沈惠

摘 要：改革開放以來，我國的機械制造業(yè)取得了突飛猛進的進展，機械工程在我國經(jīng)濟建設(shè)的各種領(lǐng)域中占有十分重要的地位和作用，是國民經(jīng)濟的重要支柱。在機械制造業(yè)中，機械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計顯得尤為重要。探討了在機械設(shè)計中的可靠性優(yōu)化設(shè)計，從幾個方面研究了可靠性優(yōu)化設(shè)計應(yīng)當(dāng)注意的一些問題及我國在可靠性研究方面所存在的不足之處。

關(guān)鍵詞：機械工程 可靠性 優(yōu)化設(shè)計

1、可靠性的發(fā)展過程

從人們開始進行可靠性技術(shù)研究起，至今已經(jīng)有將近 70年的歷史。研究其發(fā)展過程，可歸納為早期研究、過程發(fā)展和國際化三個階段。

（1）早期研究階段：在第二次世界大戰(zhàn)當(dāng)中，英美的戰(zhàn)斗機和軍艦等一些軍事上重要的裝備在戰(zhàn)場上頻繁出現(xiàn)機械故障，導(dǎo)致戰(zhàn)爭上的被動，這就引起了人們開始思考機械設(shè)備的可靠性問題，于是有關(guān)機械可靠性的研究開始了籌劃階段，以用來減少戰(zhàn)爭中的那些機械故障問題。接著英美德等國家針對不同軍事裝備提出了相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。1942 年，美國麻省理工學(xué)院在真空管的可靠性研究上取得了相當(dāng)大的成效。上述這些都表明我國在機械制造可靠性研究上已經(jīng)進入初期研究階段，并取得了一定的成效。

（2） 過程發(fā)展階段：當(dāng)機械工程可靠性研究由早期的研究階段開始進入了一個相對成熟的研究過程階段，我們把這個過程稱為過程發(fā)展階段。在這個階段中，制造業(yè)相對發(fā)達的一些國家，如美國、前蘇聯(lián)、德國、日本等對可靠性開始進行了一些較為深入的研究工作，并在研究中獲得了很大的成功，這使得可靠性研究的未來發(fā)展方向得到了保證，使可靠性研究進入了一個新的發(fā)展階段。在這一過程中，可靠性研究的很多方面都得到了良好的發(fā)展和完善，例如：研究范圍已經(jīng)從原來的機械產(chǎn)品過渡到電子產(chǎn)品，且范圍還在不斷的擴大；理論研究不斷深入，已經(jīng)從原來的較為簡單的產(chǎn)品研究往更復(fù)雜多變的產(chǎn)品研究階段深入，為可靠性設(shè)計技術(shù)的進一步發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

（3） 國際化階段：可靠性研究在經(jīng)過了最初的簡單研究到進一步深入的過程發(fā)展階段，可靠性技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，它所展現(xiàn)的一些優(yōu)點已經(jīng)逐漸被世界各國所關(guān)注，許多國家已經(jīng)陸續(xù)在這方面開展了研究工作并在人力物力上作出了很大的投入，使得可靠性研究開始了國際化進程?？煽啃约夹g(shù)的國際化主要體現(xiàn)在各種國際學(xué)術(shù)組織的確立、國際可靠性和可維護性技術(shù)委員會的成立。

2、可靠性設(shè)計在機械中的應(yīng)用

2.1 設(shè)計環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計

機械產(chǎn)品設(shè)計包括整體裝配設(shè)計及組裝零件設(shè)計。對整機產(chǎn)品可將其作為一個整體進行設(shè)計，設(shè)計主要分為兩種方式：（1）先對整個系統(tǒng)有一個大致了解，分析各個零部件的可靠性程度，并推斷整體可靠性程度，這就是整體設(shè)計的可靠性預(yù)測，預(yù)測結(jié)果必須滿足設(shè)計指標(biāo)；（2）把整體所要求的可靠性程度指標(biāo)分配到各個零件設(shè)計上，只要各個零件滿足可靠性要求即可，可靠性分配方法主要有四種：等分配法、再分配法、比例分配法、綜合評分分配法。在進行單個零件設(shè)計過程中，我們挑選的零件盡可能采用國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)件或已經(jīng)在生產(chǎn)中大量使用的零件，并對重要性不同的零件分別用不同的設(shè)計方法進行設(shè)計，一些關(guān)鍵部件必須進行可靠性試驗。對產(chǎn)品的可靠性應(yīng)當(dāng)進行反復(fù)驗證和修改，直到滿足可靠性設(shè)計要求為止。另外，還要進行人機系統(tǒng)的設(shè)計，這方面主要包括操作舒適性和適應(yīng)性設(shè)計。

2.2 制造過程的可靠性設(shè)計

一個產(chǎn)品，如果要保證其質(zhì)量，那么制造環(huán)節(jié)是最大的關(guān)鍵，所以制造過程的可靠性設(shè)計便顯得尤其重要，這里我們不僅要保證加工設(shè)備上的可靠性，更重要的是加工工藝和工藝流程上的選擇。如果把產(chǎn)品的工藝流程看成是一個系統(tǒng)，那么其中任何一個工藝方案或工序相當(dāng)于一個子系統(tǒng)。每一個子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計都要考慮到各方面因素，例如：加工設(shè)備、工藝裝備、加工材料及工作人員的素質(zhì)等等，這樣才能確定出合理的子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，最后通過對這些子系統(tǒng)指標(biāo)進行整合分析，最終經(jīng)過合理手段統(tǒng)計出整個系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。

2.3 使用及維修的可靠性設(shè)計

維修在一個產(chǎn)品的壽命周期中占有舉足輕重的作用，一個在售后上有著良好口碑的公司必然有著光明的前景，所以公司在產(chǎn)品整個周期內(nèi)必須認真的對待售后維修問題，采用邏輯分析決斷法，科學(xué)地制定維修內(nèi)容和優(yōu)選維修方式，制定出合理的使用壽命周期。

機械產(chǎn)品的可維修性與可靠性具有很大的相似性，可維修性也是產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)之一。產(chǎn)品的維修性能必須在對產(chǎn)品進行可靠性設(shè)計的時候就應(yīng)當(dāng)考慮到，以使得設(shè)計出的產(chǎn)品達到故障容易發(fā)現(xiàn)、故障零件易于更換的目的。產(chǎn)品在進行維修性設(shè)計時必須考慮到維修費用問題，設(shè)計者在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)考慮到以最低費用換取更高的可靠性水平，盡可能減少故障發(fā)現(xiàn)時間。因此，基于可靠性理論的維修性顯得尤其重要，一個合理、經(jīng)濟的維修規(guī)則的制定在產(chǎn)品設(shè)計的科學(xué)化和現(xiàn)代化進程中具有巨大的意義。不僅如此，在進行維修可靠性過程中，還應(yīng)當(dāng)考慮到標(biāo)準(zhǔn)化工具的使用、維修人員的素質(zhì)、維修設(shè)備的先進性等等問題。

3、我國機械工程可靠性研究目前所存在的不足

可靠性發(fā)展史，就是不可靠教訓(xùn)史。當(dāng)今社會人們對產(chǎn)品要求越來越高，于是產(chǎn)品的可靠性便顯得越加重要，如今的產(chǎn)品可靠性設(shè)計水平已經(jīng)到達了一個很高的層次，發(fā)展觀念也不斷更新，這是一個產(chǎn)品制造的全新的階段?？煽啃栽O(shè)計迅猛的發(fā)展，這是當(dāng)前主流，但也有存在一些不足之處：一方面可靠性尚未得到我國國內(nèi)企業(yè)的足夠重視，很多企業(yè)覺得可靠性研究無關(guān)緊要，不影響產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，于是造成企業(yè)內(nèi)部研究可靠性設(shè)計的人才很少、管理比較混亂、對可靠性認識不夠清晰等，這些存在的問題對可靠性的發(fā)展極其不利；另一方面國內(nèi)教育部門在可靠性研究方面設(shè)置的課程很少，可靠性設(shè)計研究還沒形成一個獨立的學(xué)科。因此，可靠性研究在發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，必須引起有關(guān)部門給予高度重視。

3.1 國內(nèi)教育部門大多未設(shè)置可靠性研究方面的課程

經(jīng)調(diào)查分析，我國目前只有為數(shù)很少的高等院校有設(shè)置可靠性研究方面的課程，絕大多數(shù)院校都沒有這方面的相關(guān)課程，這就造成了我國可靠性研究人才的大量缺乏?？煽啃匝芯吭诂F(xiàn)代制造業(yè)中具有很重要的作用，它不僅應(yīng)當(dāng)是一門系統(tǒng)科學(xué)，而且應(yīng)當(dāng)作為一門獨立式學(xué)科。目前，很多企業(yè)開始尋求可靠性研究方面人才，但卻很難招募到這方面的人才，所以這應(yīng)當(dāng)引起當(dāng)今教育界的足夠重視，及時設(shè)立一些可靠性研究方面的課程，聘請一些專家教授進行授課，為我國未來的工業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。

3.2國內(nèi)企業(yè)對可靠性研究不夠重視

目前，我國國內(nèi)很多企業(yè)對可靠性研究并未足夠重視，覺得可靠性研究可有可無，對整個生產(chǎn)制造產(chǎn)生不了多大影響。但是，一些國際上的發(fā)達國家都把可靠性研究作為生產(chǎn)上的重要部分，如果我們國內(nèi)企業(yè)還對可靠性研究不夠重視，勢必會導(dǎo)致在未來的競爭上輸給對手，從而徹底喪失與之競爭的能力?？煽啃允莻€系統(tǒng)工程，它涉及廣泛且較為復(fù)雜，沒有一個機構(gòu)來統(tǒng)籌考慮和貫徹實施，是無法使產(chǎn)品可靠性得到保障。因此，我國企業(yè)不僅要開始重視可靠性研究，而且應(yīng)當(dāng)成立相關(guān)獨立研究部門，進行專門的產(chǎn)品可靠性設(shè)計研究及可靠性試驗，從而確保產(chǎn)品在各環(huán)節(jié)上的可靠性，使得產(chǎn)品質(zhì)量往更高的水平發(fā)展，從而可以在國際上占有足夠的競爭優(yōu)勢。為了企業(yè)的未來，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該開始足夠的重視起產(chǎn)品的可靠性研究，才能加厚自身競爭資本，這是時代的呼喚，也是歷史的強音。

4、總結(jié)

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)腳步不斷加快，機械制造業(yè)也日趨強大，并朝著更復(fù)雜、更深度的方向發(fā)展，對產(chǎn)品進行可靠性優(yōu)化設(shè)計將會變得越來越頻繁，使用也將越來越廣泛，這是我們樂意看到的，也是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

參考文獻

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