機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計分析

蘆博

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平得到極大地提升，在講究高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)的同時還越來越重視生產(chǎn)和工作效率的提升，因此，為了滿足人們越來越多的要求，可靠性的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)成為各個企業(yè)發(fā)展和研究的重點問題。本文結(jié)合社會實際情況，就機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計進行簡要分析，希望可以以此來推進機械設(shè)計制造的創(chuàng)新與發(fā)展，更好地滿足人們的生產(chǎn)和生活需求。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造;可靠性;優(yōu)化設(shè)計;分析

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0102-02

0? 引言

機械產(chǎn)品的可靠性問題一直以來都困擾者機械設(shè)計制造企業(yè)，研究人員需要在機械的可靠性與制造成本之間尋找平衡點，并需要在保證機械設(shè)計制造產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)上對其進行功能拓展，以此來不斷對機械產(chǎn)品進行更新和迭代，在提升產(chǎn)品工作性能的同時，滿足人們多樣化需求。因此，在機械設(shè)計制造中進行可靠性優(yōu)化設(shè)計研究和分析是非常有必要的。

1? 機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計概述

機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計從內(nèi)容上對其進行理解，可以將其分成兩方面意思進行解讀。一方面指的是“可靠性”，即機械產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)，運用正確的操作方式可以完成規(guī)定功能的能力，其中包括了機械的抗干擾能力、工作效率以及日常維護消耗等因素，而衡量機械可靠性的指標(biāo)主要包括可靠度、無故障率以及失效率三點。另一方面指的是“優(yōu)化設(shè)計”，即對機械整體性能進行優(yōu)化和改進，這其中包括機械產(chǎn)品外觀、體積、工作效率等方面的優(yōu)化，而優(yōu)化設(shè)計本身是建立在機械產(chǎn)品可靠性基礎(chǔ)上才能實現(xiàn)的，如果忽視對機械可靠性研究，所謂的優(yōu)化設(shè)計不過是空想和空談。

2? 機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計的必要性

2.1 是我國社會發(fā)展的基本需求

制造業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展過程中占有非常重要的比重，隨著人們生活水平的提升，人們對產(chǎn)品的要求也越來越高，而根據(jù)具體市場調(diào)研觀察，人們對產(chǎn)品質(zhì)量、使用性能的要求遠高于產(chǎn)品外觀。所以，在這種市場大環(huán)境下，機械設(shè)計制造企業(yè)想要拓展產(chǎn)品市場，獲得民眾良好口碑的唯一方法就是不斷地對機械產(chǎn)品進行可靠性優(yōu)化設(shè)計，以此來實現(xiàn)產(chǎn)品的升級換代，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 是科技進步，生產(chǎn)力提升的必然要求

對機械產(chǎn)品進行可靠性優(yōu)化設(shè)計是科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們思想觀念更新，以及生產(chǎn)力提升的必然要求。主要原因在于，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在生產(chǎn)生活中會不斷追求更高的生產(chǎn)效率，因此會在機械設(shè)備中集合更多的功能，以此來提升單位時間內(nèi)的工作有效性。此外，對于機械產(chǎn)品本身的生產(chǎn)者來說，可靠性優(yōu)化設(shè)計可以幫助機械設(shè)計制造企業(yè)提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，以此來提升企業(yè)綜合實力。

2.3 降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益

隨著機械制造技術(shù)以及管理技術(shù)的成熟，當(dāng)前機械設(shè)計制造成本已經(jīng)有效降低，但仍然存在相應(yīng)的壓縮空間，將可靠性優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用到機械設(shè)計制造中，可以對生產(chǎn)資料進一步優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮出材料、設(shè)備、人員的工作效率，實現(xiàn)了對生產(chǎn)成本的有效控制。此外，隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提升，有效增加了機械產(chǎn)品本身的附加價值，與同類產(chǎn)品相比大大提升了市場競爭力。因此，可靠性優(yōu)化設(shè)計可以幫助機械設(shè)計制造企業(yè)控制生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品影響力，進而幫助企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟效益，是企業(yè)發(fā)展的重要措施。

3? 我國機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計研究的不足之處

我國的機械設(shè)計制造業(yè)發(fā)展由于獨特的歷史原因，存在發(fā)展時間短、工業(yè)基礎(chǔ)差等問題，與西方發(fā)達國家機械制造業(yè)存在較大的差距。而單就機械的可靠性優(yōu)化設(shè)計來說，其滯后性更為明顯，雖然我國近些年加大了相關(guān)研究的投入，在機械設(shè)計制造可靠性優(yōu)化設(shè)計上得到了一些技術(shù)性突破，但依舊存在很多不足之處，具體表現(xiàn)為以下幾點：

3.1 偏重理論研究，缺少理論應(yīng)用

可靠性優(yōu)化設(shè)計對機械設(shè)計制造有著非常重要的作用，但結(jié)合我所機械設(shè)計制造實際情況可以看出，相關(guān)研究人員偏重于理論研究，對于理論應(yīng)用則很少涉及，一方面是因為缺乏相應(yīng)的實驗環(huán)境，很難滿足實踐應(yīng)用需求，只能先就具體的理論進行研究。另一方面缺乏足夠的資金投入，很多企業(yè)在經(jīng)過大量資金投入后沒有看到有效成果，進而放棄了對機械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化應(yīng)用研究。

3.2 相關(guān)人才存在較大缺口

人才是行業(yè)發(fā)展的重要資源，在機械設(shè)計制造行業(yè)更是如此，想要在可靠性優(yōu)化設(shè)計上獲得突破，除了滿足基礎(chǔ)研究條件外，還需要投入大量的專業(yè)人才。但在實際情況中，我國機械設(shè)計制造相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)數(shù)量明顯不足，且呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢，嚴重影響了可靠性優(yōu)化設(shè)計的研究和發(fā)展。而呈現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是多方面的，一方面是我國經(jīng)濟發(fā)展非常迅速，與機械設(shè)計制造專業(yè)相比，經(jīng)管類、計算機類等專業(yè)就業(yè)工作環(huán)境更好，就業(yè)后的薪資待遇也更為誘人，所以，報考機械制造專業(yè)人數(shù)越來越少。另一方面，開設(shè)機械制造專業(yè)的高校數(shù)量較少，主要集中在少數(shù)幾所學(xué)校中，每年招收學(xué)生的人數(shù)非常有限。因此，國家應(yīng)該將這一問題重視起來，在人才資源引導(dǎo)以及提升專業(yè)教學(xué)質(zhì)量上下足功夫，為國家和社會培養(yǎng)更多優(yōu)秀的機械類專業(yè)設(shè)計人才。

3.3 企業(yè)自身對可靠性優(yōu)化設(shè)計不夠重視

客觀的說，影響機械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計研究的因素有很多，但最為主要的還是機械產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)自身的研究意愿最為重要，因為，不管是出資方還是受益方都是企業(yè)本身，但在實際生產(chǎn)中，很多企業(yè)對可靠性優(yōu)化研究依舊存在不少的認知誤區(qū)，缺乏對其應(yīng)有的重視。隨著消費者對產(chǎn)品要求越來越挑剔，如果產(chǎn)品本身質(zhì)量出現(xiàn)問題，或是內(nèi)部的功能優(yōu)化不夠合理，很有可能讓消費者對產(chǎn)品本身的不滿轉(zhuǎn)移到企業(yè)自身上面，嚴重影響企業(yè)自身影響力，阻礙企業(yè)正常有序的發(fā)展。因此，企業(yè)應(yīng)該強化對產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計的重視，加大對這方面研究的投入力度，始終保持產(chǎn)品優(yōu)越性能，推進企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

4? 機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用研究

機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計存在于產(chǎn)品生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，從具體的生產(chǎn)和銷售流程可以將其分成產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造以及產(chǎn)品的售后維修三個方面，而每個環(huán)節(jié)中的可靠性優(yōu)化設(shè)計都有不同的應(yīng)用表現(xiàn)。

4.1 產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化研究

產(chǎn)品設(shè)計是產(chǎn)品制造的第一個環(huán)節(jié)，而科學(xué)嚴謹?shù)漠a(chǎn)品設(shè)計必然會對后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生非常積極的影響。產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化研究可以從兩個方面入手，一方面從產(chǎn)品本身的整體性考慮，即結(jié)合產(chǎn)品的功能定位、產(chǎn)品使用環(huán)境以及產(chǎn)品使用頻率等信息進行綜合分析，結(jié)合企業(yè)自身的生產(chǎn)條件進行可靠性優(yōu)化設(shè)計，其中包括產(chǎn)品生產(chǎn)流程、材料選擇、材料處理方式以及最后的組合安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，以此來保證產(chǎn)品在企業(yè)自身的生產(chǎn)條件下達到理想的可靠性目標(biāo)。另一方面將產(chǎn)品本身化整為零，最大限度的優(yōu)化每一個產(chǎn)品零件的可靠性，這樣就可以保證產(chǎn)品本身可靠性。兩種方式各有優(yōu)劣，機械制造企業(yè)應(yīng)該結(jié)合企業(yè)自身的生產(chǎn)條件進行選擇，但不管何種方式，都需要對最終的產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測，保證產(chǎn)品滿足國家同類產(chǎn)品的質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。

另外，在產(chǎn)品初期的設(shè)計過程中，應(yīng)該就初期測試產(chǎn)品的數(shù)據(jù)進行細致分析，重點考察極端環(huán)境下的產(chǎn)品穩(wěn)定性，盡可能地在設(shè)計中增加一些預(yù)防故障的設(shè)計和穩(wěn)定性設(shè)計，減少因為不熟悉產(chǎn)品誤操作而導(dǎo)致的產(chǎn)品故障，為后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)和售后打好基礎(chǔ)。

4.2 產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化設(shè)計

產(chǎn)品制造是保證產(chǎn)品最終質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，經(jīng)過嚴謹?shù)漠a(chǎn)品設(shè)計，機械制造企業(yè)應(yīng)該根據(jù)具體設(shè)計對整個產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行優(yōu)化調(diào)整。首先，盡可能地所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)羅列出來，對每一個生產(chǎn)步驟進行細致的分析，探究影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，討論生產(chǎn)細節(jié)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)的問題，有針對性地進行調(diào)整和改進，以此來保證每一個零件都要達到我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其次，將拆分的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行整合，研究各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的組合搭配，根據(jù)生產(chǎn)的特點分成材料選擇、設(shè)備加工、零件裝配、產(chǎn)品質(zhì)檢以及產(chǎn)品包裝等環(huán)節(jié)，保證各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序性和高效性，并對每一環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計考慮其中，避免因為一個環(huán)節(jié)出錯而影響整個產(chǎn)品的生產(chǎn)。最后，機械制造企業(yè)應(yīng)該就生產(chǎn)設(shè)備維護、人員崗位培訓(xùn)落實到位，強化安全生產(chǎn)的重要性，在消除生產(chǎn)設(shè)備的影響后，避免因為人為因素而導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4.3 產(chǎn)品售后維修環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化設(shè)計

理論上來說，任何產(chǎn)品都不可能保證長久的安全無故障，只要進行長時間使用，或是因為零件磨損或是因為外部撞擊、進水、銹蝕等因素，其產(chǎn)品都會發(fā)生或大或小地使用故障，而良好的售后維修可以最大限度的提升產(chǎn)品在消費者心中的信任程度，對企業(yè)品后期的牌維護和運營有著非常積極的作用。而產(chǎn)品售后維修環(huán)節(jié)的可行性優(yōu)化設(shè)計主要可以從以下幾點收入：第一，收集整理各種產(chǎn)品的維修數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品故障進行分類整理，反饋到產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)部門，在設(shè)計生產(chǎn)中運用一些降額設(shè)計，以此來提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低故障率。第二，對于一些內(nèi)部磨損嚴重的零件應(yīng)該考慮具體的更換成本，在維修成本與使用壽命中間尋求平衡性，以最低的維護費用來換取更高的產(chǎn)品可靠性能。最后，提高維修人員專業(yè)技能水平，鼓勵維修人員可以在維修過程中對產(chǎn)生的故障和問題進行科學(xué)分析，幫助企業(yè)收集更多有用的產(chǎn)品維修數(shù)據(jù)。

5? 結(jié)束語

隨著我國機械設(shè)計制造行業(yè)的不斷發(fā)展，消費者對產(chǎn)品本身質(zhì)量和使用性能的重視程度逐漸提升，但由于我國機械可靠性優(yōu)化設(shè)計尚處于起步階段，存在很多不足和問題，機械制造企業(yè)應(yīng)該將其重視起來，將可靠性優(yōu)化設(shè)計理念貫穿產(chǎn)品設(shè)計、制造、售后各個環(huán)節(jié)，并加大對相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，以此來提升我國機械行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，推動機械設(shè)計制造行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]付群.機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計分析[J].商品與質(zhì)量，2019（040）：101.

[2]蔣東杰.機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計分析[J].輕松學(xué)電腦，2019（027）：1.

[3]焦曉亮.淺談機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計[J].電子樂園，2019（3）：0253.

[4]譚啟鳴.芻議可靠性優(yōu)化設(shè)計在機械工程中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（017）：1448.