机械工程的可靠性优化设计探讨

徐宏朝 孙承瑞 韩明月 王巍

摘要：在机械工程中进行产品研发时，把可靠性理论作为技术支持，参照相关需求，将产品是否能够安全可靠的使用当成首要原则；在时问、花销及性能参数都满足要求的前提下，使得该机械工程产品达到相关可靠性要求。值得注意的是，可靠性设计不是一个单一的问题，它包含价值工程、系统工程等多门学科，是多领域交叉协同下的一种新兴技术。

关键词：机械工程；可靠性；优化设计

一、机械工程可靠性优化设计分析

将可靠性优化设计应用到机械工程中，可以就产品设计制造所应用的大量技术工艺进行优化，通过各类资源的优化配置，来提高机械产品整体制造水平。基于可靠性优化设计进行分析，除了要做好产品外观设计外，更重要的是要控制好其性能。产品结构设计复杂度不断提高，有更多优秀工艺被应用其中，使得产品功能兼顾多样化以及个性化特点，进而更新速度持续加快。以促进企业健康持续发展为目的，加大对可靠性优化设计环节的重视，基于机械制造行业发展现状，确定应用方向与要点，通过对产品设计以及制造流程的调整和优化，确保产品可以紧随时代发展潮流，切实满足人们的应用需求。在完成一类商品设计制造后，需要先对其性能进行测试，确定达标后才一可将其投放到市场中，利用此种方式来消除产品自身所存在的不可靠性问题，保证设计以及工艺层面不存在任何隐患。

二、机械工程可靠性优化设计要点

（一）产品设计阶段

机械产品制造阶段会涉及到产品整体装配以及零件组装，是影响产品可靠性的关键因素。将可靠性优化设计应用到机械产品设计环节，需要将产品零部件设计以及组装看作一个整体，然后采取措施控制，从根本上来达到产品可靠性优化的目的。一方面，需要综合分析机械产品特点与需求，对其进行系统性了解，判断产品各组件的可靠性水平，然后通过所有零部件的综合分析，确认产品可靠性。在此环节中主要就是对产品可靠性进行合理预测与科学分析，确认产品设计指标是否能够顺利实现；另一方面，合理分配产品各项指标，即根据机械工程产品可靠性要求，来完成各对应指标的分配，提高各零部件的可靠性。一般设计时可依据再分配、等分配、比例分配以及综合评分等机制来进行，实现机械工程可靠性优化设计。其中，将单个零部件作为设计对象时，要保证其指标能够达到国家规定要求，面对不同部件时，可对分配以及设计进行调整。尤其是对于新型产品而言，零部件的设计需要提前进行可靠性试验，确认其性能可以达到专业标准，符合产品设计要求。整个产品可靠性优化设计阶段，需要进行反复、大量的验证与修改，以求产品可靠性能够完全满足设计要求。

（二）产品制造阶段

完成产品设计阶段的可靠性优化设计后，便会进入到产品制造阶段，这对产品可靠性有着至关重要的影响，需要按照专业标准来做好各机械零部件质量的控制。结合产品设计要求，对各零部件材质、加工精度等进行检查和控制，保证整个制作环节所有零部件的可靠性优化，最大程度上排除外部因素的干扰，实现加工工艺以及制造流程的规范化与专业化。可以将机械产品制造过程看作为一个有机整体，基于产品设计与应用要求，来对其加工材料、处理流程进行综合分析，提高可靠性优化设计的落实效果，确保产品可以达到机械工程最终生产指标。另外，对于机械产品的可靠性优化设计，需要针对各子系统指标来进行综合分析，然后选择科学手段来对整个制造阶段进行分析和调整。

（三）使用维修阶段

为了保证机械产品维持在正常状态，满足实际应用需求，就需要加强对后期使用维修阶段的重视，这是提高机械产品可靠性的重要措施，是对产品设计与制造阶段的延伸。因此，在针对机械工程可靠性优化设计研究时，需要提高对使用维修阶段的重视，对提高企业市场口碑具有重要意义，是促进其持续健康发展的重要举措。通过逻辑分析方法，来对机械工程产品制订科学、合理的产品维修内容以及维修方法，对产品使用寿命进行合理规划，延长其服务年限。对于机械产品而言，其可靠性与维修性之间存在密切联系，两者相互影响，以提高产品可靠性为根本目的，对其可维修性指标进行科学分析，为后期产品使用与维修提供依据。同时，还需要兼顾维修费用分析，在实际操作中争取以最少成本来最大程度维持产品可靠性，减少各类运行故障的发生。

三、可靠性优化设计在机械工程中的应用

对于任意机械工程产品而言，不管是在设计上的哪个阶段，可靠性优化设计都是极为关键的。接下来针对机械工程产品的设计、制造及使用三大方面展开分析。

（一）机械工程产品设计环节可靠性优化设计

进行机械工程产品设计时，一般分为两大类，分别是装配体设计与零件组装设计。当使用可靠性优化设计时，可以把它看成一个整体，在方法上主要有两种，其一为：首先对其完整系统有一个初步的把握，同时对组成整体的零部件进行剖析，观察它可靠性究竟有多大，然后综合起来，总结出整体有多大的可靠性；第二种方法就是：把整体的可靠性优化设计要求进行分解，落实到各个零部件上，同时要使得零部件都要符合相关指标要求；一般會使用到的，以可靠性为理论基础的分配方法为：再分配、等分配、比例分配及综合评分的分配方法。设计师在对单个零件进行选型设计时，有这样一个原则，那就是尽可能使用国标件，其目的在于，国标件经过市场的检验质量不会有问题，其能够大量生产可以随时进行替换。之后，使用不一样的设计方法对不同的部件实施优化设计，这里部件的不同一般指的是重要性方面的不同。如果要设计一个核心部件，那么必须要提前进行可靠性试验。此外，可靠性思想还要贯穿整个流程，设计者需要对产品设计的可靠性进行反复的检验，一直到产品能够符合既定的所有标准。在一个机械工程的设计中，人机系统也占据着十分重要的位置，这个就更加偏向于人性化设计，比如进行操作时的适应性以及舒适性。

（二）机械工程产品制造中的可靠性优化设计

要知道，设计一个机械产品最重要的就是要确保其质量，具体而言就是要切实做好在各个制造流程的质量控制，故而，十分有必要在产品的制造流程中采用可靠性优化设计。有一些经过加工而得到的设备，要重点关注其可靠性是否达标，设计者在选取加工工艺与工艺流程时，特别要看清它的技术水平，确保在制造上尽可能实现最优化。

四、结束语

在社会经济快速发展的同时，人们的生活质量得到了大幅度的提高，显然也对机械工程的可靠性能提出了愈来愈多的要求。这样就需要相关人员对其可靠性优化设计工作引起高度重视，只有这样才能促使机械工程行业在激烈的市场竞争中可以站稳脚步，进而促使其获得可观的经济效益。不断加强研究力度，提升重视程度，保证机械工程优化设计可以发展到一个新的高度。

参考文献：

[1]徐永新.浅谈机械工程的可靠性优化设计[J].科技与企业，2017（17）.

[2]裴景波.机械可靠性优化设计的应用分析[J].河北农机，2017（01）.