可靠性优化设计在机械工程中的探讨

黄康贵

【摘要】改革开放这一伟大进程的开展，为我国的机械工程制造业提供了良好的发展机遇。借着改革开放的春风，经过三十多年的艰苦奋斗，我国的机械工程制造业的发展已经取得了良好的成果，并且已经成为了我国国民经济的重要支柱。众所周知的是，可优化设计在机械工程制造业当中起着至关重要的作用。本文接下来将着重探讨可靠性优化设计问题在机械工程中的应用，希望对于实际问题有着参考意义。

【关键词】机械工程；可靠性；优化设计

引言：随着社会经济和科学技术的高速发展，人们对于多功能产品的需求日益强烈，与此同时，对于多功能产品的功能也有着更高更苛刻的的要求。可优化设计对于产品来说有着很大的影响，它能够使产品有着更加可靠的性能，并且可优化设计的发展十分迅速，它的应用也非常广泛。在进行机械工程的设计时，应当应用可靠性强的理论与技术，在满足需要的同时，应当首先考虑到产品的可靠性。与此同时，还应该尽量满足在时间、费用和性能等方面的要求，从而使最终的机械工程产品能和可靠性要求相吻合。

一、 产品可靠性设计的现实情况

我们无法否认的是，与发达国家相比，我国的机械制造业在发展过程中有着明显的差距，在可靠性方面更是如此。从客观角度来讲，我国进行机械工程可靠性深入的研究落后于发达国家。尽管如此，我国十分重视对于机械工程可靠性的研究。很多企业为此成立了专门的研究部门，并培养了相关专业的技术人才，并制定了机械工程的可靠性标准。但是我们难以忽略的是。在研究过程中很大一部分都是理论研究，实际应用比较少，这就难免导致机械制造在设计方面进展缓慢，这对工业生产有着不可忽视的影响。

二、 产品可靠性设计的研究背景

现如今，科学技术发挥中迅猛，市场竞争也日益激烈，一个企业若想要更好的发展下去，就必须重视产品的更新换代。而随着时代的变化，人们的意识也在不断地变化，人们不再过于注重产品的外观，而是更加重视产品的功能。因此，企业应在机械化水平和可靠性这两个方面来提高产品的质量，只有如此，机械性制造业才能更好的发展下去。产品结构随着科学技术的迅猛发展变得愈来愈复杂，功能也愈来愈新颖，如果在产品制造过程中应用到高新技术，那么产品的复杂性将得到提高，并且产品更新换代的速度也会有较大的提升。产品设计是一个不断深化的过程，产品能够在设计过程中得到不断的改进和完善。在投入市场之前，产品应当进行初步的试验。这个过程是为了保证产品能更好的满足市场需求，在这之后产品才能进行大批量的生产。在生产过程中，我们能够发现产品的很多问题，对其使用功能有着最大影响的是它的设计和可靠性。在产品生产的初期，企业应十分重视产品的初期设计和工艺可靠性。在问题发生的萌芽阶段，就应该消除问题，这样才能更好的提高产品的可靠性。与此同时，这样也能够实现产品的生产目标。可靠性设计涉及的范围是非常广，除去一些比较传统的设计技术，它还涉及到多种学科的内容，包括计算机工程和环境工程的很多内容。因此，在进行可靠性设计的同时，应重视各个学科的内容。我们不仅仅可以在工业中应用到可靠性设计，在航空领域和军事领域也可以应用到可靠性设计。

三、可靠性优化设计在机械工程中的应用

机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各 环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售 后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。

（一）机械工程产品设计环节可靠性优化设计

装配整体设计和零件组装是机械工程产品的主要内容。在进行可靠性优化设计时，应当将其看做一个整体。具体方法是先大致熟悉机械的完整系统，并对其构成整体的零部件有多大程度进行分析，依照这个推理出整体系统的可靠性。并这种方法即为预测整体设计可靠性的手段，预测 的结果必须与设计指标相符合。在进行单个零件的设计时，应当采用在生产中大量投入使用的比不过符合国家规定的常规零件，并需要根据具体情况对重要程度不同的零件进行优化设计。进行先行的可靠性的设计对于设计关键部件是十分必要的。除此之外，对于修改机械工程产品设计的可靠性时，应当进行反复验证，一直到能够满足产品可靠性优化设计的标准。人机系统对于设计机械工程也起着十分重要的作用，这方面的设计应当包括适应性及操作的舒适性设计。

（二）对機械工程产品制造进行可靠性优化设计

要想确保一个产品的质量，关键是在制造环节进行质量控制，因此，在制造过程中对机械产品进行可靠性优化设计是至关重要的。要想保证加工设备的可靠性，在加工工艺与工艺流程的选择上，要注重其技术水平，尽量将制造水平保持在最优化。机械产品制造的工艺流程是一个相对完整的系统，而各个方案与工序则是工艺流程系统中的子系统，在对各个子系统进行可靠性优化设计时，要综合考虑工艺装备、加工设备、加工材料与工作人员素质等各方面因素，只有这样才能设计出各个子系统的可靠性与合理指标；最后，整合并分析各个子系统的指标，并通过科学的方法将系统总的可靠性及优化指标整理出来。

（三）对机械工程产品使用与维修进行可靠性优化设计

科学合理地维修机械产品，能有效延长产品的使用寿命；而良好的售后服务 水平是一个公司持续发展的必备条件。因此，机械设备的生产厂家要对产品的售后服务与维修的问题认真对待，运用科学先进的逻辑分析法，制定出合理有效的维修内容与维修方式，规划如何合理使用机械产品的寿命。机械工程产品的可维修性和可靠性，两者存在很大程度的相似，可靠性的具体指标之一就是可维修性。在设计机械工程产品时就应该首先考虑产品的可靠性指标，以便在发生故障时，设计出的机械产品，能够易于检查与维修。在对机械产品维修进行可靠性优化设计时，要将维修费用的问题充分考虑进去，设计人员在进行机械工程可靠性优化设计时，要将利用最少的费用得到最大程度的可靠性作为设计原则，便于能够尽可能缩短发现故障的时间。因此维修设计以可靠性优化设计理论作为基础，是十分合理的，也是十分重要的；制定经济科学的维修设计方案在现代化与科学化的进程中具有重大意义。采用符合标准的维修设备进行维修，增强维修人员的技术水准，让机械产品的维修工作发展得更加现代化与科学化。

四、结语

在机械工程设计的过程中，一般的工程设计不会考虑可靠性指标，因此，无法在机械工程中体现出产品的真实可靠性，在设计中基本上忽略了成本和体积。为了达到可靠性设计要求，往往无法达到机械制造的效果，因此，应当全方位地考虑，将可靠性和性能相结合。现代经济快速发展，工业机械化程度也在不断提升，机械制造业在蓬勃发展过程中不断提高着生产水平，但同时也面临着很多的困难和挑战，因此，提高机械工程设计的可靠性，可以更好的促进工业的发展，同时也在不断提高着机械制造业的市场竞争力。

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