機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計探討

劉勝

【摘 要】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?？煽啃缘脑O(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)。

【關(guān)鍵詞】機械工程；可靠性優(yōu)化設(shè)計；探討

1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。

2關(guān)于可靠性設(shè)計的一些問題

要想弄清楚什么是可靠性優(yōu)化設(shè)計，我們就必須要先了解什么是產(chǎn)品的可靠性。一般來說，產(chǎn)品的可靠性就是指在規(guī)定的條件與時間之內(nèi)完成規(guī)定的任務或者實現(xiàn)固定的功能。這里的產(chǎn)品既包含作為單位研究的研究對象，又指各個參與實驗的系統(tǒng)、元件或者設(shè)備等，在特殊情況之下，我們還可以將人的作用也包含進去。

在進行可靠性優(yōu)化設(shè)計的過程中，我們必須要以已知的技術(shù)和理論為基礎(chǔ)，根據(jù)日后的實際需要和可能會發(fā)生的情況優(yōu)先考慮產(chǎn)品的可靠性要求，通俗一點的講，就是要在滿足產(chǎn)品費用、性能以及時間等條件之下，確保產(chǎn)品能夠滿足可靠性的要求。對于產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計來說，其是一個多技術(shù)、多學科融合的新型技術(shù)，既包含價值工程、系統(tǒng)工程的知識，又具有工程心理學、計算機技術(shù)以及質(zhì)量控制技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。雖然其名稱是產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計，但是其并非只是存在于產(chǎn)品的設(shè)計階段，在產(chǎn)品的制造階段、使用階段以及管理和維護等階段都會涉及到產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計。也正是因為這樣的情況，其在機械工程中有著十分廣泛的應用。

3可靠性優(yōu)化設(shè)計在機械工程中的應用

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；這種方法即為預測整體設(shè)計可靠性的手段，預測的結(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。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。

3.2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。

3.3要加強機械工程制造工藝可靠性優(yōu)化設(shè)計

機械工程的高質(zhì)量是離不開機械工程制造工藝的可靠性優(yōu)化設(shè)計的，因而需要相關(guān)工作人員要重視機械工程制造工藝的可靠性優(yōu)化設(shè)計。在進行制造工藝的可靠性優(yōu)化設(shè)計的時候，首先要保證所用的加工設(shè)備達到相關(guān)的加工標準，其次要選擇適當?shù)募庸すに嚰捌淞鞒?。機械工程在制造這一環(huán)節(jié)中往往涉及很多工藝，所以該系統(tǒng)是比較復雜的。在進行機械工程制造工藝的可靠性優(yōu)化設(shè)計的時候，要全面考慮相關(guān)的因素，比如加工設(shè)備的選用、工作人員的整體素質(zhì)以及技工材料等。只有做好了機械工程制造工藝的可靠性優(yōu)化設(shè)計，才能真正有利于確保整個機械工程的可靠性。

4結(jié)束語

目前來看，可靠性指標在一般的機械工程設(shè)計中基本不被考慮，所以一般的機械工程是不能反映出產(chǎn)品的真實可靠性，在具體的設(shè)計中基本忽略了成本、體積等方面。在進行可靠性設(shè)計的時候，如果只是為了滿足可靠性設(shè)計，往往不能使機械制造達到滿意的效果，所以我們應該根據(jù)需要全面考慮可靠性的設(shè)計，盡可能地把機械工程的可靠性和性能優(yōu)化結(jié)合起來，這樣才能夠達到最佳的效果。

參考文獻：

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