机械工程的可靠性优化设计探讨

摘 要：自从改革开放以来，我国社会主义市场经济得到了快速发展，工业机械化水平越来越高。目前，机械工程在经济建设的各个领域都有十分重要的作用，是国民经济得到发展的重要因素。所以我们应该重视对机械工程可靠性的优化设计。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

1 产品可靠性设计的现状和研究背景

1.1 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。

1.2 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。

科技的发展使产品的结构功能趋于复杂化，正因为高新技术在产品制造中的应用使产品的复杂性不断提高，产品的更新换代速度也得到了提升，这也促进了我国工业的快速发展。在进行产品设计的时候，我们应该有个不断深化的认识过程，并把设计进行不断的完善和改进，我们需要在大批量产品投入市场之前进行初步试验，也就是说必须保证从初始产品能够经过测试满足市场需求之后才能够真正的大批量的投入使用，这主要是因为产品生产中经常存在设计、工艺不可靠的问题。所以生产企业必须在产品生产初期对产品的设计和工艺进行可靠性设计，尽可能地把故障在萌芽阶段消除，进而提高产品的可用性，并且逐渐实现产品的生产目标，这同时也说明了一种产品可靠性设计已经慢慢形成并逐步被应用。

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学科。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

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。

随着我国经济的快速发展，工业机械化程度越来越高，这就给机械制造业带来更多挑战，我们必须考虑到机械工程的可靠性设计，这样才能够使工业得到发展，进一步促进我国机械制造业的市场竞争能力，尽快实现与世界接轨。

参考文献

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