機(jī)械工程可靠性的優(yōu)化設(shè)計闡述

楊堂志

（太原重工股份有限公司鍛造分公司，山西 太原 030024）

近年來，我國工業(yè)機(jī)械水平不斷提高，不斷刺激著機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品也逐漸向功能化方向發(fā)展。以滿足市場發(fā)展實(shí)際需求為目的，基于現(xiàn)狀來對機(jī)械工程進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計，對產(chǎn)品設(shè)計和制造全過程進(jìn)行調(diào)整，在保證較高生產(chǎn)效率的同時，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計分析

將可靠性優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用到機(jī)械工程中，可以就產(chǎn)品設(shè)計制造所應(yīng)用的大量技術(shù)工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過各類資源的優(yōu)化配置，來提高機(jī)械產(chǎn)品整體制造水平。基于可靠性優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行分析，除了要做好產(chǎn)品外觀設(shè)計外，更重要的是要控制好其性能。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜度不斷提高，有更多優(yōu)秀工藝被應(yīng)用其中，使得產(chǎn)品功能兼顧多樣化以及個性化特點(diǎn)，進(jìn)而更新速度持續(xù)加快。以促進(jìn)企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展為目的，加大對可靠性優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)的重視，基于機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，確定應(yīng)用方向與要點(diǎn)，通過對產(chǎn)品設(shè)計以及制造流程的調(diào)整和優(yōu)化，確保產(chǎn)品可以緊隨時代發(fā)展潮流，切實(shí)滿足人們的應(yīng)用需求。在完成一類商品設(shè)計制造后，需要先對其性能進(jìn)行測試，確定達(dá)標(biāo)后才可將其投放到市場中，利用此種方式來消除產(chǎn)品自身所存在的不可靠性問題，保證設(shè)計以及工藝層面不存在任何隱患。

2 機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀

在長期發(fā)展的過程中，為了縮小我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)與國外發(fā)達(dá)國家之間的差距，近年來，我國對機(jī)械工程可靠性研究逐漸取得了一定的成果，在政府策略支持下，不斷涌現(xiàn)出可靠性優(yōu)化設(shè)計研究的組織與團(tuán)體，且加強(qiáng)了對專業(yè)人才的培養(yǎng)，以整套可靠性優(yōu)化設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，為后續(xù)工作的開展提供依據(jù)。想要進(jìn)一步推動機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展，還需要對現(xiàn)存的不足進(jìn)行研究，采取措施進(jìn)行調(diào)整，為持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。一方面，我國僅存在少數(shù)高校設(shè)置了相關(guān)課程，對專業(yè)人才的培養(yǎng)投入力度還比較小，這樣就導(dǎo)致企業(yè)可靠性研究人才的缺失；另一方面，較多企業(yè)還未正確認(rèn)識到可靠性優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械制造行業(yè)內(nèi)的重要性，甚至認(rèn)為其可有可無，無法在短時間內(nèi)縮小與發(fā)達(dá)國家之間的差距，我國制造企業(yè)勢必會在市場競爭中受到影響。由此可知，雖然機(jī)械工程行業(yè)正在逐漸轉(zhuǎn)變對可靠性研究的態(tài)度，但實(shí)際投入力度還比較小，專業(yè)系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)總體偏少，需要對其進(jìn)行改善，保證能夠為產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用以及售后可靠性提供支持，提高企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品市場競爭力，促使企業(yè)在行業(yè)內(nèi)健康持續(xù)發(fā)展。

3 機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計要點(diǎn)

3.1 產(chǎn)品設(shè)計階段

機(jī)械產(chǎn)品制造階段會涉及到產(chǎn)品整體裝配以及零件組裝，是影響產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵因素。將可靠性優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，需要將產(chǎn)品零部件設(shè)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(dá)到產(chǎn)品可靠性優(yōu)化的目的。一方面，需要綜合分析機(jī)械產(chǎn)品特點(diǎn)與需求，對其進(jìn)行系統(tǒng)性了解，判斷產(chǎn)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(rèn)產(chǎn)品可靠性。在此環(huán)節(jié)中主要就是對產(chǎn)品可靠性進(jìn)行合理預(yù)測與科學(xué)分析，確認(rèn)產(chǎn)品設(shè)計指標(biāo)是否能夠順利實(shí)現(xiàn)；另一方面，合理分配產(chǎn)品各項指標(biāo)，即根據(jù)機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性要求，來完成各對應(yīng)指標(biāo)的分配，提高各零部件的可靠性。一般設(shè)計時可依據(jù)再分配、等分配、比例分配以及綜合評分等機(jī)制來進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計。其中，將單個零部件作為設(shè)計對象時，要保證其指標(biāo)能夠達(dá)到國家規(guī)定要求，面對不同部件時，可對分配以及設(shè)計進(jìn)行調(diào)整。尤其是對于新型產(chǎn)品而言，零部件的設(shè)計需要提前進(jìn)行可靠性試驗，確認(rèn)其性能可以達(dá)到專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，符合產(chǎn)品設(shè)計要求。整個產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計階段，需要進(jìn)行反復(fù)、大量的驗證與修改，以求產(chǎn)品可靠性能夠完全滿足設(shè)計要求。

3.2 產(chǎn)品制造階段

完成產(chǎn)品設(shè)計階段的可靠性優(yōu)化設(shè)計后，便會進(jìn)入到產(chǎn)品制造階段，這對產(chǎn)品可靠性有著至關(guān)重要的影響，需要按照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來做好各機(jī)械零部件質(zhì)量的控制。結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計要求，對各零部件材質(zhì)、加工精度等進(jìn)行檢查和控制，保證整個制作環(huán)節(jié)所有零部件的可靠性優(yōu)化，最大程度上排除外部因素的干擾，實(shí)現(xiàn)加工工藝以及制造流程的規(guī)范化與專業(yè)化。可以將機(jī)械產(chǎn)品制造過程看作為一個有機(jī)整體，基于產(chǎn)品設(shè)計與應(yīng)用要求，來對其加工材料、處理流程進(jìn)行綜合分析，提高可靠性優(yōu)化設(shè)計的落實(shí)效果，確保產(chǎn)品可以達(dá)到機(jī)械工程最終生產(chǎn)指標(biāo)。另外，對于機(jī)械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計，需要針對各子系統(tǒng)指標(biāo)來進(jìn)行綜合分析，然后選擇科學(xué)手段來對整個制造階段進(jìn)行分析和調(diào)整。

3.3 使用維修階段

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

4 結(jié)束語

將可靠性優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)中，對提高產(chǎn)品設(shè)計制造流程規(guī)范化，改善產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用功能性具有至關(guān)重要影響，必須要加深對其的重視。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上來加強(qiáng)研究，制訂專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與研究體系，為行業(yè)持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

［1］宋志海.機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計研究［J］.住宅與房地產(chǎn)，2018（02）：234.

［2］李國臣.機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（31）：117，119.

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