淺談機械工程的可靠性優化設計

張婷婷

摘 要：近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，各行各業都得到了不同程度的發展。尤其是工業機械水平的提升，使得我國機械制造領域發生了巨大的變化。為了促進我國機械工程的進一步發展，獲取更多的經濟效益和社會效益，應當對機械工程的可靠性進行優化。文章從我國機械工程產品的可靠性優化設計現狀入手，對于可靠性優化設計在機械工程中的具體應用進行了簡要的分析與探討，以供有關工作人員參考與借鑒。

關鍵詞：機械工程；可靠性；優化設計；探討

引言

當前，隨著我國社會經濟的不斷發展，人們的生活水平有了很大程度的提高。在科學技術快速發展的背景下，人們對于多功能機械產品的需求也有所增加。然而，從實際情況來看，現如今還存在一部分多功能機械產品的實際應用功能難以實現。因此，我國機械制造業的發展還有待于進一步提高。作為綜合多學科與多技術的新興設計技術之一，可靠性設計在機械工程的產品設計過程中已經得到了廣泛的應用。文章對機械工程可靠性優化設計進行了相應的分析與探討，以期通過可靠性優化設計方法，能夠提高機械工程產品的質量。

1 機械工程產品的可靠性優化設計現狀分析

隨著社會的不斷發展，科學技術的進步推動著產品的更新與換代。人們生活水平的逐漸提高，對于產品的多功能性與可靠性提出了更高的要求。在科技水平不斷提高的背景下，現有生產過程中所產出的機械工程產品的結構呈現出復雜化的特點。不但各式各樣的優秀工藝被應用到生產制造中，而且產品的更新速度也在不斷的加快。產品的結構復雜化特點，對于機械工程的可靠性設計提出了更高的要求。具體來講，可靠性主要是指在特定要求的狀態下，產品能夠實現特定功效的水平。在機械制造領域中，生產單位要想生產出符合客戶需求的產品，首先應當展開細致的規劃設計，對于產品設計過程中潛在的問題要進行嚴格的控制，從而有效提升其穩定性，實現預期的目標。

然而，從我國機械制造業的發展歷程來看，相較于一些發達國家而言，我國機械制造業的起步較晚，仍然存在著一定的差距。在此背景下，與機械制造相關的可靠性分析工作同樣進展的比較緩慢。自二十世紀八十年代以后，我國在機械制造方面有了一定程度的突破，并成立了專門的研究機構。從總體上來看，對于機械工程可靠性優化設計研究的重點主要在于理論方面。然而，從實踐的角度出發可以發現，在機械工程生產過程中運用理論來解決實際問題的現象比較少見。因此，側重于理論層面的機械工程可靠性優化設計與研究，是存在很大的局限性的，對于我國機械工程可靠性優化設計構成了比較嚴重的制約。

2 可靠性研究的發展過程

從人類對于可靠性工藝研究的發展歷程來看，可將其大致分為三個階段。第一階段是進行初期的探索。在二戰時期，有些重要的武器在作戰的過程中容易發生機械問題，由此開始，人們逐漸意識到提高機械設備的可靠性具有重要的意義，從而開始進入了可靠性研究工作的籌劃時期。在1942年，美國麻省理工學院在真空管的可靠性研究上取得了較大的成效，具有一定的代表性。接下來進入到第二階段，即可靠性研究的過程發展時期。一些較為重視制造業發展的國家，例如英國、美國等開始進行生化探索，并且也取得了較為顯著的成就。在此背景下，人們對于可靠性研究逐漸的進入到了全新的發展階段。在歷經了早期的探索時期、過程發展時期之后，可靠性研究開始向著更為成熟的方向發展，逐漸的進入到國際化時期。在這一時期，對于可靠性研究的相關工作已經逐步完善，有關技術已得到廣泛的應用。有些發展中國家也積極地開展了對于可靠性的研究工作。隨著各種國際學術組織的確立、國際可靠性和可維護性技術委員會的成立，對于可靠性研究的工作進入了國際化時期。

3 可靠性優化設計在機械工程中的應用

產品的可靠性優化設計主要是以產品功能的可靠性使用為目的應運而生的產物。在機械產品的整個生命周期中，可靠性優化設計始終都在發揮著重要的作用。接下來，文章將從機械產品的設計環節、制造環節以及使用與維修環節這幾個方面入手，探討機械工程可靠性優化設計的具體應用。

3.1 機械工程產品設計環節的可靠性優化設計

在機械工程的產品設計階段，裝配整體設計以及零件組裝設計是非常重要的兩個環節。因此，在進行機械產品的可靠性優化設計時，應當將它們看作是一個整體來進行設計。主要的設計方法可以大致分為以下兩個方面。

其一，預測整體設計可靠性法。這種方法，主要是通過對于構成機械的各個零部件的可靠性進行相應的分析，并由此推斷出該機械整體的可靠性程度。通過合理的預測，有助于在設計階段采取相應的處理措施，從而提高機械工程的可靠性。

其二，分配整體設計可靠性法。在實際的設計過程中，該方法的應用具體表現為，根據機械工程的可靠性優化設計的整體要求，將總體指標進行分配，使得各個零部件的設計都有具體的可靠性指標要求。可靠性分配方法還可以再次的細分，包括：再分配、等分配、比例分配和綜合評分等多種分配法。在分配的過程中，可以根據實際情況，選用最恰當的分配方法，最終保證機械工程的可靠性得以有效提高。

3.2 機械工程產品制造中的可靠性優化設計

在機械工程產品的制造過程中，如果制造環節未得到嚴格的管控，那么產品的最終質量將會受到一定的影響，產品的可靠性也難以得到保障。因此，在機械工程的產品制造環節，應用可靠性優化設計具有重要的意義。具體來講，在產品的加工制造過程中，尤其是選擇加工工藝以及工藝流程時，要想應用可靠性優化設計，需要保證相應的技術水平符合標準。與此同時，所使用的加工設備，其可靠性也應當具有充足的保證。

產品的制造工藝流程是一個完整的系統。因此，要想提高整個工藝流程的可靠性，首先應當提高該流程中所涉及到的各個子系統的可靠性。只有做好每一個子系統的可靠性優化設計，才能選用科學合理的方法提高整個系統的可靠性。

3.3 機械工程產品的使用與維修的可靠性優化設計

正確的使用機械工程產品，并且在使用過程中運用科學合理的方法進行維修，是延長機械工程產品使用壽命的重要保障。作為機械設備的制造企業，要想獲得長遠穩定的發展，不僅要保證產品的質量符合標準，還應當提供良好的售后服務。通過采用有效的邏輯分析法，制定出規范的維修內容以及維修方式。對于機械產品的使用壽命也要進行合理的規劃，保證機械產品具有可維修性與可靠性。

4 結束語

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

參考文獻

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