機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計分析

史俊杰 謝鶴俊

摘要：隨著我國經(jīng)濟水平的快速提高，我國的機械工程行業(yè)得到了很大扶持，并且也實現(xiàn)了前所未有的發(fā)展。而我國的機械工程的可靠性設(shè)計水平卻沒有明顯的提高。在機械工程的制造過程中，由于產(chǎn)品種類繁多，而且工藝比較復雜，同時在可靠性的要求上也容不得絲毫的馬虎，因此實行機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計就變得十分必要了。文章主要是針對機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計進行簡要分析，并提出相應(yīng)的建議供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：機械工程;可靠性;優(yōu)化設(shè)計

引言

所謂的機械工程產(chǎn)品的可靠性就是指產(chǎn)品能夠真正地實現(xiàn)其所標榜的產(chǎn)品的功能。這一點，隨著社會需求的不斷擴展也變得越發(fā)地重要了，因為大多數(shù)的人在對產(chǎn)品提出更多的需要的同時對其產(chǎn)品功能實現(xiàn)的真實性也變得越發(fā)地看重了。因此，機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計也就變得十分地必要了。其中可靠性優(yōu)化設(shè)計也要遵循相應(yīng)的法則，即必須要在滿足時間、經(jīng)費及相應(yīng)的使用性能的基礎(chǔ)上進行，使得產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)其可靠性。這樣的技術(shù)除了涉及到傳統(tǒng)技術(shù)的改革之外，還與環(huán)境等多個領(lǐng)域有著不可分割的關(guān)系。

1我國的機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計的必要性

1.1社會的需求

隨著社會的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的進步，市場上出現(xiàn)越來越多的產(chǎn)品，人們也逐漸對產(chǎn)品的質(zhì)量各方面有了更高的要求，并且隨著觀念的改變，人們在質(zhì)量，使用性能等方面的重視要遠遠高于外觀等方面。因此，企業(yè)要實現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，機械產(chǎn)品的可靠性就必須有保證，這也是為什么要進行機械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計的重要原因。

1.2科技的進步，產(chǎn)品復雜性增強

二十一世紀，是一個科技高速發(fā)展的階段，它為我們的所帶來的益處逐漸開始遍及生活的方方面面。當然其中也包括機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代，一方面它的更新?lián)Q代使得產(chǎn)品可以擁有更多更復雜的功能，但是另一方面，這也代表著機械產(chǎn)品生產(chǎn)者，需要花費更多的精力在保證產(chǎn)品的使用性能的實現(xiàn)也就是其可靠性上。因此，機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計便應(yīng)運而生。

2機械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計現(xiàn)狀

我國機械工程制造業(yè)發(fā)展的起步較晚，在上世紀80年代時，才在產(chǎn)品可靠性設(shè)計方面取得一定突破。隨著國內(nèi)機械工程產(chǎn)品可靠性研究組織機構(gòu)的相繼成立，加快了我國產(chǎn)品可靠性設(shè)計的標準化進程，對于推動機械工程制造業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻。但客觀而言，我國機械工程產(chǎn)品可靠性研究仍落后與西方發(fā)達國家，現(xiàn)有研究成果也偏重于理論，在實際生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用較少。從機械工程實踐情況來看，由于缺少產(chǎn)品可靠性的優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗，難以根據(jù)機械工程產(chǎn)品的實際用途、功能性能特點，對產(chǎn)品可靠性作出有效優(yōu)化。或因產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計周期較長，影響了實際工程進程。再加上成本等方面的客觀限制條件，導致部分產(chǎn)品可靠性不足，容易影響機械工程產(chǎn)品的運行安全性和穩(wěn)定性。針對這種狀況，必須提高對機械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計的重視，同時應(yīng)明確機械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計優(yōu)化應(yīng)貫穿于工程實踐的全過程中，與產(chǎn)品制造、安裝、使用及維修緊密結(jié)合起來，不斷積累經(jīng)驗，提高機械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計水平。

3機械工程產(chǎn)品可靠性的優(yōu)化設(shè)計要點

3.1基于產(chǎn)品維護檢修的可靠性優(yōu)化

最后，在機械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化過程中，也需要考慮產(chǎn)品在實際使用過程中的維護檢修問題。產(chǎn)品可靠性設(shè)計要求是在產(chǎn)品正常使用壽命內(nèi)的可靠運行。但是隨著機械工程產(chǎn)品使用時間的推移，其各方面功能性能水平難免會出現(xiàn)下降，此時就需要采用合適的維護檢修方法，恢復產(chǎn)品正常運行，減少故障隱患。因此，在機械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計中，還需要突出產(chǎn)品特點，提前制定維護檢修辦法，為產(chǎn)品使用提供指導。同時應(yīng)合理設(shè)計產(chǎn)品使用周期，明確產(chǎn)品報廢標準，避免存在較高故障隱患的產(chǎn)品仍然繼續(xù)使用，引發(fā)安全事故。產(chǎn)品維護檢修及保養(yǎng)措施應(yīng)在設(shè)計文件和說明性文件中明確標注，在制定維修方案時，也需要考慮成本方面的問題，避免因運行維護成本過高，影響產(chǎn)品競爭力。通過基于以上幾方面的考慮，對機械工程產(chǎn)品可靠性作出多層次的優(yōu)化，可有效提升產(chǎn)品可靠性水平。

3.2使用及維修的可靠性設(shè)計

機械產(chǎn)品使用過程對產(chǎn)品的可靠性影響具有舉足輕重的地位。因此，首先，在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中需要針對產(chǎn)品的特點確定合理的使用年限，明確使用環(huán)境要求。其次，需要針對進行有效維修設(shè)計。通過對產(chǎn)品使用狀況的綜合評估，明確可以進行維修的內(nèi)容，可以選擇的維修方式，明確零部件可能出現(xiàn)的故障類型，各種故障類型出現(xiàn)的平均周期，設(shè)計合理的維修方案。產(chǎn)品在使用過程中針對實際的環(huán)境條件再加以合理性評估與維修方案加以整合，提出切實可行的維修策略，保證整個產(chǎn)品的可靠性滿足最優(yōu)化要求。

3.3預防故障設(shè)計

預防故障設(shè)計方法是通過對同類產(chǎn)品發(fā)生故障的相關(guān)經(jīng)驗從而對產(chǎn)品進行相應(yīng)的加工，預防故障的出現(xiàn)或者是盡量地縮小故障發(fā)生的可能性。這是最為有效地保證產(chǎn)品的可靠性的方法之一。具體的操作，簡單舉例，如果是要對機械產(chǎn)品的某一個部分進行預防故障設(shè)計就可以先從那部分的選材做起，首先要參照過去的一些產(chǎn)品參數(shù)，選擇最為合適的材料，并且也要考慮到相應(yīng)的產(chǎn)品維修等方面，從而做出最為完善的產(chǎn)品可靠性設(shè)計。

3.4產(chǎn)品自身性能的可靠性優(yōu)化

機械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計優(yōu)化應(yīng)從多個角度出發(fā)，全面改善機械工程產(chǎn)品的使用性能，保證其在運行過程中的可靠性。首先從產(chǎn)品自身性能角度來看，機械工程需要通過將產(chǎn)品零部件組裝成一個有機整體，確保其功能的完善性。在產(chǎn)品可靠性設(shè)計優(yōu)化中，首先應(yīng)對機械工程產(chǎn)品進行系統(tǒng)性分析，了解各個零部件對于系統(tǒng)整體的影響，找到關(guān)鍵零部件，對其作出著重優(yōu)化。同時應(yīng)基于整體性角度，對產(chǎn)品性能進行預測，判斷各項設(shè)計指標能否滿足實際使用需求。其次，在機械工程產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計過程中，應(yīng)采用指標分配方法，根據(jù)產(chǎn)品可靠性要求，對設(shè)計指標進行合理分配，確保各個零部件的性能指標都能夠達到產(chǎn)品可靠性要求。具體可采用比例分配、再分配等方法，對可靠性指標進行拆解和分配。然后在單個零部件的設(shè)計和選擇過程中，確保其符合分配的指標要求。最后，應(yīng)通過對零部件及機械產(chǎn)品進行檢測或試驗，提升機械工程產(chǎn)品整體設(shè)計水平。

結(jié)語

綜上所述，近年來，我國的機械產(chǎn)品行業(yè)不斷發(fā)展，人們對產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能也給于前所未有的重視。但是由于我國的機械制造行業(yè)起步晚，其可靠性設(shè)計水平遠不及其他發(fā)達國家，再加上我國的教育造成的可靠性設(shè)計人才的匱乏，機械企業(yè)對自身可靠性設(shè)計研究的忽視。這就使得我國的機械產(chǎn)品的可靠性遠不能滿足市場的需求，因此機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計便應(yīng)運而生，這對我國的機械行業(yè)的發(fā)展無疑會起到巨大的促進作用。

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（作者單位：1.遼寧方圓建設(shè)項目管理有限公司;2.遼寧方圓建設(shè)項目管理有限公司）