浅谈机械工程的可靠性优化设计

张婷婷

摘 要：近年来，随着我国科技水平的不断提升，各行各业都得到了不同程度的发展。尤其是工业机械水平的提升，使得我国机械制造领域发生了巨大的变化。为了促进我国机械工程的进一步发展，获取更多的经济效益和社会效益，应当对机械工程的可靠性进行优化。文章从我国机械工程产品的可靠性优化设计现状入手，对于可靠性优化设计在机械工程中的具体应用进行了简要的分析与探讨，以供有关工作人员参考与借鉴。

关键词：机械工程；可靠性；优化设计；探讨

引言

当前，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平有了很大程度的提高。在科学技术快速发展的背景下，人们对于多功能机械产品的需求也有所增加。然而，从实际情况来看，现如今还存在一部分多功能机械产品的实际应用功能难以实现。因此，我国机械制造业的发展还有待于进一步提高。作为综合多学科与多技术的新兴设计技术之一，可靠性设计在机械工程的产品设计过程中已经得到了广泛的应用。文章对机械工程可靠性优化设计进行了相应的分析与探讨，以期通过可靠性优化设计方法，能够提高机械工程产品的质量。

1 机械工程产品的可靠性优化设计现状分析

随着社会的不断发展，科学技术的进步推动着产品的更新与换代。人们生活水平的逐渐提高，对于产品的多功能性与可靠性提出了更高的要求。在科技水平不断提高的背景下，现有生产过程中所产出的机械工程产品的结构呈现出复杂化的特点。不但各式各样的优秀工艺被应用到生产制造中，而且产品的更新速度也在不断的加快。产品的结构复杂化特点，对于机械工程的可靠性设计提出了更高的要求。具体来讲，可靠性主要是指在特定要求的状态下，产品能够实现特定功效的水平。在机械制造领域中，生产单位要想生产出符合客户需求的产品，首先应当展开细致的规划设计，对于产品设计过程中潜在的问题要进行严格的控制，从而有效提升其稳定性，实现预期的目标。

然而，从我国机械制造业的发展历程来看，相较于一些发达国家而言，我国机械制造业的起步较晚，仍然存在着一定的差距。在此背景下，与机械制造相关的可靠性分析工作同样进展的比较缓慢。自二十世纪八十年代以后，我国在机械制造方面有了一定程度的突破，并成立了专门的研究机构。从总体上来看，对于机械工程可靠性优化设计研究的重点主要在于理论方面。然而，从实践的角度出发可以发现，在机械工程生产过程中运用理论来解决实际问题的现象比较少见。因此，侧重于理论层面的机械工程可靠性优化设计与研究，是存在很大的局限性的，对于我国机械工程可靠性优化设计构成了比较严重的制约。

2 可靠性研究的发展过程

从人类对于可靠性工艺研究的发展历程来看，可将其大致分为三个阶段。第一阶段是进行初期的探索。在二战时期，有些重要的武器在作战的过程中容易发生机械问题，由此开始，人们逐渐意识到提高机械设备的可靠性具有重要的意义，从而开始进入了可靠性研究工作的筹划时期。在1942年，美国麻省理工学院在真空管的可靠性研究上取得了较大的成效，具有一定的代表性。接下来进入到第二阶段，即可靠性研究的过程发展时期。一些较为重视制造业发展的国家，例如英国、美国等开始进行生化探索，并且也取得了较为显著的成就。在此背景下，人们对于可靠性研究逐渐的进入到了全新的发展阶段。在历经了早期的探索时期、过程发展时期之后，可靠性研究开始向着更为成熟的方向发展，逐渐的进入到国际化时期。在这一时期，对于可靠性研究的相关工作已经逐步完善，有关技术已得到广泛的应用。有些发展中国家也积极地开展了对于可靠性的研究工作。随着各种国际学术组织的确立、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立，对于可靠性研究的工作进入了国际化时期。

3 可靠性优化设计在机械工程中的应用

产品的可靠性优化设计主要是以产品功能的可靠性使用为目的应运而生的产物。在机械产品的整个生命周期中，可靠性优化设计始终都在发挥着重要的作用。接下来，文章将从机械产品的设计环节、制造环节以及使用与维修环节这几个方面入手，探讨机械工程可靠性优化设计的具体应用。

3.1 机械工程产品设计环节的可靠性优化设计

在机械工程的产品设计阶段，装配整体设计以及零件组装设计是非常重要的两个环节。因此，在进行机械产品的可靠性优化设计时，应当将它们看作是一个整体来进行设计。主要的设计方法可以大致分为以下两个方面。

其一，预测整体设计可靠性法。这种方法，主要是通过对于构成机械的各个零部件的可靠性进行相应的分析，并由此推断出该机械整体的可靠性程度。通过合理的预测，有助于在设计阶段采取相应的处理措施，从而提高机械工程的可靠性。

其二，分配整体设计可靠性法。在实际的设计过程中，该方法的应用具体表现为，根据机械工程的可靠性优化设计的整体要求，将总体指标进行分配，使得各个零部件的设计都有具体的可靠性指标要求。可靠性分配方法还可以再次的细分，包括：再分配、等分配、比例分配和综合评分等多种分配法。在分配的过程中，可以根据实际情况，选用最恰当的分配方法，最终保证机械工程的可靠性得以有效提高。

3.2 机械工程产品制造中的可靠性优化设计

在机械工程产品的制造过程中，如果制造环节未得到严格的管控，那么产品的最终质量将会受到一定的影响，产品的可靠性也难以得到保障。因此，在机械工程的产品制造环节，应用可靠性优化设计具有重要的意义。具体来讲，在产品的加工制造过程中，尤其是选择加工工艺以及工艺流程时，要想应用可靠性优化设计，需要保证相应的技术水平符合标准。与此同时，所使用的加工设备，其可靠性也应当具有充足的保证。

产品的制造工艺流程是一个完整的系统。因此，要想提高整个工艺流程的可靠性，首先应当提高该流程中所涉及到的各个子系统的可靠性。只有做好每一个子系统的可靠性优化设计，才能选用科学合理的方法提高整个系统的可靠性。

3.3 机械工程产品的使用与维修的可靠性优化设计

正确的使用机械工程产品，并且在使用过程中运用科学合理的方法进行维修，是延长机械工程产品使用寿命的重要保障。作为机械设备的制造企业，要想获得长远稳定的发展，不仅要保证产品的质量符合标准，还应当提供良好的售后服务。通过采用有效的逻辑分析法，制定出规范的维修内容以及维修方式。对于机械产品的使用寿命也要进行合理的规划，保证机械产品具有可维修性与可靠性。

4 结束语

在传统的机械工程优化设计过程中，通常只考虑产品的重量、体积、成本等方面的优化，对于产品可靠性方面的考虑比较少。然而，伴随着人们对于机械产品可靠性要求的逐渐增高，在机械产品的实际设计过程中，应当综合考虑可靠性指标和优化设计指标。这样不仅能够保证所设计出的机械产品更加具有可靠性，而且还能最大限度地满足人们对于产品的实际要求。现代机械制造业应当重视机械工程的可靠性优化设计，争取让我国的机械产品在国际市场上更具有竞争力，从而实现更多的经济效益和社会效益。

参考文献

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