淺析機械的工程優(yōu)化設計

李思

摘 要：傳統(tǒng)的優(yōu)化設計機械工程，很少會考慮可靠性指標。所以，無法充分反映機械工程產品的可靠性，在設計可靠性時，也不會刻意的對產品的體積和重量等指標進行考慮。而在機械工程的設計方案中，單純的考慮可靠性或者單純的考慮優(yōu)化設計，都無法取得較好的設計效果。所以，筆者認為在設計機械工程時，需要對可靠性和優(yōu)化設計等進行綜合考慮，才能取得預期的效果，本文對此進行研究。

關鍵詞：機械工程；優(yōu)化；設計；可靠性

引言

工業(yè)化進程的加快，也推動了機械工程制造業(yè)的迅猛發(fā)展，其影響力的深度與廣度越來越大。但是在實際應用時，存在非常多的問題，迫切需要對其進行優(yōu)化設計?，F(xiàn)階段，在對機械工程產品的可靠性進行優(yōu)化設計時，市場需求提出了更高的要求。而且機械工程產品的大型化和復雜化的趨勢越來越明顯，在此情況下對優(yōu)化設計的方法進行的研究也非常多，取得了很大的進展。本文在對前人成果進行總結的基礎上，對優(yōu)化設計機械工程產品的現(xiàn)狀進行了分析，然后分析了各環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計思路，為該產品的生產、推廣和應用提供思路。

一、機械工程產品優(yōu)化設計的現(xiàn)狀

受近代發(fā)展的影響，我國機械工程制造業(yè)相對于歐美國家而言，落后的態(tài)勢非常明顯，特別是對可靠性的設計研究方面，不僅缺少相應的研究成果，也缺乏專業(yè)化的研究人才與研究團隊。上世紀80年代，我國對這一領域的研究取得了初步的進展，逐漸成立了一些對該問題進行研究的團體和組織，同時為該領域的研究培養(yǎng)了非常多優(yōu)秀的人才，也不斷完善優(yōu)化設計的規(guī)范標準[1]。整體而言，過去對該問題進行的優(yōu)化設計研究，對于理論過于重視，然而實際生產時對研究成果和理論知識的應用并不到位，仍然遠遠落后于發(fā)達國家。

二、機械工程各層次的優(yōu)化設計

在產品生產與使用的各個環(huán)節(jié)，機械工程產品的優(yōu)化設計都發(fā)揮著非常關鍵的作用，主要體現(xiàn)在產品的設計和制造以及使用維修三個主要的環(huán)節(jié)，本文對此進行論述。

（一）設計環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計

對于機械工程產品設計而言，其重點包括裝配整體設計和零件組裝設計兩個方面、在對其進行優(yōu)化設計時，可以將其視為一個整體，具體的方法可以分為兩種，其一，對機械的完整系統(tǒng)進行大致的了解，并對零部件的可靠性程度進行分析，進而對整體的可靠性進行推斷，該方法也就是對整體設計可靠性進行預測的手段，所預測的結果也必須要完全符合設計的指標[2]。其二，分配整體機械工程優(yōu)化設計所需要的指標，具體體現(xiàn)在對各零部件的設計上，要求其必須要能夠滿足各自的可靠性要求。其中，比較常用的分配可靠性的方法主要包括：等分配、再分配以及綜合評分分配和比例分配等。在對單個零件進行設計時，所應用的零件要盡可能的滿足國家規(guī)定，而且在生產中已經大量投入使用，然后采用不同的設計方法優(yōu)化設計各重要性不同的零部件。在對關鍵部件進行設計時，要先測驗其可靠性。此外，要對機械工程產品設計的可靠性進行反復的驗證和修改，直到確定其能夠滿足優(yōu)化設計的標準。對機械工程的人機系統(tǒng)進行設計時，也非常關鍵，對該方面的設計不僅包括適應性，也包括設計操作的舒適性。

（二）設計環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計

制造環(huán)節(jié)是確保產品質量的關鍵環(huán)節(jié)，也是對產品的質量進行控制的關鍵部分。所以，在制造過程中對機械產品進行優(yōu)化設計非常關鍵。在此過程中，必須要確保加工設備的可靠性，在確定加工所使用的工藝以及所需要的工藝流程時，必須要對技術水平高度關注，盡可能的實現(xiàn)最優(yōu)的制造水平。對于產品制造而言，其工藝流程相對完整，在優(yōu)化設計各個子系統(tǒng)時，需要對各方面的因素進行綜合的考慮，比如工藝和加工設備以及相關人員的專業(yè)素養(yǎng)與加工所使用的材料等。在此基礎上，才能將各個子系統(tǒng)設計出能夠滿足可靠性與合理性指標的系統(tǒng)。最后，對各個子系統(tǒng)的設計指標進行整合分析，然后采用科學的方法整理出總系統(tǒng)的可靠性與優(yōu)化指標。

（三）產品使用與維修環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計

通過采用科學合理的技術手段維修機械產品，必然能夠促進其使用壽命的延長，而公司的售后服務質量和水平也是決定公司能否實現(xiàn)長期發(fā)展的必備條件。所以，對機械設備進行生產的廠家必須要高度重視其售后的服務和維修等方面的問題，采用先進的邏輯分析方法，不斷完善維修內容和方式的科學性與合理性，進而規(guī)劃各類機械產品的使用壽命[3]。對于機械產品而言，其具有兩大特性，分別是可維修性和可靠性，二者具有非常大的相似性，可以認為可維修性實際上就是可靠性指標的一種。因此，在優(yōu)化設計機械工程產品時，必須應當說先對可靠性指標進行考慮，確保產品在出現(xiàn)故障時，可以更好的對其進行檢查和維修。在優(yōu)化設計維修環(huán)節(jié)時，在能夠獲得最高的可靠性的前提下，要盡可能的降低所花費的費用，根據(jù)這一基本原則對機械產品的維修環(huán)節(jié)進行優(yōu)化設計，同時要定期對產品進行保養(yǎng)，盡可能早的發(fā)現(xiàn)其存在的故障隱患，以更好的控制維修費用。所以，作為維修設計的基礎，該優(yōu)化理論在很大程度上具有一定的合理性，對于產品使用和維修的優(yōu)化設計而言也非常關鍵，通過完善維修設計方案，對于推進機械產品的科學化與現(xiàn)代化進程也能發(fā)揮非常大的作用。此外，在維修過程中，要使用符合相關標準規(guī)定的維修設備，不斷提升檢查和維修工人的專業(yè)素養(yǎng)，進而促進機械產品維修現(xiàn)代化和科學化水平的提升。

結語

本文對現(xiàn)階段我國對機械工程優(yōu)化設計方面的研究現(xiàn)狀和進展情況，然后重點分析了機械工程產品設計、制造和維修與可靠性等環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計方法。在設計可靠性時，通常情況下不會對機械產品的質量和體積等指標進行考慮，而且在以往的機械工程設計方面的研究中，通常只對可靠性或者優(yōu)化設計的一個方面進行考慮，所取得的效果也比較有限。所以，如果在實際設計中，能夠綜合考慮各個方面的指標，對其進行優(yōu)化設計以充分結合二者優(yōu)勢，必然能夠取得非常好的設計效果。伴隨我國工業(yè)化進程飛不斷加快和經濟水平的快速提升，機械工程制造業(yè)的發(fā)展也迎來了非常好的契機，行業(yè)規(guī)模和影響力不斷增大，發(fā)展方向也更為現(xiàn)代化與科學化，也迫切要求必須要對其各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化設計，才能提升機械工程產品整體的可靠性。

參考文獻：

[1]梁玉光. 淺析機械工程的優(yōu)化設計[J]. 工程技術：全文版， 2016（6）：248-248.

[2]田 旭. 淺談機械工程的優(yōu)化設計[J]. 建筑工程技術與設計， 2017（10）：106-107.

[3]李陳鵬， 李冬英. 淺談機械工程的可靠性優(yōu)化設計[J]. 廣東蠶業(yè)， 2017（8）：7-7.

作者簡介：

李 思（1981-），女，籍貫：遼寧省沈陽市，當前職務：機械工程師，當前職稱：機械助理工程師，學歷：?？?，研究方向：機械。