淺談機械工程可靠性優化設計研究

1.楊秀鵬 2.董 林

1.沈陽佳曄能源科技股份有限公司 2.身份證號：210112198912030218

淺談機械工程可靠性優化設計研究

1.楊秀鵬 2.董 林

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近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，各行各業都得到了不同程度的發展。尤其是工業機械水平的提升，使得我國機械制造領域發生了巨大的變化。為了促進我國機械工程的進一步發展，獲取更多的經濟效益和社會效益，應當對機械工程的可靠性進行優化。文章從我國機械工程產品的可靠性優化設計現狀入手，對于可靠性優化設計在機械工程中的具體應用進行了簡要的分析與探討。

機械工程；可靠性；優化設計

1.前言

當今社會，科學技術飛速發展，人們不僅對多功能產品有強烈的需求，也需要多功能產品可以實現其應具備的功能。產品的可靠性優化設計是以產品功能的可靠性使用為目的而應運而生的產物，從產生開始到現在，已經得到了迅速的發展與廣泛地使用。在進行機械工程的產品設計時，將可靠性理論與技術應用于其中，并根據需要與可能，將產品的可靠性使用作為優先考慮的設計準則；在滿足時間、費用及性能的基礎上，讓設計出的機械工程產品符合可靠性的要求。可靠性的設計問題在涉及傳統的設計技術的同時，也與價值工程、系統工程、環境工程及質量控制工程等有著密切的關系。因此，可靠性設計是多學科與多技術相互交叉融合的一種新興技術。

2.機械工程產品的可靠性優化設計現狀分析

由于我國的特殊歷史原因，機械工程制造業與西方發達國家機械制造業相比，顯得相對落后，尤其是在可靠性設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，在某些個別的行業還成立了專門從事可靠性優化設計研究的組織與團體，并為社會培養了大批的可靠性優化設計研究的技術人才，制定出了整套可靠性優化設計的規范標準。從總體上來看，過去的可靠性優化設計研究比較偏重于理論，但在生產實踐中，對于理論的應用則是比較少，就這一點而言，與制造業相對較為發達的國家相比較，存在著許多不足之處。

3.可靠性優化設計在機械工程中的應用

機械工程產品的可靠性優化設計在產品的生產與使用周期的各環節都起著重要作用。這些環節主要有產品的設計、制造、使用及售后維修等。以下就機械工程產品的設計、制造及使用三個環節展開討論可靠性優化設計問題。

3.1 機械工程產品設計環節可靠性優化設計

機械工程產品的設計主要包括裝配整體設計與零件組裝設計。對機械產品進行可靠性優化設計時，可以將其當作一個整體，設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，并分析組成整體的零部件具有多大程度的可靠性，據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計可靠性的手段，預測的結果必須與設計指標相符合。第二種方法為：將整體機械工程可靠性優化設計所要求的指標分配到其零部件的設計上，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。設計單個零件時，盡量采用符合國家規定且已經在生產中大量投入使用的常規零件，并用不同設計方法對重要程度不相同的零件進行優化設計，設計關鍵部件之前，要先行可靠性的試驗。除此之外，要反復驗證及修改機械工程產品設計的可靠性，直到其能夠滿足于可靠性優化設計所要求的標準為止。設計機械工程的人機系統也很重要，這方面的設計包括適應性及操作的舒適性設計。

3.2 機械工程產品制造中的可靠性優化設計

要保證一個產品的質量，在制造環節的質量控制是最關鍵的部分，因此，機械產品在制造的過程中進行可靠性優化設計是非常重要的。加工的設備可靠性要得到保證，在選擇加工工藝與工藝流程時，要注意其技術水平，保證制造水平盡量達到最優化。產品制造工藝流程是一個完整的系統，其中的各個方案與工序是工藝流程系統中的子系統，對每個子系統進行可靠性優化設計時，都要綜合考慮各方面的因素，如工藝裝備、加工設備、加工材料與工作人員素質等；只有這樣才能為各個子系統設計出可靠性與合理的指標；最后，整合分析各個子系統的指標，并通過合理的方法將總系統的可靠性及優化指標整理出來。

3.3 機械工程產品的使用與維修的可靠性優化設計

對機械產品進行維修，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展的必備條件。因此，生產機械設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容與維修方式，對機械產品的合理使用壽命作出規劃。機械工程產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。對機械工程產品進行設計時就應當首先考慮到可靠性指標，以便能使設計出的機械產品在發生故障的情況下，易于檢查與維修。進行機械產品維修的可靠性優化設計時，要充分考慮維修費用的問題，負責設計工作的人員在進行機械工程可靠性優化設計時，要以最少的費用獲得最高程度可靠性作為設計的原則，以便能夠盡量減少發現故障的時間。因此，以可靠性優化設計理論作為維修設計的基礎，是非常合理的，也是非常重要的；制定經濟合理的維修設計在現代化與科學化的進程中意義重大。使用符合標準的維修設備進行維修，提高維修工作人員的技能水平，使機械產品的維修工作能夠朝現代化與科學化的方向發展。

4.結語

在傳統的機械工程優化設計過程中，通常只考慮產品的重量、體積、成本等方面的優化，對于產品可靠性方面的考慮比較少。然而，伴隨著人們對于機械產品可靠性要求的逐漸增高，在機械產品的實際設計過程中，應當綜合考慮可靠性指標和優化設計指標。這樣不僅能夠保證所設計出的機械產品更加具有可靠性，而且還能最大限度地滿足人們對于產品的實際要求。現代機械制造業應當重視機械工程的可靠性優化設計，爭取讓我國的機械產品在國際市場上更具有競爭力，從而實現更多的經濟效益和社會效益。

[1]楊德祥，楊紅梅.關于機械工程的可靠性優化設計[J].科技展望，2017，27(4).

[2]孫華巖.機械工程產品可靠性優化設計要點分析[J].中國新技術新產品，2017(15)：36-37.