尹博

摘 要：隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的機(jī)械被應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中，并在其中發(fā)揮著重要作用。機(jī)械的廣泛使用對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提出更高的要求，因此有必要對(duì)其進(jìn)行完善?；诖?，筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，以在線分析儀器為例闡述機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在確保設(shè)備質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高工作效率，因此在實(shí)際中有著較為廣泛的應(yīng)用。但實(shí)際中機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用中依然存在一些問(wèn)題，影響應(yīng)用效果，并不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本文中分析機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，以在線分析儀器為例講解優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性。

一、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的分析

現(xiàn)如今是一個(gè)知識(shí)爆炸的時(shí)代，大量新技術(shù)及設(shè)備出現(xiàn)在人們生活工作中，提高人們生活及生產(chǎn)水平。在這樣的背景下企業(yè)生產(chǎn)方式也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨慷嗥贩N的生產(chǎn)模式，實(shí)際中為提高企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力就需要將成本及生產(chǎn)周期壓縮到極致，因此機(jī)械設(shè)計(jì)中就出現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)模式可以提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，幫助企業(yè)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)搶占市場(chǎng)，最終在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，贏得生產(chǎn)發(fā)展空間。優(yōu)化設(shè)計(jì)是誕生于上世紀(jì)六十年代的學(xué)科，它是充分結(jié)合工程設(shè)計(jì)及最優(yōu)理論結(jié)合，在大量設(shè)計(jì)方案中找到最合適，實(shí)現(xiàn)效率及效益最大化的目的。

二、在線分析儀器可靠性綜合試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在線分析儀器本身有別于其他儀器設(shè)備，本身具有著鮮明的特點(diǎn)。首先其本身結(jié)合了各種特性組件使其技術(shù)更加完善，可以說(shuō)在線分析儀器本身就是光機(jī)電一體化設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中具備小批量及多樣化的特點(diǎn)。這些都給可靠性試驗(yàn)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。

（一）劃分組塊模塊分析

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)經(jīng)濟(jì)體制的完善，與此同時(shí)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈，企業(yè)想要在這種形勢(shì)下發(fā)展壯大，就需要不斷提高自身核心競(jìng)爭(zhēng)力，而縮短新品開(kāi)放周期降低成本就是其中一種提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段。因此筆者以實(shí)際中某種產(chǎn)品為例，展開(kāi)整機(jī)可靠性綜合試驗(yàn)的研究工作。為確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，第三方提供取樣機(jī)預(yù)處理部分。實(shí)際試驗(yàn)中預(yù)處理單元后面設(shè)置任務(wù)剖面以確保分析儀器主體可靠性的突出，這里的整機(jī)并不是真的一個(gè)整體，而是指的是設(shè)備分析單元及其通信部分。

圖1 該系統(tǒng)構(gòu)件組成

光柵對(duì)經(jīng)過(guò)樣品池的光源發(fā)出的連續(xù)波長(zhǎng)可見(jiàn)光按照波長(zhǎng)線性展開(kāi)以后，不同波長(zhǎng)的光會(huì)投影在微鏡陣列的不同位置，微鏡陣列的控制可以通過(guò)CPU控制程序?qū)崿F(xiàn)，通過(guò)控制程序進(jìn)行微鏡陣列的編碼變化，然后將通過(guò)相應(yīng)微鏡反射的光全部集中在檢測(cè)器上。檢測(cè)器的作用就是放大處理采樣信號(hào)，再將經(jīng)過(guò)處理的采樣信號(hào)送至電路AD采集部分，該部分對(duì)放大后的采集信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后保存相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)與上位機(jī)通信通過(guò)總線接口是吸納，上位機(jī)軟件會(huì)對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，最終得到最后的檢測(cè)結(jié)果；在本次試驗(yàn)過(guò)程中為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，再去惡性試驗(yàn)剖面時(shí)遵循相關(guān)優(yōu)先原則：實(shí)測(cè)環(huán)境-相似環(huán)境-標(biāo)準(zhǔn)推薦的參考環(huán)境條件，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中按照由低到高的產(chǎn)品各層次順序進(jìn)行，為了將產(chǎn)品隱藏缺陷及產(chǎn)生原因徹底暴露出來(lái)因此本次試驗(yàn)檢測(cè)中首先確定環(huán)境剖面。整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格按照試驗(yàn)要求進(jìn)行：檢測(cè)中既不造成新缺陷又不會(huì)對(duì)儀器使用壽命產(chǎn)生過(guò)多的影響。在這個(gè)前提下完成每一層次的試驗(yàn)方法，確保每次試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。當(dāng)然試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，為了將這種影響降到最低需要進(jìn)行篩選試驗(yàn)，目的是為了剔除產(chǎn)品早起故障，確保后期可靠性綜合試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

（二）試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集及整體性分析

因?yàn)樵诰€分析儀器可以用于可靠性試驗(yàn)樣品相對(duì)較少，這是受到本身批量及更新問(wèn)題的影響形成的。這次只有5臺(tái)樣機(jī)用于可靠性綜合試驗(yàn)，這種前提下為盡量提高試驗(yàn)真實(shí)性，就需要全方位挖掘相關(guān)信息。這次試驗(yàn)樣機(jī)并不是新產(chǎn)品，而是在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上升級(jí)發(fā)展而來(lái)。這就給本次試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)提供了一定的方便，數(shù)據(jù)采集中可以收集老型號(hào)產(chǎn)品在近似使用環(huán)境下的相關(guān)數(shù)據(jù)，特別是故障數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以得到儀器可靠性的基本數(shù)據(jù)，可以在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中參考這些數(shù)據(jù)，進(jìn)而更好的優(yōu)化理論模型，起到增長(zhǎng)可靠性設(shè)計(jì)目標(biāo)的作用。整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中需要得到廠家的配合，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)后并將其用在修正可靠性模型修正的過(guò)程中。在儀器產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)，每個(gè)生命階段都會(huì)產(chǎn)生一定的可靠性數(shù)據(jù)，為確保預(yù)測(cè)的可靠性這個(gè)過(guò)程中我們利用了同類產(chǎn)品的過(guò)往數(shù)據(jù)，給予新產(chǎn)品最為可靠的預(yù)測(cè)。這種預(yù)測(cè)可以方便對(duì)比及選擇可靠性試驗(yàn)方案；在可靠性試驗(yàn)中得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，又可以在分析產(chǎn)品初始可靠性等中得到應(yīng)用，提供相關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)確保產(chǎn)品改進(jìn)及定型工作的順利進(jìn)行。有計(jì)劃有目的的收集產(chǎn)品個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)有目的有方向的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，最終實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品可靠性的目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，設(shè)計(jì)優(yōu)化在我國(guó)設(shè)計(jì)行業(yè)中占據(jù)著重要地位，這種新型的設(shè)計(jì)方法給機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高了更為廣闊的發(fā)展空間。機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)效率的提高，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)提供更多的產(chǎn)品支持。

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