機械設計制造中可靠性優化設計分析

蘆博

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，人們的生活水平得到極大地提升，在講究高質量的產品和服務的同時還越來越重視生產和工作效率的提升，因此，為了滿足人們越來越多的要求，可靠性的產品設計和生產成為各個企業發展和研究的重點問題。本文結合社會實際情況，就機械設計制造中可靠性優化設計進行簡要分析，希望可以以此來推進機械設計制造的創新與發展，更好地滿足人們的生產和生活需求。

關鍵詞：機械設計制造;可靠性;優化設計;分析

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0102-02

0? 引言

機械產品的可靠性問題一直以來都困擾者機械設計制造企業，研究人員需要在機械的可靠性與制造成本之間尋找平衡點，并需要在保證機械設計制造產品可靠性的基礎上對其進行功能拓展，以此來不斷對機械產品進行更新和迭代，在提升產品工作性能的同時，滿足人們多樣化需求。因此，在機械設計制造中進行可靠性優化設計研究和分析是非常有必要的。

1? 機械設計制造中可靠性優化設計概述

機械設計制造中可靠性優化設計從內容上對其進行理解，可以將其分成兩方面意思進行解讀。一方面指的是“可靠性”，即機械產品在規定的時間內，運用正確的操作方式可以完成規定功能的能力，其中包括了機械的抗干擾能力、工作效率以及日常維護消耗等因素，而衡量機械可靠性的指標主要包括可靠度、無故障率以及失效率三點。另一方面指的是“優化設計”，即對機械整體性能進行優化和改進，這其中包括機械產品外觀、體積、工作效率等方面的優化，而優化設計本身是建立在機械產品可靠性基礎上才能實現的，如果忽視對機械可靠性研究，所謂的優化設計不過是空想和空談。

2? 機械設計制造中可靠性優化設計的必要性

2.1 是我國社會發展的基本需求

制造業在我國經濟發展過程中占有非常重要的比重，隨著人們生活水平的提升，人們對產品的要求也越來越高，而根據具體市場調研觀察，人們對產品質量、使用性能的要求遠高于產品外觀。所以，在這種市場大環境下，機械設計制造企業想要拓展產品市場，獲得民眾良好口碑的唯一方法就是不斷地對機械產品進行可靠性優化設計，以此來實現產品的升級換代，提升產品質量。

2.2 是科技進步，生產力提升的必然要求

對機械產品進行可靠性優化設計是科學技術發展，人們思想觀念更新，以及生產力提升的必然要求。主要原因在于，隨著科學技術的發展，人們在生產生活中會不斷追求更高的生產效率，因此會在機械設備中集合更多的功能，以此來提升單位時間內的工作有效性。此外，對于機械產品本身的生產者來說，可靠性優化設計可以幫助機械設計制造企業提升產品生產質量，實現產品創新，以此來提升企業綜合實力。

2.3 降低生產成本，提升企業的經濟效益

隨著機械制造技術以及管理技術的成熟，當前機械設計制造成本已經有效降低，但仍然存在相應的壓縮空間，將可靠性優化設計應用到機械設計制造中，可以對生產資料進一步優化，最大限度地發揮出材料、設備、人員的工作效率，實現了對生產成本的有效控制。此外，隨著產品質量的提升，有效增加了機械產品本身的附加價值，與同類產品相比大大提升了市場競爭力。因此，可靠性優化設計可以幫助機械設計制造企業控制生產成本，提升產品影響力，進而幫助企業獲得最大的經濟效益，是企業發展的重要措施。

3? 我國機械設計制造中可靠性優化設計研究的不足之處

我國的機械設計制造業發展由于獨特的歷史原因，存在發展時間短、工業基礎差等問題，與西方發達國家機械制造業存在較大的差距。而單就機械的可靠性優化設計來說，其滯后性更為明顯，雖然我國近些年加大了相關研究的投入，在機械設計制造可靠性優化設計上得到了一些技術性突破，但依舊存在很多不足之處，具體表現為以下幾點：

3.1 偏重理論研究，缺少理論應用

可靠性優化設計對機械設計制造有著非常重要的作用，但結合我所機械設計制造實際情況可以看出，相關研究人員偏重于理論研究，對于理論應用則很少涉及，一方面是因為缺乏相應的實驗環境，很難滿足實踐應用需求，只能先就具體的理論進行研究。另一方面缺乏足夠的資金投入，很多企業在經過大量資金投入后沒有看到有效成果，進而放棄了對機械產品的可靠性優化應用研究。

3.2 相關人才存在較大缺口

人才是行業發展的重要資源，在機械設計制造行業更是如此，想要在可靠性優化設計上獲得突破，除了滿足基礎研究條件外，還需要投入大量的專業人才。但在實際情況中，我國機械設計制造相關專業人才培養數量明顯不足，且呈現逐年遞減的趨勢，嚴重影響了可靠性優化設計的研究和發展。而呈現這一現象的原因是多方面的，一方面是我國經濟發展非常迅速，與機械設計制造專業相比，經管類、計算機類等專業就業工作環境更好，就業后的薪資待遇也更為誘人，所以，報考機械制造專業人數越來越少。另一方面，開設機械制造專業的高校數量較少，主要集中在少數幾所學校中，每年招收學生的人數非常有限。因此，國家應該將這一問題重視起來，在人才資源引導以及提升專業教學質量上下足功夫，為國家和社會培養更多優秀的機械類專業設計人才。

3.3 企業自身對可靠性優化設計不夠重視

客觀的說，影響機械產品的可靠性優化設計研究的因素有很多，但最為主要的還是機械產品生產企業自身的研究意愿最為重要，因為，不管是出資方還是受益方都是企業本身，但在實際生產中，很多企業對可靠性優化研究依舊存在不少的認知誤區，缺乏對其應有的重視。隨著消費者對產品要求越來越挑剔，如果產品本身質量出現問題，或是內部的功能優化不夠合理，很有可能讓消費者對產品本身的不滿轉移到企業自身上面，嚴重影響企業自身影響力，阻礙企業正常有序的發展。因此，企業應該強化對產品可靠性優化設計的重視，加大對這方面研究的投入力度，始終保持產品優越性能，推進企業創新發展。

4? 機械設計制造中可靠性優化設計的應用研究

機械設計制造中可靠性優化設計存在于產品生產的各個環節，從具體的生產和銷售流程可以將其分成產品設計、產品制造以及產品的售后維修三個方面，而每個環節中的可靠性優化設計都有不同的應用表現。

4.1 產品設計環節的可靠性優化研究

產品設計是產品制造的第一個環節，而科學嚴謹的產品設計必然會對后續的產品生產產生非常積極的影響。產品設計環節的可靠性優化研究可以從兩個方面入手，一方面從產品本身的整體性考慮，即結合產品的功能定位、產品使用環境以及產品使用頻率等信息進行綜合分析，結合企業自身的生產條件進行可靠性優化設計，其中包括產品生產流程、材料選擇、材料處理方式以及最后的組合安裝調試等環節，以此來保證產品在企業自身的生產條件下達到理想的可靠性目標。另一方面將產品本身化整為零，最大限度的優化每一個產品零件的可靠性，這樣就可以保證產品本身可靠性。兩種方式各有優劣，機械制造企業應該結合企業自身的生產條件進行選擇，但不管何種方式，都需要對最終的產品進行質量檢測，保證產品滿足國家同類產品的質量要求標準，保證產品的質量和可靠性。

另外，在產品初期的設計過程中，應該就初期測試產品的數據進行細致分析，重點考察極端環境下的產品穩定性，盡可能地在設計中增加一些預防故障的設計和穩定性設計，減少因為不熟悉產品誤操作而導致的產品故障，為后續產品生產和售后打好基礎。

4.2 產品制造環節的可靠性優化設計

產品制造是保證產品最終質量的關鍵環節，經過嚴謹的產品設計，機械制造企業應該根據具體設計對整個產品的生產環節進行優化調整。首先，盡可能地所有的生產環節羅列出來，對每一個生產步驟進行細致的分析，探究影響產品質量的關鍵因素，討論生產細節，發現生產過程中容易出現的問題，有針對性地進行調整和改進，以此來保證每一個零件都要達到我國質量標準。其次，將拆分的生產環節進行整合，研究各個生產環節的組合搭配，根據生產的特點分成材料選擇、設備加工、零件裝配、產品質檢以及產品包裝等環節，保證各個生產環節的有序性和高效性，并對每一環節的可靠性設計考慮其中，避免因為一個環節出錯而影響整個產品的生產。最后，機械制造企業應該就生產設備維護、人員崗位培訓落實到位，強化安全生產的重要性，在消除生產設備的影響后，避免因為人為因素而導致產品生產出現質量問題。

4.3 產品售后維修環節的可靠性優化設計

理論上來說，任何產品都不可能保證長久的安全無故障，只要進行長時間使用，或是因為零件磨損或是因為外部撞擊、進水、銹蝕等因素，其產品都會發生或大或小地使用故障，而良好的售后維修可以最大限度的提升產品在消費者心中的信任程度，對企業品后期的牌維護和運營有著非常積極的作用。而產品售后維修環節的可行性優化設計主要可以從以下幾點收入：第一，收集整理各種產品的維修數據，將產品故障進行分類整理，反饋到產品設計和產品生產部門，在設計生產中運用一些降額設計，以此來提升產品的穩定性，降低故障率。第二，對于一些內部磨損嚴重的零件應該考慮具體的更換成本，在維修成本與使用壽命中間尋求平衡性，以最低的維護費用來換取更高的產品可靠性能。最后，提高維修人員專業技能水平，鼓勵維修人員可以在維修過程中對產生的故障和問題進行科學分析，幫助企業收集更多有用的產品維修數據。

5? 結束語

隨著我國機械設計制造行業的不斷發展，消費者對產品本身質量和使用性能的重視程度逐漸提升，但由于我國機械可靠性優化設計尚處于起步階段，存在很多不足和問題，機械制造企業應該將其重視起來，將可靠性優化設計理念貫穿產品設計、制造、售后各個環節，并加大對相關專業人才的培養力度，以此來提升我國機械行業的產品質量，推動機械設計制造行業的快速發展。

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