市场角度下可靠性设计在未来机械产品设计中的运用

邵智

摘 要：由于机械的设计过程涉及的要素多，整体是一个系统化的领域，且随着市场化的不断发展，可靠性在机械设计过程中的作用越来越重要，機械产品对于可靠性的要求也逐渐提高。因此，机械的设计过程不断呈现复杂性，在一些设计环节中存在着困难。文章从机械可靠性的发展现状出发，结合实际情况对常用的可靠性设计方法进行说明，同时对机械可靠性设计的内涵进行了阐述。

关键词：市场角度；可靠性设计；机械产品；设计；运用

0.前言

最近几年，我国在科学技术领域的发展速度飞快，各种新型技术手段开始进入实践阶段，人们开始重视产品的质量，对产品的质量提出了更高的要求。因此，充分保障机械的可靠性，是我国机械发展的重要保障，也是我国科研人员必须要努力的方向。

1.机械可靠性概述及发展现状

对加强机械可靠性的研究首先要明确机械可靠性的具体内涵，了解什么是机械的可靠性。机械可靠性的一般概念为，在特殊的环境中以及固定的范围之内，机械是否能够充分地发挥出自己的作用。从西方国家的角度出发，我们首先要考虑的就是机械是否有可靠性。从上个世纪二十年代开始，西方国家就开始针对机械的可靠性展开研究工作，直到四十年代末期，西方国家的科研人员才对机械的可靠性有了一定的研究，并且将研究的结果应用在实践的过程中，同时在使用过程中取得了较为明显的效果。概率统计理论和随机过程理论是可靠性技术的主要依赖的理论，讨论不同类型机械的结构，凭借这几项数据得到的结构系数才能实现可靠的评估。同时将可靠性技术与产品结合，进行实践探究。通过研究，一般认为，机械的可靠性主要是从机械的设计得到的。不仅如此，机械制造的过程中我们还要考虑到机械的安装以及其他方面的内容，因此对于机械而言，设计是整个机械制造工作中的重点。所以，为了有效地提升机械的可靠性，我们要尽快推动机械制造业的发展。在此发展背景下，对机械可靠性的研究得到了较为迅速的发展。

最初的机械设计直接决定着机械结构的可靠性，这也提示着机械设计人员在最初对机械进行设计时，就要将机械可靠性纳入考虑范围内。从机械可靠性层面出发，在我国机械结构设计是非常重要的一项工作；对于西方结构设计工作来说，两者之间并没有非常大的差异。站在机械发展的整体大环境来看，我国在机械发展方面的水平十分有限，与国际相比仍然处于较低的发展水平。发展机械的可靠性是使当前我国机械行业在较短时间内能更加快速与健康发展的重要举措，我国机械设计水平要尽快达到较高水平，就要提高机械的可靠性能，同时进一步提高机械设计者的设计水平。机械性能可靠性的提高有利于企业市场竞争力的增强和机械产品的整体质量的提高。因此，对提高机械可靠性技术的研究是非常必要的。

2.机械可靠性设计的常用方法

2.1 概率设计法

机械可靠性的计算方式有很多种，其中最常见的一种就是概率设计法。作为一名机械设计工作者，首先我们要了解机械使用的材料是否能够满足强度方面的要求。同时还要制作相关模型，并进行科学测量记下相关数据，依据模型计算出的数据得出最后设计零部件所对应的相关尺寸，其中还包括零部件的使用年限和可靠度等。概率设计的重点工作就是要测量设计中变量的数值，并且将这部分数值设置为随机变量，并利用有关模型的辅助，最终达到预估机械可靠性的目的。在传统设计方法中，主要以安全系数作为基础，概率设计法则改变了以往以安全系数为基础的局面，具有不同于传统设计方法的特点和自身的优越性。其优越性主要体现在以下两个方面：首先，概率设计的方式一般利用概率统计分布的方式，并用相关方式得到机械产品相关数据以及材料的强度，对产品的可靠性具有较好的保证。其次，概率设计法具有能实现将可靠度定量化的要求，机械中的零件有的时候会因为机械外部环境的原因而发生故障问题，概率设计法在一定程度上认同了这一因果联系。因此，采用定量化故障分析的时候，一定要相对故障率有一定的了解，并针对产品所用零部件的故障率有所把握。

2.2 稳健性设计法

最早提出稳健性设计方式的是一名日本设计师---田口玄一。稳健性设计法的基础主要是统计分析，通过统计分析能做到进一步保障与实现产品性能的相对稳定性。统计分析还能更大程度上使产品的使用年限得到一定延长，所以，机械设计人员要对产品在实际制造过程中所遇到的有关环境影响、产品自身参数和结构等相关因素的变化带来的不同后果与影响进行充分考虑。因此，我们可以发现故障原因，并更快地找到解决问题的办法。

从稳健性设计方面来说，机械的可靠性主要是针对用户造成的损失来进行判断的。上述损失是指产品实际完成的目标与产品预期完成的目标存在的偏差。在机械运转的过程中，首先我们要对选中的材料严格把关，控制产品质量，从而得到质量更优的产品，让产品在激烈的市场竞争中处于优势地位。稳健性设计方法具有自身的优势，同时也存在明显的缺点。该方法虽然在理论层面能达到这个水平，但在实际运用过程中具有较高的实施难度，这就造成了产品在成本方面的劣势，因此可推广性较差。

3.可靠性优化设计

随着当今社会科学技术的不断发展，出现了许多新型机械产品，因此新型的生产工艺及生产材料也不断出现，得到了新的发展，市场对于机械产品的要求也不断提高，机械产品对于市场的适应性也不断加强。用户对于机械产品的期待也开始提高，更加重视机械产品的质量，对于性价比的分析能力也得到提升，这些综合性性能的重要性开始得到体现。对于机械产品自身的设计和生产来说，要更好地满足当今市场的要求，就要在提升产品质量的同时节约生产成本，保证产品的使用性能，在保证质量的前提下以较短的时间完成设计和生产。在快速发展的社会中，企业要在竞争中获得于保持市场竞争力，就必须更加注重对机械可靠性技术的研究，使机械制造业能够获得更快更持续健康地发展，在完善设计理念的基础上，使设计效率得到提高，达到更好的设计效果。同时，数学规划与计算机技术的有效结合为机械可靠性的优化提供了保障，使机械可靠性得到了较为有力的支撑，能在设计过程中解决更多的困难和存在的问题，从而推动机械可靠性设计的进一步发展。

4.结语

对于发展中国家来说，机械制造业的发展影响国家未来的发展前进，同时也与国家的发展情况紧密相连。正因如此，我国必须要重视机械制造在可靠性方向的研究工作，并且加大对该方向的支持力度。目前我国在机械设计方面的水平依然比较低，与西方国家相比，差距仍然较大。加强机械产品可靠性的研究，是增强企业综合竞争力的关键，也是进一步推动我国机械行业持续、健康发展的重要举措。

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