為預(yù)測整體設(shè)計可靠性的手段，預(yù)測的結(jié)果必須與設(shè)計指標相符合。第二種方法為：將整體機械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計所要求的指標分配到其零部件的設(shè)計上，要求零部件必須滿足各自的可靠性指標要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及綜合評分的分配方法。設(shè)計單個零件時，盡量采用符合國家規(guī)定且已經(jīng)在生產(chǎn)中大量投入使用的常規(guī)零件，并用不同設(shè)計方法對重要程度不相同的零件進行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計關(guān)鍵部件之前，要先行可靠性的試驗。除此之外，要反復(fù)驗證及修改機械工程產(chǎn)品設(shè)計的可靠性，直到其能夠滿足于可靠性優(yōu)化設(shè)計所要求的標準為止。設(shè)計機械工程的人機系統(tǒng)也很重要，這方面的設(shè)計包括適應(yīng)性及操作的舒適性設(shè)計。

3.2 機械工程產(chǎn)品制造中的可靠性優(yōu)化設(shè)計

要保證一個產(chǎn)品的質(zhì)量，在制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制是最關(guān)鍵的部分，因此，機械產(chǎn)品在制造的過程中進行可靠性優(yōu)化設(shè)計是非常重要的。加工的設(shè)備可靠性要得到保證，在選擇加工工藝與工藝流程時，要注意其技術(shù)水平，保證制造水平盡量達到最優(yōu)化。產(chǎn)品制造工藝流程是一個完整的系統(tǒng)，其中的各個方案與工序是工藝流程系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，對每個子系統(tǒng)進行可靠性優(yōu)化設(shè)計時，都要綜合考慮各方面的因素，如工藝裝備、加工設(shè)備、加工材料與工作人員素質(zhì)等；只有這樣才能為各個子系統(tǒng)設(shè)計出可靠性與合理的指標；最后，整合分析各個子系統(tǒng)的指標，并通過合理的方法將總系統(tǒng)的可靠性及優(yōu)化指標整理出來。

3.3 機械工程產(chǎn)品的使用與維修的可靠性優(yōu)化設(shè)計

對機械產(chǎn)品進行維修，能有效延長其使用壽命；良好的售后服務(wù)水平是一個公司獲得發(fā)展的必備條件。因此，生產(chǎn)機械設(shè)備的廠家要認真對待售后服務(wù)與維修的問題，運用先進的邏輯分析法，制定出科學的維修內(nèi)容與維修方式，對機械產(chǎn)品的合理使用壽命作出規(guī)劃。機械工程產(chǎn)品具有可維修性及可靠性，兩者在很大程度上是相似的，可維修性是可靠性的具體指標之一。對機械工程產(chǎn)品進行設(shè)計時就應(yīng)當首先考慮到可靠性指標，以便能使設(shè)計出的機械產(chǎn)品在發(fā)生故障的情況下，易于檢查與維修。進行機械產(chǎn)品維修的可靠性優(yōu)化設(shè)計時，要充分考慮維修費用的問題，負責設(shè)計工作的人員在進行機械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計時，要以最少的費用獲得最高程度可靠性作為設(shè)計的原則，以便能夠盡量減少發(fā)現(xiàn)故障的時間。因此，以可靠性優(yōu)化設(shè)計理論作為維修設(shè)計的基礎(chǔ)，是非常合理的，也是非常重要的；制定經(jīng)濟合理的維修設(shè)計在現(xiàn)代化與科學化的進程中意義重大。使用符合標準的維修設(shè)備進行維修，提高維修工作人員的技能水平，使機械產(chǎn)品的維修工作能夠朝現(xiàn)代化與科學化的方向發(fā)展。

4.結(jié)語

在傳統(tǒng)的機械工程優(yōu)化設(shè)計過程中，通常只考慮產(chǎn)品的重量、體積、成本等方面的優(yōu)化，對于產(chǎn)品可靠性方面的考慮比較少。然而，伴隨著人們對于機械產(chǎn)品可靠性要求的逐漸增高，在機械產(chǎn)品的實際設(shè)計過程中，應(yīng)當綜合考慮可靠性指標和優(yōu)化設(shè)計指標。這樣不僅能夠保證所設(shè)計出的機械產(chǎn)品更加具有可靠性，而且還能最大限度地滿足人們對于產(chǎn)品的實際要求。現(xiàn)代機械制造業(yè)應(yīng)當重視機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計，爭取讓我國的機械產(chǎn)品在國際市場上更具有競爭力，從而實現(xiàn)更多的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]楊德祥，楊紅梅.關(guān)于機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計[J].科技展望，2017，27(4).

[2]孫華巖.機械工程產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計要點分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017(15)：36-37.