機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計分析

商宏偉

摘 要：自新中國建立以來，為了促進經(jīng)濟的發(fā)展，國民經(jīng)濟水平的提高，我國的機械工程行業(yè)得到了很大扶持，并且也實現(xiàn)了前所未有的發(fā)展。而我國的機械工程的可靠性設(shè)計水平卻沒有明顯的提高。在機械工程的制造過程中，由于產(chǎn)品種類繁多，而且工藝比較復雜，同時在可靠性的要求上也容不得絲毫的馬虎，因此實行機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計就變得十分必要了。文章主要是針對機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計進行簡要分析，并提出相應(yīng)的建議供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：機械工程；可靠性；優(yōu)化設(shè)計

所謂的機械工程產(chǎn)品的可靠性就是指產(chǎn)品能夠真正地實現(xiàn)其所標榜的產(chǎn)品的功能。這一點，隨著社會需求的不斷擴展也變得越發(fā)地重要了，因為大多數(shù)的人在對產(chǎn)品提出更多的需要的同時對其產(chǎn)品功能實現(xiàn)的真實性也變得越發(fā)地看重了。因此，機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計也就變得十分地必要了。其中可靠性優(yōu)化設(shè)計也要遵循相應(yīng)的法則，即必須要在滿足時間、經(jīng)費及相應(yīng)的使用性能的基礎(chǔ)上進行，使得產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)其可靠性。這樣的技術(shù)除了涉及到傳統(tǒng)技術(shù)的改革之外，還與環(huán)境等多個領(lǐng)域有著不可分割的關(guān)系。

1 我國的機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計的必要性

1.1 社會的需求

隨著社會的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的進步，市場上出現(xiàn)越來越多的產(chǎn)品，人們也逐漸對產(chǎn)品的質(zhì)量各方面有了更高的要求，并且隨著觀念的改變，人們在質(zhì)量，使用性能等方面的重視要遠遠高于外觀等方面。因此，企業(yè)要實現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，機械產(chǎn)品的可靠性就必須有保證，這也是為什么要進行機械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計的重要原因。

1.2 科技的進步，產(chǎn)品復雜性增強

二十一世紀，是一個科技高速發(fā)展的階段，它為我們的所帶來的益處逐漸開始遍及生活的方方面面。當然其中也包括機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代，一方面它的更新?lián)Q代使得產(chǎn)品可以擁有更多更復雜的功能，但是另一方面，這也代表著機械產(chǎn)品生產(chǎn)者，需要花費更多的精力在保證產(chǎn)品的使用性能的實現(xiàn)也就是其可靠性上。因此，機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計便應(yīng)運而生。

2 我國的機械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計水平

雖然自從改革開放以來，我國的機械制造業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，并且在產(chǎn)品的可靠性設(shè)計上也有了質(zhì)的飛躍。但是我國的機械制造行業(yè)相對于西方發(fā)達國家來說，起步較晚，發(fā)展較為緩慢，因此在產(chǎn)品的可靠性設(shè)計上面還遠遠不如他們。為了縮小這樣的差距，不少的企業(yè)也逐漸開始對產(chǎn)品的可靠性設(shè)計有所重視，許多的企業(yè)為了提高自身產(chǎn)品的可靠性設(shè)計水平都設(shè)立專門的研究部門，并且引進了大量的專業(yè)人才對這一方面進行研究。但實際上，許多的研究還是處于最初的理論時期，極少部分能夠得到實踐，對產(chǎn)品的可靠性水平的提高并沒有起到什么實質(zhì)性的作用。

3 我國在機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計研究方面的缺陷

3.1 教育體制造成的人才缺口

無論是在哪一個行業(yè)，要實現(xiàn)行業(yè)的發(fā)展，人才都是非常重要的因素。自然地，機械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計也是一樣的，要想實現(xiàn)機械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計水平，人才的培養(yǎng)是非常重要的而且是必要的。而高校就是培養(yǎng)這類人才的重要場所。但是，現(xiàn)實的情況是，雖然近年來我國許多高校都開設(shè)了與機械工程相關(guān)的專業(yè)，但是機械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計這類專業(yè)卻只有少數(shù)幾所高校有。這就無疑為我國的機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計人才的培養(yǎng)造成了阻礙。

前面就有提到過，隨著社會的進步的和科技的發(fā)展，機械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計也變得越來越重要。但是因為這種教育方面的問題，卻造成嚴重的人才缺口，這對我國的機械行業(yè)的發(fā)展是極為不利的。因此，相關(guān)的教育部門必須要對這一方面予以重視，相關(guān)的高校也要根據(jù)社會的需要開設(shè)相關(guān)的機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計的專業(yè)和課程，并安排有豐富經(jīng)驗的教師予以指導，切實提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)優(yōu)秀的機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計人員。

3.2 企業(yè)自身重視力度不夠

雖然說影響機械產(chǎn)品可靠性設(shè)計的原因可能會有很多，但是其中最為關(guān)鍵的還是企業(yè)自身。雖然，近年來，我國的機械制造行業(yè)處于蓬勃發(fā)展的階段，部分的企業(yè)已經(jīng)開始重視產(chǎn)品的可靠性設(shè)計。但是因為我國的機械制造業(yè)起步較晚，在企業(yè)的經(jīng)營方面，很多的企業(yè)還存在著誤區(qū)。在不少企業(yè)的觀念里，機械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計并沒有那么重要，甚至可以忽略不計。但這其實是非常錯誤的觀念。

上面就有提到過，隨著社會的發(fā)展，人們逐漸地對產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能的實現(xiàn)給予了前所未有的重視。如果一件機械產(chǎn)品人們在購買之前，清楚地了解了它的功能，但因為可靠性設(shè)計的問題，有功能無法得到實現(xiàn)，這必然會引起消費者對企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的質(zhì)疑。這對企業(yè)來說將會是非常嚴重的名譽損失。因此，企業(yè)必須要對產(chǎn)品的可靠性設(shè)計予以重視，要有專門的部門對這方面進行管理，同時也要注意產(chǎn)品設(shè)計的可靠性研究不能僅僅停留于理論階段，要切實地運用于實踐當中，因為只有這樣的研究才是真正有意義的。

4 相應(yīng)的設(shè)計方法介紹

4.1 穩(wěn)健性設(shè)計

穩(wěn)健性設(shè)計顧名思義就是指讓產(chǎn)品的相關(guān)的使用性能對于產(chǎn)品制造過程中的會遭遇到的環(huán)境變化等有一定的抵御能力，不會隨著環(huán)境的變化讓其產(chǎn)品性能也發(fā)生變化。同時也要保證產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)都能夠較大程度上地維持它的工作狀態(tài)，不會輕易地喪失工作能力。

這種設(shè)計方法雖然可以有效地提高產(chǎn)品的可靠性，但因為需要的投入較大，所以比較難以實現(xiàn)。

4.2 預防故障設(shè)計

預防故障設(shè)計方法是通過對同類產(chǎn)品發(fā)生故障的相關(guān)經(jīng)驗從而對產(chǎn)品進行相應(yīng)的加工，預防故障的出現(xiàn)或者是盡量地縮小故障發(fā)生的可能性。這是最為有效地保證產(chǎn)品的可靠性的方法之一。具體的操作，簡單舉例，如果是要對機械產(chǎn)品的某一個部分進行預防故障設(shè)計就可以先從那部分的選材做起，首先要參照過去的一些產(chǎn)品參數(shù)，選擇最為合適的材料，并且也要考慮到相應(yīng)的產(chǎn)品維修等方面，從而做出最為完善的產(chǎn)品可靠性設(shè)計。

4.3 降額設(shè)計

降額設(shè)計即通過減低產(chǎn)品零部件的使用應(yīng)力，并使它低于產(chǎn)品原本標示的額定應(yīng)力。從而在一定程度上減少其發(fā)生故障的概率，保證其可靠性的設(shè)計方法。因為，在過去的經(jīng)驗中，大部分的機械產(chǎn)品在低于額定應(yīng)力的環(huán)境下運行，其可靠性能夠到達最高的狀態(tài)。但是這個方法的實施往往存在著很大的難度。因為具體要降多少最為合適并不是可以大概估算的，而是必須要通過長時間，大量的實驗才能夠得出最精確的數(shù)據(jù)。從而切實地保證產(chǎn)品的可靠性。

5 結(jié)束語

綜上所述，近年來，我國的機械產(chǎn)品行業(yè)不斷發(fā)展，人們對產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能也給于前所未有的重視。但是由于我國的機械制造行業(yè)起步晚，其可靠性設(shè)計水平遠不及其他發(fā)達國家，再加上我國的教育造成的可靠性設(shè)計人才的匱乏，機械企業(yè)對自身可靠性設(shè)計研究的忽視。這就使得我國的機械產(chǎn)品的可靠性遠不能滿足市場的需求，因此機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計便應(yīng)運而生，這對我國的機械行業(yè)的發(fā)展無疑會起到巨大的促進作用。

參考文獻

[1]陳靜，郝少祥，邵鳳翔，等.機械可靠性優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用[J].中國煤炭，2010，36（10）：76-77+81.

[2]黃康貴.可靠性優(yōu)化設(shè)計在機械工程中的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（19）：369-369.

[3]趙啟焱，羅明生，黃超，等.機械CAD技術(shù)在機械可靠性優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用前瞻[J].河南科技，2013（14）：105.