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机械工程的可靠性优化设计探讨苏坤

发表时间：2020/11/17 来源：《基层建设》2020年第22期作者：苏坤

[导读] 摘要：随着现代经济建设的步伐不断加快，机械工程制造业的发展也在日趋繁荣，且正朝着更具深度、更为复杂的方向迈进。

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        摘要：随着现代经济建设的步伐不断加快，机械工程制造业的发展也在日趋繁荣，且正朝着更具深度、更为复杂的方向迈进。当前人们对机械工程产品的可靠性优化设计的要求变得更高；目前，机械工程产品正日趋大型化与复杂化，因此，机械工程产品的可靠性优化设计的方法的应用也将会变得更广泛。对产品的使用也会变得更广泛，现代企业的发展也要以此作为发展的指标。
        关键词：机械工程；可靠性；设计优化
        在如今的社会，由于科学技术的不断发展，人们已经开始重视对多功能产品的需求，那么功能产品就要具有应具备的功能。为了使产品的功能更具有可靠性，就需要加大力度对可靠性进行优化设计，无论是产生开始还是现在，可靠性优化设计有了快速的发展以及得到非常广泛的使用。
        1机械工程的可靠性设计概述
        机械工程的可靠性，反映出产品是否能够真正实现使用功能。随着社会的发展，人们对于产品的功能需求增加，因此可靠性成为一个关键指标。在优化设计过程中，应该满足时间、经费的要求，除了涉及到设计技术以外，还和环境工程、价值工程、质量工程等具有密切联系。纵观我国机械工程行业的发展历程，可靠性研究是在上个世纪80年代提出的，同时建立了专业研究机构，制定了人才培养计划。但是，由于研究内容更多的是偏向于理论方面，在实际中的应用比较少，因此机械工程的可靠性设计发展较慢。
        分析可靠性设计优化的必要性，一方面，能满足产品的使用需求。在科学技术的支持下，机械产品的更新换代迅速，不仅产品的功能不断增加，而且产品在设计生产环节花费的人力、物力更多。因此，必须对设计进行优化。另一方面，满足社会发展的需求。市场上机械产品种类繁多，相比于外观，人们更加关注产品的使用性能。企业要想实现可持续发展，就必须保证产品的可靠性，进行设计优化是重要的途径。
        2机械工程产品的可靠性优化设计现状分析
        由于我国的特殊历史原因，机械工程制造业与西方发达国家机械制造业相比，显得相对落后，尤其是在可靠性设计的研究方面更是显得滞后。直到二十世纪八十年代，我国在机械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些个别的行业还成立了专门从事可靠性优化设计研究的组织与团体，并为社会培养了大批的可靠性优化设计研究的技术人才，制定出了整套可靠性优化设计的规范标准。从总体上来看，过去的可靠性优化设计研究比较偏重于理论，但在生产实践中，对于理论的应用则是比较少，就这一点而言，与制造业相对较为发达的国家相比较，存在着许多不足之处。
        3关于可靠性设计的一些问题
        要想弄清楚什么是可靠性优化设计，我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说，产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象，又指各个参与实验的系统、元件或者设备等，在特殊情况之下，我们还可以将人的作用也包含进去。
        在进行可靠性优化设计的过程中，我们必须要以已知的技术和理论为基础，根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求，通俗一点的讲，就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下，确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说，其是一个多技术、多学科融合的新型技术，既包含价值工程、系统工程的知识，又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计，但是其并非只是存在于产品的设计阶段，在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况，其在机械工程中有着十分广泛的应用。

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        4可靠性优化设计在机械工程中的应用
        4.1机械工程产品设计环节可靠性优化设计
        机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；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。第二种方法为：将整体机械工程可靠性优化设计所要求的指标分配到其零部件的设计上，要求零部件必须满足各自的可靠性指标要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及综合评分的分配方法。设计单个零件时，尽量采用符合国家规定且已经在生产中大量投入使用的常规零件，并用不同设计方法对重要程度不相同的零件进行优化设计，设计关键部件之前，要先行可靠性的试验。要保证一个产品的质量，在制造环节的质量控制是最关键的部分，因此，机械产品在制造的过程中进行可靠性优化设计是非常重要的。加工的设备可靠性要得到保证，在选择加工工艺与工艺流程时，要注意其技术水平，保证制造水平尽量达到最优化。产品制造工艺流程是一个完整的系统，其中的各个方案与工序是工艺流程系统中的子系统，对每个子系统进行可靠性优化设计时，都要综合考虑各方面的因素，如工艺装备、加工设备、加工材料与工作人员素质等；只有这样才能为各个子系统设计出可靠性与合理的指标；最后，整合分析各个子系统的指標，并通过合理的方法将总系统的可靠性及优化指标整理出来。
        4.2机械工程产品的使用与维修的可靠性优化设计
        对机械产品进行维修，能有效延长其使用寿命；良好的售后服务水平是一个公司获得发展的必备条件。因此，生产机械设备的厂家要认真对待售后服务与维修的问题，运用先进的逻辑分析法，制定出科学的维修内容与维修方式，对机械产品的合理使用寿命作出规划。机械工程产品具有可维修性及可靠性，两者在很大程度上是相似的，可维修性是可靠性的具体指标之一。对机械工程产品进行设计时就应当首先考虑到可靠性指标，以便能使设计出的机械产品在发生故障的情况下，易于检查与维修。进行机械产品维修的可靠性优化设计时，要充分考虑维修费用的问题，负责设计工作的人员在进行机械工程可靠性优化设计时，要以最少的费用获得最高程度可靠性作為设计的原则，以便能够尽量减少发现故障的时间。因此，以可靠性优化设计理论作为维修设计的基础，是非常合理的，也是非常重要的；制定经济合理的维修设计在现代化与科学化的进程中意义重大。使用符合标准的维修设备进行维修，提高维修工作人员的技能水平，使机械产品的维修工作能够朝现代化与科学化的方向发展。
        4.3要加强机械工程制造工艺可靠性优化设计
        机械工程的高质量是离不开机械工程制造工艺的可靠性优化设计的，因而需要相关工作人员要重视机械工程制造工艺的可靠性优化设计。在进行制造工艺的可靠性优化设计的时候，首先要保证所用的加工设备达到相关的加工标准，其次要选择适当的加工工艺及其流程。机械工程在制造这一环节中往往涉及很多工艺，所以该系统是比较复杂的。在进行机械工程制造工艺的可靠性优化设计的时候，要全面考虑相关的因素，比如加工设备的选用、工作人员的整体素质以及技工材料等。只有做好了机械工程制造工艺的可靠性优化设计，才能真正有利于确保整个机械工程的可靠性。
        5结束语
        目前来看，可靠性指标在一般的机械工程设计中基本不被考虑，所以一般的机械工程是不能反映出产品的真实可靠性，在具体的设计中基本忽略了成本、体积等方面。在进行可靠性设计的时候，如果只是为了满足可靠性设计，往往不能使机械制造达到满意的效果，所以我们应该根据需要全面考虑可靠性的设计，尽可能地把机械工程的可靠性和性能优化结合起来，这样才能够达到最佳的效果。
        参考文献
        [1]张玮.机械工程的可靠性优化设计探讨[J].科技创新与应用，2015，26：147.
        [2]袁向东.浅谈机械工程的可靠性优化设计[J].科技风，2015，21：158.