試述機械工程的可靠性優化設計論文

1、機械工程產品的可靠性優化設計現狀分析

由於我國的特殊歷史原因，機械工程製造業與西方發達國家機械製造業相比，顯得相對落後，尤其是在可靠性設計的研究方面更是顯得滯後。直到二十世紀八十年代，我國在機械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些個別的行業還成立了專門從事可靠性優化設計研究的組織與團體，併為社會培養了大批的可靠性優化設計研究的技術人才，制定出了整套可靠性優化設計的規範標準。從總體上來看，過去的可靠性優化設計研究比較偏重於理論，但在生產實踐中，對於理論的應用則是比較少，就這一點而言，與製造業相對較為發達的國家相比較，存在着許多不足之處。

機械製造產業在進行可靠性設計時，應該在滿足產品生產成本、效率的基礎上，儘可能地保證產品的設計能夠達到可靠性的程度。當前所説的可靠性設計涉及的範圍是比較廣泛的，除了一些傳統的設計技術之外，還與很多學科有聯繫，例如計算機工程、環境工程等，所以我們應該儘可能地集中多方面的學術學科來發展可靠性設計。可靠性設計不僅在產品設計的過程中被應用，在生產的過程中也會有所涉及。所以，可靠性設計不僅在工業中被應用，在航空、軍事等領域也被廣泛使用，取得了很好的效果。

2、可靠性設計在機械中的應用

機械工程產品的可靠性優化設計在產品的生產與使用週期的各環節都起着重要作用。這些環節主要有產品的設計、製造、使用及售後維修等。以下就機械工程產品的設計、製造及使用三個環節展開討論可靠性優化設計問題。

2.1 設計環節的可靠性設計

機械產品設計是一個很複雜的過程，主要包括兩個方面，一個是整體裝配設計，一個是組裝零件設計。對於整個產品來説可以被當做一個整體設計，具體有兩種設計方法：一種是先對產品的整個系統進行全面的瞭解，並對產品每個零件的可靠性進行細緻地分析，進而推測出整個產品的可靠性，而且必須保證整體設計的可靠性能夠滿足相關設計的標準；一種是把對整體可靠性的分析分別落實到各個零件的設計中去，當零件的可靠性設計滿足相關指標，就能夠保證整個產品的可靠性。當我們進行單個零件設計時，我們應該選擇使用那些符合國家相關規定的或者在市面上大量使用的零件，同時還要對不同重要性的零件使用不同的設計方法，特別是關鍵部位的零件一定要進行可靠性測試。為了保證產品的質量和可靠性，我們應該多次的進行測試直到達到標準。

2.2 製造過程的可靠性設計

製造環節是保證整個產品質量的關鍵，所以我們必須重視對製造環節的可靠性設計。在進行製造環節可靠性設計時，我們不僅要重視對加工設備的可靠性設計還要重視加工工藝和流程的科學選擇。如果我們把整個產品加工過程理解為一個系統的話，那麼加工中的任何一個工藝和流程都是系統中的子系統。產品製造工藝流程是一個完整的系統，其中的各個方案與工序是工藝流程系統中的子系統，對每個子系統進行可靠性優化設計時，都要綜合考慮各方面的因素，如工藝裝備、加工設備、加工材料與工作人員素質等；只有這樣才能為各個子系統設計出可靠性與合理的指標；最後，整合分析各個子系統的指標，並通過合理的方法將總系統的可靠性及優化指標整理出來。針對每個子系統的可靠性設計都應該全方位的去考慮，這樣才能夠保證子系統的可靠性滿足相關規定的要求，這些子系統通過科學的組裝整理，形成一個完整的整體。然後由專業人員通過科學的統計方法來計算出整體可靠性指標。

2.3 使用及維修的可靠性設計

以可靠性優化設計理論作為維修設計的基礎，是非常合理的，也是非常重要的；制定經濟合理的維修設計在現代化與科學化的進程中意義重大。使用符合標準的維修設備進行維修，提高維修工作人員的技能水平，使機械產品的維修工作能夠朝現代化與科學化的方向發展。維修在一個產品的壽命週期中佔有舉足輕重的作用，一個在售後上有着良好口碑的公司必然有着光明的前景，所以公司在產品整個週期內必須認真的對待售後維修問題，採用邏輯分析決斷法，科學地制定維修內容和優選維修方式，制定出合理的使用壽命週期。機械產品的可維修性與可靠性具有很大的相似性，可維修性也是產品的可靠性指標之一。產品的維修性能必須在對產品進行可靠性設計的時候就應當考慮到，以使得設計出的產品達到故障容易發現、故障零件易於更換的目的。產品在進行維修性設計時必須考慮到維修費用問題，設計者在設計中應當考慮到以最低費用換取更高的可靠性水平，儘可能減少故障發現時間。因此，基於可靠性理論的'維修性顯得尤其重要，一個合理、經濟的維修規則的制定在產品設計的科學化和現代化進程中具有巨大的意義。

3、我國機械工程可靠性研究目前所存在的不足

3.1 國內教育部門大多未設置可靠性研究方面的課程

經調查分析，我國目前只有為數很少的高等院校有設置可靠性研究方面的課程，絕大多數院校都沒有這方面的相關課程，這就造成了我國可靠性研究人才的大量缺乏。可靠性研究在現代製造業中具有很重要的作用，它不僅應當是一門系統科學，而且應當作為一門獨立式學科。目前，很多企業開始尋求可靠性研究方面人才，但卻很難招募到這方面的人才，所以這應當引起當今教育界的足夠重視，及時設立一些可靠性研究方面的課程，聘請一些專家教授進行授課，為我國未來的工業發展做出應有的貢獻。

3.2 國內企業對可靠性研究不夠重視

目前，我國國內很多企業對可靠性研究並未足夠重視，覺得可靠性研究可有可無，對整個生產製造產生不了多大影響。但是，一些國際上的發達國家都把可靠性研究作為生產上的重要部分，如果我們國內企業還對可靠性研究不夠重視，勢必會導致在未來的競爭上輸給對手，從而徹底喪失與之競爭的能力。可靠性是個系統工程，它涉及廣泛且較為複雜，沒有一個機構來統籌考慮和貫徹實施，是無法使產品可靠性得到保障。因此，我國企業不僅要開始重視可靠性研究，而且應當成立相關獨立研究部門，進行專門的產品可靠性設計研究及可靠性試驗，從而確保產品在各環節上的可靠性，使得產品質量往更高的水平發展，從而可以在國際上佔有足夠的競爭優勢。

4、結束語

目前來看，可靠性指標在一般的機械工程設計中基本不被考慮，所以一般的機械工程是不能反映出產品的真實可靠性，在具體的設計中基本忽略了成本、體積等方面。在進行可靠性設計的時候，如果只是為了滿足可靠性設計，往往不能使機械製造達到滿意的效果，所以我們應該根據需要全面考慮可靠性的設計，儘可能地把機械工程的可靠性和性能優化結合起來，這樣才能夠達到最佳的效果。

隨着我國經濟的快速發展，工業機械化程度越來越高，這就給機械製造業帶來更多挑戰，我們必須考慮到機械工程的可靠性設計，這樣才能夠使工業得到發展，進一步促進我國機械製造業的市場競爭能力，儘快實現與世界接軌。