機械工程的可靠性優化設計探討

摘 要：自從改革開放以來，我國社會主義市場經濟得到了快速發展，工業機械化水平越來越高。目前，機械工程在經濟建設的各個領域都有十分重要的作用，是國民經濟得到發展的重要因素。所以我們應該重視對機械工程可靠性的優化設計。文章主要從幾個方面闡述了在機械工程可靠性優化設計中容易出現的問題并提出了我國當前這方面研究的不足，為機械制造企業提供借鑒。

關鍵詞：機械工程；可靠性；優化設計

1 產品可靠性設計的現狀和研究背景

1.1 產品可靠性設計的現狀

由于各種原因，我國機械制造業的發展和西方國家的發展程度差很多，特別是在可靠性方面相差更多。一直到二十世紀八十年代，我國在機械工程的可靠性方面才有了一些深入研究，個別行業還建立了專門的研究機構，培養了一批高素質的專業人才，制定了該行業的可靠性標準。但是這些研究很大一部分都是理論方面的研究，實際中的應用比較少，這就導致我國機械制造的可靠性設計方面發展十分緩慢，影響到工業的發展。

1.2 產品可靠性設計的研究背景

當前科學技術的不斷發展，市場競爭的日趨激烈，促使產品的更新換代速度加快。人們不僅對產品的功能有所要求，對產品的質量和可靠性要求更高，為了能夠使機械制造企業得到長遠發展，我們更應該把可靠性設計放到機械產品生產中去，這樣才能夠保證產品滿足市場需求。

科技的發展使產品的結構功能趨于復雜化，正因為高新技術在產品制造中的應用使產品的復雜性不斷提高，產品的更新換代速度也得到了提升，這也促進了我國工業的快速發展。在進行產品設計的時候，我們應該有個不斷深化的認識過程，并把設計進行不斷的完善和改進，我們需要在大批量產品投入市場之前進行初步試驗，也就是說必須保證從初始產品能夠經過測試滿足市場需求之后才能夠真正的大批量的投入使用，這主要是因為產品生產中經常存在設計、工藝不可靠的問題。所以生產企業必須在產品生產初期對產品的設計和工藝進行可靠性設計，盡可能地把故障在萌芽階段消除，進而提高產品的可用性，并且逐漸實現產品的生產目標，這同時也說明了一種產品可靠性設計已經慢慢形成并逐步被應用。

機械制造產業在進行可靠性設計時，應該在滿足產品生產成本、效率的基礎上，盡可能地保證產品的設計能夠達到可靠性的程度。當前所說的可靠性設計涉及的范圍是比較廣泛的，除了一些傳統的設計技術之外，還與很多學科有聯系，例如計算機工程、環境工程等，所以我們應該盡可能地集中多方面的學術學科來發展可靠性設計。可靠性設計不僅在產品設計的過程中被應用，在生產的過程中也會有所涉及。所以，可靠性設計不僅在工業中被應用，在航空、軍事等領域也被廣泛使用，取得了很好的效果。

3 可靠性設計在機械中的應用

3.1 設計環節的可靠性設計

機械產品設計是一個很復雜的過程，主要包括兩個方面，一個是整體裝配設計，一個是組裝零件設計。對于整個產品來說可以被當做一個整體設計，具體有兩種設計方法：一種是先對產品的整個系統進行全面的了解，并對產品每個零件的可靠性進行細致地分析，進而推測出整個產品的可靠性，而且必須保證整體設計的可靠性能夠滿足相關設計的標準；一種是把對整體可靠性的分析分別落實到各個零件的設計中去，當零件的可靠性設計滿足相關指標，就能夠保證整個產品的可靠性。當我們進行單個零件設計時，我們應該選擇使用那些符合國家相關規定的或者在市面上大量使用的零件，同時還要對不同重要性的零件使用不同的設計方法，特別是關鍵部位的零件一定要進行可靠性測試。為了保證產品的質量和可靠性，我們應該多次的進行測試直到達到標準。

3.2 制造過程的可靠性設計

制造環節是保證整個產品質量的關鍵，所以我們必須重視對制造環節的可靠性設計。在進行制造環節可靠性設計時，我們不僅要重視對加工設備的可靠性設計還要重視加工工藝和流程的科學選擇。如果我們把整個產品加工過程理解為一個系統的話，那么加工中的任何一個工藝和流程都是系統中的子系統。針對每個子系統的可靠性設計都應該全方位的去考慮，這樣才能夠保證子系統的可靠性滿足相關規定的要求，這些子系統通過科學的組裝整理，形成一個完整的整體。然后由專業人員通過科學的統計方法來計算出整體可靠性指標。

3.3 使用及維修的可靠性設計

維修在一個產品的壽命周期中占有舉足輕重的作用，一個在售后上有著良好口碑的公司必然有著光明的前景，所以公司在產品整個周期內必須認真的對待售后維修問題，采用邏輯分析決斷法，科學地制定維修內容和優選維修方式，制定出合理的使用壽命周期。

機械產品的可維修性與可靠性具有很大的相似性，可維修性也是產品的可靠性指標之一。產品的維修性能必須在對產品進行可靠性設計的時候就應當考慮到，以使得設計出的產品達到故障容易發現、故障零件易于更換的目的。產品在進行維修性設計時必須考慮到維修費用問題，設計者在設計中應當考慮到以最低費用換取更高的可靠性水平，盡可能減少故障發現時間。因此，基于可靠性理論的維修性顯得尤其重要，一個合理、經濟的維修規則的制定在產品設計的科學化和現代化進程中具有巨大的意義。

4 我國機械工程可靠性研究目前所存在的不足

4.1 國內教育部門大多未設置可靠性研究方面的課程

經調查分析，我國目前只有為數很少的高等院校有設置可靠性研究方面的課程，絕大多數院校都沒有這方面的相關課程，這就造成了我國可靠性研究人才的大量缺乏。可靠性研究在現代制造業中具有很重要的作用，它不僅應當是一門系統科學，而且應當作為一門獨立式學科。目前，很多企業開始尋求可靠性研究方面人才，但卻很難招募到這方面的人才，所以這應當引起當今教育界的足夠重視，及時設立一些可靠性研究方面的課程，聘請一些專家教授進行授課，為我國未來的工業發展做出應有的貢獻。

4.2 國內企業對可靠性研究不夠重視

目前，我國國內很多企業對可靠性研究并未足夠重視，覺得可靠性研究可有可無，對整個生產制造產生不了多大影響。但是，一些國際上的發達國家都把可靠性研究作為生產上的重要部分，如果我們國內企業還對可靠性研究不夠重視，勢必會導致在未來的競爭上輸給對手，從而徹底喪失與之競爭的能力。可靠性是個系統工程，它涉及廣泛且較為復雜，沒有一個機構來統籌考慮和貫徹實施，是無法使產品可靠性得到保障。因此，我國企業不僅要開始重視可靠性研究，而且應當成立相關獨立研究部門，進行專門的產品可靠性設計研究及可靠性試驗，從而確保產品在各環節上的可靠性，使得產品質量往更高的水平發展，從而可以在國際上占有足夠的競爭優勢。

5 結束語

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

隨著我國經濟的快速發展，工業機械化程度越來越高，這就給機械制造業帶來更多挑戰，我們必須考慮到機械工程的可靠性設計，這樣才能夠使工業得到發展，進一步促進我國機械制造業的市場競爭能力，盡快實現與世界接軌。

參考文獻

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