浅析机械的工程优化设计

李思

摘 要：传统的优化设计机械工程，很少会考虑可靠性指标。所以，无法充分反映机械工程产品的可靠性，在设计可靠性时，也不会刻意的对产品的体积和重量等指标进行考虑。而在机械工程的设计方案中，单纯的考虑可靠性或者单纯的考虑优化设计，都无法取得较好的设计效果。所以，笔者认为在设计机械工程时，需要对可靠性和优化设计等进行综合考虑，才能取得预期的效果，本文对此进行研究。

关键词：机械工程；优化；设计；可靠性

引言

工业化进程的加快，也推动了机械工程制造业的迅猛发展，其影响力的深度与广度越来越大。但是在实际应用时，存在非常多的问题，迫切需要对其进行优化设计。现阶段，在对机械工程产品的可靠性进行优化设计时，市场需求提出了更高的要求。而且机械工程产品的大型化和复杂化的趋势越来越明显，在此情况下对优化设计的方法进行的研究也非常多，取得了很大的进展。本文在对前人成果进行总结的基础上，对优化设计机械工程产品的现状进行了分析，然后分析了各环节的优化设计思路，为该产品的生产、推广和应用提供思路。

一、机械工程产品优化设计的现状

受近代发展的影响，我国机械工程制造业相对于欧美国家而言，落后的态势非常明显，特别是对可靠性的设计研究方面，不仅缺少相应的研究成果，也缺乏专业化的研究人才与研究团队。上世纪80年代，我国对这一领域的研究取得了初步的进展，逐渐成立了一些对该问题进行研究的团体和组织，同时为该领域的研究培养了非常多优秀的人才，也不断完善优化设计的规范标准[1]。整体而言，过去对该问题进行的优化设计研究，对于理论过于重视，然而实际生产时对研究成果和理论知识的应用并不到位，仍然远远落后于发达国家。

二、机械工程各层次的优化设计

在产品生产与使用的各个环节，机械工程产品的优化设计都发挥着非常关键的作用，主要体现在产品的设计和制造以及使用维修三个主要的环节，本文对此进行论述。

（一）设计环节的优化设计

对于机械工程产品设计而言，其重点包括装配整体设计和零件组装设计两个方面、在对其进行优化设计时，可以将其视为一个整体，具体的方法可以分为两种，其一，对机械的完整系统进行大致的了解，并对零部件的可靠性程度进行分析，进而对整体的可靠性进行推断，该方法也就是对整体设计可靠性进行预测的手段，所预测的结果也必须要完全符合设计的指标[2]。其二，分配整体机械工程优化设计所需要的指标，具体体现在对各零部件的设计上，要求其必须要能够满足各自的可靠性要求。其中，比较常用的分配可靠性的方法主要包括：等分配、再分配以及综合评分分配和比例分配等。在对单个零件进行设计时，所应用的零件要尽可能的满足国家规定，而且在生产中已经大量投入使用，然后采用不同的设计方法优化设计各重要性不同的零部件。在对关键部件进行设计时，要先测验其可靠性。此外，要对机械工程产品设计的可靠性进行反复的验证和修改，直到确定其能够满足优化设计的标准。对机械工程的人机系统进行设计时，也非常关键，对该方面的设计不仅包括适应性，也包括设计操作的舒适性。

（二）设计环节的优化设计

制造环节是确保产品质量的关键环节，也是对产品的质量进行控制的关键部分。所以，在制造过程中对机械产品进行优化设计非常关键。在此过程中，必须要确保加工设备的可靠性，在确定加工所使用的工艺以及所需要的工艺流程时，必须要对技术水平高度关注，尽可能的实现最优的制造水平。对于产品制造而言，其工艺流程相对完整，在优化设计各个子系统时，需要对各方面的因素进行综合的考虑，比如工艺和加工设备以及相关人员的专业素养与加工所使用的材料等。在此基础上，才能将各个子系统设计出能够满足可靠性与合理性指标的系统。最后，对各个子系统的设计指标进行整合分析，然后采用科学的方法整理出总系统的可靠性与优化指标。

（三）产品使用與维修环节的优化设计

通过采用科学合理的技术手段维修机械产品，必然能够促进其使用寿命的延长，而公司的售后服务质量和水平也是决定公司能否实现长期发展的必备条件。所以，对机械设备进行生产的厂家必须要高度重视其售后的服务和维修等方面的问题，采用先进的逻辑分析方法，不断完善维修内容和方式的科学性与合理性，进而规划各类机械产品的使用寿命[3]。对于机械产品而言，其具有两大特性，分别是可维修性和可靠性，二者具有非常大的相似性，可以认为可维修性实际上就是可靠性指标的一种。因此，在优化设计机械工程产品时，必须应当说先对可靠性指标进行考虑，确保产品在出现故障时，可以更好的对其进行检查和维修。在优化设计维修环节时，在能够获得最高的可靠性的前提下，要尽可能的降低所花费的费用，根据这一基本原则对机械产品的维修环节进行优化设计，同时要定期对产品进行保养，尽可能早的发现其存在的故障隐患，以更好的控制维修费用。所以，作为维修设计的基础，该优化理论在很大程度上具有一定的合理性，对于产品使用和维修的优化设计而言也非常关键，通过完善维修设计方案，对于推进机械产品的科学化与现代化进程也能发挥非常大的作用。此外，在维修过程中，要使用符合相关标准规定的维修设备，不断提升检查和维修工人的专业素养，进而促进机械产品维修现代化和科学化水平的提升。

结语

本文对现阶段我国对机械工程优化设计方面的研究现状和进展情况，然后重点分析了机械工程产品设计、制造和维修与可靠性等环节的优化设计方法。在设计可靠性时，通常情况下不会对机械产品的质量和体积等指标进行考虑，而且在以往的机械工程设计方面的研究中，通常只对可靠性或者优化设计的一个方面进行考虑，所取得的效果也比较有限。所以，如果在实际设计中，能够综合考虑各个方面的指标，对其进行优化设计以充分结合二者优势，必然能够取得非常好的设计效果。伴随我国工业化进程飞不断加快和经济水平的快速提升，机械工程制造业的发展也迎来了非常好的契机，行业规模和影响力不断增大，发展方向也更为现代化与科学化，也迫切要求必须要对其各个环节进行优化设计，才能提升机械工程产品整体的可靠性。

参考文献：

[1]梁玉光. 浅析机械工程的优化设计[J]. 工程技术：全文版， 2016（6）：248-248.

[2]田 旭. 浅谈机械工程的优化设计[J]. 建筑工程技术与设计， 2017（10）：106-107.

[3]李陈鹏， 李冬英. 浅谈机械工程的可靠性优化设计[J]. 广东蚕业， 2017（8）：7-7.

作者简介：

李 思（1981-），女，籍贯：辽宁省沈阳市，当前职务：机械工程师，当前职称：机械助理工程师，学历：专科，研究方向：机械。