機械工程的可靠性優化設計探討

徐宏朝 孫承瑞 韓明月 王巍

摘要：在機械工程中進行產品研發時，把可靠性理論作為技術支持，參照相關需求，將產品是否能夠安全可靠的使用當成首要原則；在時問、花銷及性能參數都滿足要求的前提下，使得該機械工程產品達到相關可靠性要求。值得注意的是，可靠性設計不是一個單一的問題，它包含價值工程、系統工程等多門學科，是多領域交叉協同下的一種新興技術。

關鍵詞：機械工程；可靠性；優化設計

一、機械工程可靠性優化設計分析

將可靠性優化設計應用到機械工程中，可以就產品設計制造所應用的大量技術工藝進行優化，通過各類資源的優化配置，來提高機械產品整體制造水平。基于可靠性優化設計進行分析，除了要做好產品外觀設計外，更重要的是要控制好其性能。產品結構設計復雜度不斷提高，有更多優秀工藝被應用其中，使得產品功能兼顧多樣化以及個性化特點，進而更新速度持續加快。以促進企業健康持續發展為目的，加大對可靠性優化設計環節的重視，基于機械制造行業發展現狀，確定應用方向與要點，通過對產品設計以及制造流程的調整和優化，確保產品可以緊隨時代發展潮流，切實滿足人們的應用需求。在完成一類商品設計制造后，需要先對其性能進行測試，確定達標后才一可將其投放到市場中，利用此種方式來消除產品自身所存在的不可靠性問題，保證設計以及工藝層面不存在任何隱患。

二、機械工程可靠性優化設計要點

（一）產品設計階段

機械產品制造階段會涉及到產品整體裝配以及零件組裝，是影響產品可靠性的關鍵因素。將可靠性優化設計應用到機械產品設計環節，需要將產品零部件設計以及組裝看作一個整體，然后采取措施控制，從根本上來達到產品可靠性優化的目的。一方面，需要綜合分析機械產品特點與需求，對其進行系統性了解，判斷產品各組件的可靠性水平，然后通過所有零部件的綜合分析，確認產品可靠性。在此環節中主要就是對產品可靠性進行合理預測與科學分析，確認產品設計指標是否能夠順利實現；另一方面，合理分配產品各項指標，即根據機械工程產品可靠性要求，來完成各對應指標的分配，提高各零部件的可靠性。一般設計時可依據再分配、等分配、比例分配以及綜合評分等機制來進行，實現機械工程可靠性優化設計。其中，將單個零部件作為設計對象時，要保證其指標能夠達到國家規定要求，面對不同部件時，可對分配以及設計進行調整。尤其是對于新型產品而言，零部件的設計需要提前進行可靠性試驗，確認其性能可以達到專業標準，符合產品設計要求。整個產品可靠性優化設計階段，需要進行反復、大量的驗證與修改，以求產品可靠性能夠完全滿足設計要求。

（二）產品制造階段

完成產品設計階段的可靠性優化設計后，便會進入到產品制造階段，這對產品可靠性有著至關重要的影響，需要按照專業標準來做好各機械零部件質量的控制。結合產品設計要求，對各零部件材質、加工精度等進行檢查和控制，保證整個制作環節所有零部件的可靠性優化，最大程度上排除外部因素的干擾，實現加工工藝以及制造流程的規范化與專業化。可以將機械產品制造過程看作為一個有機整體，基于產品設計與應用要求，來對其加工材料、處理流程進行綜合分析，提高可靠性優化設計的落實效果，確保產品可以達到機械工程最終生產指標。另外，對于機械產品的可靠性優化設計，需要針對各子系統指標來進行綜合分析，然后選擇科學手段來對整個制造階段進行分析和調整。

（三）使用維修階段

為了保證機械產品維持在正常狀態，滿足實際應用需求，就需要加強對后期使用維修階段的重視，這是提高機械產品可靠性的重要措施，是對產品設計與制造階段的延伸。因此，在針對機械工程可靠性優化設計研究時，需要提高對使用維修階段的重視，對提高企業市場口碑具有重要意義，是促進其持續健康發展的重要舉措。通過邏輯分析方法，來對機械工程產品制訂科學、合理的產品維修內容以及維修方法，對產品使用壽命進行合理規劃，延長其服務年限。對于機械產品而言，其可靠性與維修性之間存在密切聯系，兩者相互影響，以提高產品可靠性為根本目的，對其可維修性指標進行科學分析，為后期產品使用與維修提供依據。同時，還需要兼顧維修費用分析，在實際操作中爭取以最少成本來最大程度維持產品可靠性，減少各類運行故障的發生。

三、可靠性優化設計在機械工程中的應用

對于任意機械工程產品而言，不管是在設計上的哪個階段，可靠性優化設計都是極為關鍵的。接下來針對機械工程產品的設計、制造及使用三大方面展開分析。

（一）機械工程產品設計環節可靠性優化設計

進行機械工程產品設計時，一般分為兩大類，分別是裝配體設計與零件組裝設計。當使用可靠性優化設計時，可以把它看成一個整體，在方法上主要有兩種，其一為：首先對其完整系統有一個初步的把握，同時對組成整體的零部件進行剖析，觀察它可靠性究竟有多大，然后綜合起來，總結出整體有多大的可靠性；第二種方法就是：把整體的可靠性優化設計要求進行分解，落實到各個零部件上，同時要使得零部件都要符合相關指標要求；一般會使用到的，以可靠性為理論基礎的分配方法為：再分配、等分配、比例分配及綜合評分的分配方法。設計師在對單個零件進行選型設計時，有這樣一個原則，那就是盡可能使用國標件，其目的在于，國標件經過市場的檢驗質量不會有問題，其能夠大量生產可以隨時進行替換。之后，使用不一樣的設計方法對不同的部件實施優化設計，這里部件的不同一般指的是重要性方面的不同。如果要設計一個核心部件，那么必須要提前進行可靠性試驗。此外，可靠性思想還要貫穿整個流程，設計者需要對產品設計的可靠性進行反復的檢驗，一直到產品能夠符合既定的所有標準。在一個機械工程的設計中，人機系統也占據著十分重要的位置，這個就更加偏向于人性化設計，比如進行操作時的適應性以及舒適性。

（二）機械工程產品制造中的可靠性優化設計

要知道，設計一個機械產品最重要的就是要確保其質量，具體而言就是要切實做好在各個制造流程的質量控制，故而，十分有必要在產品的制造流程中采用可靠性優化設計。有一些經過加工而得到的設備，要重點關注其可靠性是否達標，設計者在選取加工工藝與工藝流程時，特別要看清它的技術水平，確保在制造上盡可能實現最優化。

四、結束語

在社會經濟快速發展的同時，人們的生活質量得到了大幅度的提高，顯然也對機械工程的可靠性能提出了愈來愈多的要求。這樣就需要相關人員對其可靠性優化設計工作引起高度重視，只有這樣才能促使機械工程行業在激烈的市場競爭中可以站穩腳步，進而促使其獲得可觀的經濟效益。不斷加強研究力度，提升重視程度，保證機械工程優化設計可以發展到一個新的高度。

參考文獻：

[1]徐永新.淺談機械工程的可靠性優化設計[J].科技與企業，2017（17）.

[2]裴景波.機械可靠性優化設計的應用分析[J].河北農機，2017（01）.