機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

張紅雷

摘要：目前來看，可靠性指標(biāo)在一般的機(jī)械工程設(shè)計(jì)中基本不被考慮，所以一般的機(jī)械工程是不能反映出產(chǎn)品的真實(shí)可靠性，在具體的設(shè)計(jì)中基本忽略了成本、體積等方面。在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果只是為了滿足可靠性設(shè)計(jì)，往往不能使機(jī)械制造達(dá)到滿意的效果，所以我們應(yīng)該根據(jù)需要全面考慮可靠性的設(shè)計(jì)，盡可能地把機(jī)械工程的可靠性和性能優(yōu)化結(jié)合起來，這樣才能夠達(dá)到最佳的效果。本文對(duì)機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行解析，有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;可靠性;優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

由于我國的特殊歷史原因，機(jī)械工程制造業(yè)與西方發(fā)達(dá)國家機(jī)械制造業(yè)相比，顯得相對(duì)落后，尤其是在可靠性設(shè)計(jì)的研究方面更是顯得滯后。直到二十世紀(jì)八十年代，我國在機(jī)械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些個(gè)別的行業(yè)還成立了專門從事可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的組織與團(tuán)體，并為社會(huì)培養(yǎng)了大批的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的技術(shù)人才，制定出了整套可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。從總體上來看，過去的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究比較偏重于理論，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)于理論的應(yīng)用則是比較少，就這一點(diǎn)而言，與制造業(yè)相對(duì)較為發(fā)達(dá)的國家相比較，存在著許多不足之處。

機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該在滿足產(chǎn)品生產(chǎn)成本、效率的基礎(chǔ)上，盡可能地保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到可靠性的程度。當(dāng)前所說的可靠性設(shè)計(jì)涉及的范圍是比較廣泛的，除了一些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)之外，還與很多學(xué)科有聯(lián)系，例如計(jì)算機(jī)工程、環(huán)境工程等，所以我們應(yīng)該盡可能地集中多方面的學(xué)術(shù)學(xué)科來發(fā)展可靠性設(shè)計(jì)?？煽啃栽O(shè)計(jì)不僅在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中被應(yīng)用，在生產(chǎn)的過程中也會(huì)有所涉及。所以，可靠性設(shè)計(jì)不僅在工業(yè)中被應(yīng)用，在航空、軍事等領(lǐng)域也被廣泛使用，取得了很好的效果。

二、可靠性設(shè)計(jì)在機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用周期的各環(huán)節(jié)都起著重要作用。這些環(huán)節(jié)主要有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用及售后維修等。以下就機(jī)械工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造及使用三個(gè)環(huán)節(jié)展開討論可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。

1.設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的過程，主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是整體裝配設(shè)計(jì)，一個(gè)是組裝零件設(shè)計(jì)。對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品來說可以被當(dāng)做一個(gè)整體設(shè)計(jì)，具體有兩種設(shè)計(jì)方法：一種是先對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的了解，并對(duì)產(chǎn)品每個(gè)零件的可靠性進(jìn)行細(xì)致地分析，進(jìn)而推測(cè)出整個(gè)產(chǎn)品的可靠性，而且必須保證整體設(shè)計(jì)的可靠性能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn);一種是把對(duì)整體可靠性的分析分別落實(shí)到各個(gè)零件的設(shè)計(jì)中去，當(dāng)零件的可靠性設(shè)計(jì)滿足相關(guān)指標(biāo)，就能夠保證整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。當(dāng)我們進(jìn)行單個(gè)零件設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該選擇使用那些符合國家相關(guān)規(guī)定的或者在市面上大量使用的零件，同時(shí)還要對(duì)不同重要性的零件使用不同的設(shè)計(jì)方法，特別是關(guān)鍵部位的零件一定要進(jìn)行可靠性測(cè)試。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，我們應(yīng)該多次的進(jìn)行測(cè)試直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.制造過程的可靠性設(shè)計(jì)

制造環(huán)節(jié)是保證整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，所以我們必須重視對(duì)制造環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計(jì)。在進(jìn)行制造環(huán)節(jié)可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，我們不僅要重視對(duì)加工設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)還要重視加工工藝和流程的科學(xué)選擇。如果我們把整個(gè)產(chǎn)品加工過程理解為一個(gè)系統(tǒng)的話，那么加工中的任何一個(gè)工藝和流程都是系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。產(chǎn)品制造工藝流程是一個(gè)完整的系統(tǒng)，其中的各個(gè)方案與工序是工藝流程系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，都要綜合考慮各方面的因素，如工藝裝備、加工設(shè)備、加工材料與工作人員素質(zhì)等;只有這樣才能為各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)出可靠性與合理的指標(biāo);最后，整合分析各個(gè)子系統(tǒng)的指標(biāo)，并通過合理的方法將總系統(tǒng)的可靠性及優(yōu)化指標(biāo)整理出來。針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)都應(yīng)該全方位的去考慮，這樣才能夠保證子系統(tǒng)的可靠性滿足相關(guān)規(guī)定的要求，這些子系統(tǒng)通過科學(xué)的組裝整理，形成一個(gè)完整的整體。然后由專業(yè)人員通過科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法來計(jì)算出整體可靠性指標(biāo)。

3.使用及維修的可靠性設(shè)計(jì)

以可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)理論作為維修設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是非常合理的，也是非常重要的;制定經(jīng)濟(jì)合理的維修設(shè)計(jì)在現(xiàn)代化與科學(xué)化的進(jìn)程中意義重大。使用符合標(biāo)準(zhǔn)的維修設(shè)備進(jìn)行維修，提高維修工作人員的技能水平，使機(jī)械產(chǎn)品的維修工作能夠朝現(xiàn)代化與科學(xué)化的方向發(fā)展。維修在一個(gè)產(chǎn)品的壽命周期中占有舉足輕重的作用，一個(gè)在售后上有著良好口碑的公司必然有著光明的前景，所以公司在產(chǎn)品整個(gè)周期內(nèi)必須認(rèn)真的對(duì)待售后維修問題，采用邏輯分析決斷法，科學(xué)地制定維修內(nèi)容和優(yōu)選維修方式，制定出合理的使用壽命周期。機(jī)械產(chǎn)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(chǎn)品的可靠性指標(biāo)之一。產(chǎn)品的維修性能必須在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)當(dāng)考慮到，以使得設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品達(dá)到故障容易發(fā)現(xiàn)、故障零件易于更換的目的。

三、我國機(jī)械工程可靠性研究目前所存在的不足

1.國內(nèi)教育部門大多未設(shè)置可靠性研究方面的課程

經(jīng)調(diào)查分析，我國目前只有為數(shù)很少的高等院校有設(shè)置可靠性研究方面的課程，絕大多數(shù)院校都沒有這方面的相關(guān)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(xiàn)代制造業(yè)中具有很重要的作用，它不僅應(yīng)當(dāng)是一門系統(tǒng)科學(xué)，而且應(yīng)當(dāng)作為一門獨(dú)立式學(xué)科。目前，很多企業(yè)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(yīng)當(dāng)引起當(dāng)今教育界的足夠重視，及時(shí)設(shè)立一些可靠性研究方面的課程，聘請(qǐng)一些專家教授進(jìn)行授課，為我國未來的工業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2.國內(nèi)企業(yè)對(duì)可靠性研究不夠重視

目前，我國國內(nèi)很多企業(yè)對(duì)可靠性研究并未足夠重視，覺得可靠性研究可有可無，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)制造產(chǎn)生不了多大影響。但是，一些國際上的發(fā)達(dá)國家都把可靠性研究作為生產(chǎn)上的重要部分，如果我們國內(nèi)企業(yè)還對(duì)可靠性研究不夠重視，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致在未來的競(jìng)爭(zhēng)上輸給對(duì)手，從而徹底喪失與之競(jìng)爭(zhēng)的能力?？煽啃允莻€(gè)系統(tǒng)工程，它涉及廣泛且較為復(fù)雜，沒有一個(gè)機(jī)構(gòu)來統(tǒng)籌考慮和貫徹實(shí)施，是無法使產(chǎn)品可靠性得到保障。

四、結(jié)束語

機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)械工程賴以發(fā)展的重要組成部分，只有在機(jī)械工程的設(shè)計(jì)中綜合考慮可靠性與優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將兩者的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合在一起，方能取得理想的設(shè)計(jì)效果。目前，機(jī)械工程產(chǎn)品正日趨大型化與復(fù)雜化，因此，機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法的應(yīng)用也將會(huì)變得更廣泛。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)械化程度越來越高，這就給機(jī)械制造業(yè)帶來更多挑戰(zhàn)，我們必須考慮到機(jī)械工程的可靠性設(shè)計(jì)，這樣才能夠使工業(yè)得到發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，盡快實(shí)現(xiàn)與世界接軌。

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