关于机械工程的可靠性优化设计

许连飞

摘要：社会经济的迅速发展，科学技术猛进，人们对的要求也越来越高，使用的设备要求功能多样化，产品不但要有质量保证，而且还应该具有可靠性。可靠性产品的生产和设计也逐渐映入人们的眼帘，并在各行业中得到了广泛的应用和发展。文章主要从几个方面阐述了在机械工程可靠性优化设计中容易出现的问题并提出了我国当前这方面研究的不足，为机械制造企业提供借鉴。

关键词：机械工程；可靠性；优化设计

自从我国实行改革开发以来，我国的经济发展非常快速，而且，经济在发展过程中，科学技术水平也有了很大的提高，工业机械水平也越来越高，对机械工程的发展有很大的促进作用。机械工程的发展对我国的经济建设有很大的影响，对国民经济发展和社会进步都具有很好的促进作用。对机械工程的可靠性进行优化，能够更好的提高其生产效率，同时，在设计方面也能对出现的问题进行解决，我国在这方面的研究是非常少的，对其进行研究能够更好地促进机械制造企业获得更好的发展。

1 产品可靠性设计的现状

由于各种原因，我国机械制造业的发展和西方国家的发展程度差很多，特别是在可靠性方面相差更多。一直到二十世纪八十年代，我国在机械工程的可靠性方面才有了一些深入研究，个别行业还建立了专门的研究机构，培养了一批高素质的专业人才，制定了该行业的可靠性标准。但是这些研究很大一部分都是理论方面的研究，实际中的应用比较少，这就导致我国机械制造的可靠性设计方面发展十分缓慢，影响到工业的发展。

2 产品可靠性设计的研究背景

当前科学技术的不断发展，市场竞争的日趋激烈，促使产品的更新换代速度加快。人们不仅对产品的功能有所要求，对产品的质量和可靠性要求更高，为了能够使机械制造企业得到长远发展，我们更应该把可靠性设计放到机械产品生产中去，这样才能够保证产品满足市场需求。

机械制造产业在进行可靠性设计时，应该在满足产品生产成本、效率的基础上，尽可能地保证产品的设计能够达到可靠性的程度。当前所说的可靠性设计涉及的范围是比较广泛的，除了一些传统的设计技术之外，还与很多学科有联系，例如计算机工程、环境工程等，所以我们应该尽可能地集中多方面的学术学科来发展可靠性设计。可靠性设计不仅在产品设计的过程中被应用，在生产的过程中也会有所涉及。所以，可靠性设计不仅在工业中被应用，在航空、军事等领域也被广泛使用，取得了很好的效果。

3 可靠性设计在机械中的应用

3.1 设计环节的可靠性设计

机械产品设计是一个很复杂的过程，主要包括两个方面，一个是整体装配设计，一个是组装零件设计。对于整个产品来说可以被当做一个整体设计，具体有两种设计方法：一种是先对产品的整个系统进行全面的了解，并对产品每个零件的可靠性进行细致地分析，进而推测出整个产品的可靠性，而且必须保证整体设计的可靠性能够满足相关设计的标准；一种是把对整体可靠性的分析分别落实到各个零件的设计中去，当零件的可靠性设计满足相关指标，就能够保证整个产品的可靠性。当我们进行单个零件设计时，我们应该选择使用那些符合国家相关规定的或者在市面上大量使用的零件，同时还要对不同重要性的零件使用不同的设计方法，特别是关键部位的零件一定要进行可靠性测试。为了保证产品的质量和可靠性，我们应该多次的进行测试直到达到标准。

3.2 制造过程的可靠性设计

制造环节是保证整个产品质量的关键，所以我们必须重视对制造环节的可靠性设计。在进行制造环节可靠性设计时，我们不仅要重视对加工设备的可靠性设计还要重视加工工艺和流程的科学选择。如果我们把整个产品加工过程理解为一个系统的话，那么加工中的任何一个工艺和流程都是系统中的子系统。针对每个子系统的可靠性设计都应该全方位的去考虑，这样才能够保证子系统的可靠性满足相关规定的要求，这些子系统通过科学的组装整理，形成一个完整的整体。然后由专业人员通过科学的统计方法来计算出整体可靠性指标。

3.3 使用及维修的可靠性设计

维修在一个产品的寿命周期中占有举足轻重的作用，一个在售后上有着良好口碑的公司必然有着光明的前景，所以公司在产品整个周期内必须认真的对待售后维修问题，采用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容和优选维修方式，制定出合理的使用寿命周期。

机械产品的可维修性与可靠性具有很大的相似性，可维修性也是产品的可靠性指标之一。产品的维修性能必须在对产品进行可靠性设计的时候就应当考虑到，以使得设计出的产品达到故障容易发现、故障零件易于更换的目的。产品在进行维修性设计时必须考虑到维修费用问题，设计者在设计中应当考虑到以最低费用换取更高的可靠性水平，尽可能减少故障发现时间。因此，基于可靠性理论的维修性显得尤其重要，一个合理、经济的维修规则的制定在产品设计的科学化和现代化进程中具有巨大的意义。

4 我国机械工程可靠性研究目前所存在的不足

4.1 国内教育部门大多未设置可靠性研究方面的课程

经调查分析，我国目前只有为数很少的高等院校有设置可靠性研究方面的课程，绝大多数院校都没有这方面的相关课程，这就造成了我国可靠性研究人才的大量缺乏。可靠性研究在现代制造业中具有很重要的作用，它不仅应当是一门系统科学，而且应当作为一门独立式學科。目前，很多企业开始寻求可靠性研究方面人才，但却很难招募到这方面的人才，所以这应当引起当今教育界的足够重视，及时设立一些可靠性研究方面的课程，聘请一些专家教授进行授课，为我国未来的工业发展做出应有的贡献。

4.2 国内企业对可靠性研究不够重视

目前，我国国内很多企业对可靠性研究并未足够重视，觉得可靠性研究可有可无，对整个生产制造产生不了多大影响。但是，一些国际上的发达国家都把可靠性研究作为生产上的重要部分，如果我们国内企业还对可靠性研究不够重视，势必会导致在未来的竞争上输给对手，从而彻底丧失与之竞争的能力。可靠性是个系统工程，它涉及广泛且较为复杂，没有一个机构来统筹考虑和贯彻实施，是无法使产品可靠性得到保障。因此，我国企业不仅要开始重视可靠性研究，而且应当成立相关独立研究部门，进行专门的产品可靠性设计研究及可靠性试验，从而确保产品在各环节上的可靠性，使得产品质量往更高的水平发展，从而可以在国际上占有足够的竞争优势。

5 结束语

在常见的设计中，我们并没有分析可靠性要素，因此它无法体现出产品的可靠性特点。在开展设计工作的时候，假如单纯的分析可靠性或是优化设计的话，无法获取很好的结果。因此我们在工作中，不但要分析优化指标还要分析可靠性要素，将两者合理地融汇到一起，只有这样我们才能够获取非常好的效益。由于经济高速发展，此时我们国家的机械制造行业获取了非常显著的成就，开始朝着更为复杂的方向发展，此时必然会更为频繁地开展可靠性优化设计工作，这是当前企业的发展方向。

参考文献：

[1]天津工程机械研究所.国外机械工业基本情况[M].北京：机械工业出版社，1990.

[2]万耀青，等.机电工程现代设计方法[M].北京：北京理工大学出版社，1994.

[3]幅尔G，拜茨 W.工程设计学[M].北京：机械工业出版社，1992.endprint