机械设计制造中可靠性优化设计分析

芦博

摘要：随着社会经济的不断发展，人们的生活水平得到极大地提升，在讲究高质量的产品和服务的同时还越来越重视生产和工作效率的提升，因此，为了满足人们越来越多的要求，可靠性的产品设计和生产成为各个企业发展和研究的重点问题。本文结合社会实际情况，就机械设计制造中可靠性优化设计进行简要分析，希望可以以此来推进机械设计制造的创新与发展，更好地满足人们的生产和生活需求。

关键词：机械设计制造;可靠性;优化设计;分析

中图分类号：TH122                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）05-0102-02

0  引言

机械产品的可靠性问题一直以来都困扰者机械设计制造企业，研究人员需要在机械的可靠性与制造成本之间寻找平衡点，并需要在保证机械设计制造产品可靠性的基础上对其进行功能拓展，以此来不断对机械产品进行更新和迭代，在提升产品工作性能的同时，满足人们多样化需求。因此，在机械设计制造中进行可靠性优化设计研究和分析是非常有必要的。

1  机械设计制造中可靠性优化设计概述

机械设计制造中可靠性优化设计从内容上对其进行理解，可以将其分成两方面意思进行解读。一方面指的是“可靠性”，即机械产品在规定的时间内，运用正确的操作方式可以完成规定功能的能力，其中包括了机械的抗干扰能力、工作效率以及日常维护消耗等因素，而衡量机械可靠性的指标主要包括可靠度、无故障率以及失效率三点。另一方面指的是“优化设计”，即对机械整体性能进行优化和改进，这其中包括机械产品外观、体积、工作效率等方面的优化，而优化设计本身是建立在机械产品可靠性基础上才能实现的，如果忽视对机械可靠性研究，所谓的优化设计不过是空想和空谈。

2  机械设计制造中可靠性优化设计的必要性

2.1 是我国社会发展的基本需求

制造业在我国经济发展过程中占有非常重要的比重，随着人们生活水平的提升，人们对产品的要求也越来越高，而根据具体市场调研观察，人们对产品质量、使用性能的要求远高于产品外观。所以，在这种市场大环境下，机械设计制造企业想要拓展产品市场，获得民众良好口碑的唯一方法就是不断地对机械产品进行可靠性优化设计，以此来实现产品的升级换代，提升产品质量。

2.2 是科技进步，生产力提升的必然要求

对机械产品进行可靠性优化设计是科学技术发展，人们思想观念更新，以及生产力提升的必然要求。主要原因在于，随着科学技术的发展，人们在生产生活中会不断追求更高的生产效率，因此会在机械设备中集合更多的功能，以此来提升单位时间内的工作有效性。此外，对于机械产品本身的生产者来说，可靠性优化设计可以帮助机械设计制造企业提升产品生产质量，实现产品创新，以此来提升企业综合实力。

2.3 降低生产成本，提升企业的经济效益

随着机械制造技术以及管理技术的成熟，当前机械设计制造成本已经有效降低，但仍然存在相应的压缩空间，将可靠性优化设计应用到机械设计制造中，可以对生产资料进一步优化，最大限度地发挥出材料、设备、人员的工作效率，实现了对生产成本的有效控制。此外，随着产品质量的提升，有效增加了机械产品本身的附加价值，与同类产品相比大大提升了市场竞争力。因此，可靠性优化设计可以帮助机械设计制造企业控制生产成本，提升產品影响力，进而帮助企业获得最大的经济效益，是企业发展的重要措施。

3  我国机械设计制造中可靠性优化设计研究的不足之处

我国的机械设计制造业发展由于独特的历史原因，存在发展时间短、工业基础差等问题，与西方发达国家机械制造业存在较大的差距。而单就机械的可靠性优化设计来说，其滞后性更为明显，虽然我国近些年加大了相关研究的投入，在机械设计制造可靠性优化设计上得到了一些技术性突破，但依旧存在很多不足之处，具体表现为以下几点：

3.1 偏重理论研究，缺少理论应用

可靠性优化设计对机械设计制造有着非常重要的作用，但结合我所机械设计制造实际情况可以看出，相关研究人员偏重于理论研究，对于理论应用则很少涉及，一方面是因为缺乏相应的实验环境，很难满足实践应用需求，只能先就具体的理论进行研究。另一方面缺乏足够的资金投入，很多企业在经过大量资金投入后没有看到有效成果，进而放弃了对机械产品的可靠性优化应用研究。

3.2 相关人才存在较大缺口

人才是行业发展的重要资源，在机械设计制造行业更是如此，想要在可靠性优化设计上获得突破，除了满足基础研究条件外，还需要投入大量的专业人才。但在实际情况中，我国机械设计制造相关专业人才培养数量明显不足，且呈现逐年递减的趋势，严重影响了可靠性优化设计的研究和发展。而呈现这一现象的原因是多方面的，一方面是我国经济发展非常迅速，与机械设计制造专业相比，经管类、计算机类等专业就业工作环境更好，就业后的薪资待遇也更为诱人，所以，报考机械制造专业人数越来越少。另一方面，开设机械制造专业的高校数量较少，主要集中在少数几所学校中，每年招收学生的人数非常有限。因此，国家应该将这一问题重视起来，在人才资源引导以及提升专业教学质量上下足功夫，为国家和社会培养更多优秀的机械类专业设计人才。

3.3 企业自身对可靠性优化设计不够重视

客观的说，影响机械产品的可靠性优化设计研究的因素有很多，但最为主要的还是机械产品生产企业自身的研究意愿最为重要，因为，不管是出资方还是受益方都是企业本身，但在实际生产中，很多企业对可靠性优化研究依旧存在不少的认知误区，缺乏对其应有的重视。随着消费者对产品要求越来越挑剔，如果产品本身质量出现问题，或是内部的功能优化不够合理，很有可能让消费者对产品本身的不满转移到企业自身上面，严重影响企业自身影响力，阻碍企业正常有序的发展。因此，企业应该强化对产品可靠性优化设计的重视，加大对这方面研究的投入力度，始终保持产品优越性能，推进企业创新发展。

4  机械设计制造中可靠性优化设计的应用研究

机械设计制造中可靠性优化设计存在于产品生产的各个环节，从具体的生产和销售流程可以将其分成产品设计、产品制造以及产品的售后维修三个方面，而每个环节中的可靠性优化设计都有不同的应用表现。

4.1 产品设计环节的可靠性优化研究

产品设计是产品制造的第一个环节，而科学严谨的产品设计必然会对后续的产品生产产生非常积极的影响。产品设计环节的可靠性优化研究可以从两个方面入手，一方面从产品本身的整体性考虑，即结合产品的功能定位、产品使用环境以及产品使用频率等信息进行综合分析，结合企业自身的生产条件进行可靠性优化设计，其中包括产品生产流程、材料选择、材料处理方式以及最后的组合安装调试等环节，以此来保证产品在企业自身的生产条件下达到理想的可靠性目标。另一方面将产品本身化整为零，最大限度的优化每一个产品零件的可靠性，这样就可以保证产品本身可靠性。两种方式各有优劣，机械制造企业应该结合企业自身的生产条件进行选择，但不管何种方式，都需要对最终的产品进行质量检测，保证产品满足国家同类产品的质量要求标准，保证产品的质量和可靠性。

另外，在产品初期的设计过程中，应该就初期测试产品的数据进行细致分析，重点考察极端环境下的产品稳定性，尽可能地在设计中增加一些预防故障的设计和稳定性设计，减少因为不熟悉产品误操作而导致的产品故障，为后续产品生产和售后打好基础。

4.2 产品制造环节的可靠性优化设计

产品制造是保证产品最终质量的关键环节，经过严谨的产品设计，机械制造企业应该根据具体设计对整个产品的生产环节进行优化调整。首先，尽可能地所有的生产环节罗列出来，对每一个生产步骤进行细致的分析，探究影响产品质量的关键因素，讨论生产细节，发现生产过程中容易出现的问题，有针对性地进行调整和改进，以此來保证每一个零件都要达到我国质量标准。其次，将拆分的生产环节进行整合，研究各个生产环节的组合搭配，根据生产的特点分成材料选择、设备加工、零件装配、产品质检以及产品包装等环节，保证各个生产环节的有序性和高效性，并对每一环节的可靠性设计考虑其中，避免因为一个环节出错而影响整个产品的生产。最后，机械制造企业应该就生产设备维护、人员岗位培训落实到位，强化安全生产的重要性，在消除生产设备的影响后，避免因为人为因素而导致产品生产出现质量问题。

4.3 产品售后维修环节的可靠性优化设计

理论上来说，任何产品都不可能保证长久的安全无故障，只要进行长时间使用，或是因为零件磨损或是因为外部撞击、进水、锈蚀等因素，其产品都会发生或大或小地使用故障，而良好的售后维修可以最大限度的提升产品在消费者心中的信任程度，对企业品后期的牌维护和运营有着非常积极的作用。而产品售后维修环节的可行性优化设计主要可以从以下几点收入：第一，收集整理各种产品的维修数据，将产品故障进行分类整理，反馈到产品设计和产品生产部门，在设计生产中运用一些降额设计，以此来提升产品的稳定性，降低故障率。第二，对于一些内部磨损严重的零件应该考虑具体的更换成本，在维修成本与使用寿命中间寻求平衡性，以最低的维护费用来换取更高的产品可靠性能。最后，提高维修人员专业技能水平，鼓励维修人员可以在维修过程中对产生的故障和问题进行科学分析，帮助企业收集更多有用的产品维修数据。

5  结束语

随着我国机械设计制造行业的不断发展，消费者对产品本身质量和使用性能的重视程度逐渐提升，但由于我国机械可靠性优化设计尚处于起步阶段，存在很多不足和问题，机械制造企业应该将其重视起来，将可靠性优化设计理念贯穿产品设计、制造、售后各个环节，并加大对相关专业人才的培养力度，以此来提升我国机械行业的产品质量，推动机械设计制造行业的快速发展。

参考文献：

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