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        機械工程的可靠性優(yōu)化設計分析

        2019-10-20 01:59:19鄭良坤趙晨臧澤坤
        炎黃地理 2019年5期
        關鍵詞:機械工程

        鄭良坤 趙晨 臧澤坤

        摘 要:隨著現代經濟建設的步伐不斷加快,機械工程制造業(yè)的發(fā)展也在日趨繁榮,且正朝著更具深度、更為復雜的方向邁進。當前人們對機械工程產品的可靠性優(yōu)化設計的要求變得更高;目前,機械工程產品正日趨大型化與復雜化,因此,機械工程產品的可靠性優(yōu)化設計的方法的應用也將會變得更廣泛。對產品的使用也會變得更廣泛,現代企業(yè)的發(fā)展也要以此作為發(fā)展的指標。

        關鍵詞:機械工程;可靠性;設計優(yōu)化

        在如今的社會,由于科學技術的不斷發(fā)展,人們已經開始重視對多功能產品的需求,那么功能產品就要具有應具備的功能。為了使產品的功能更具有可靠性,就需要加大力度對可靠性進行優(yōu)化設計,無論是產生開始還是現在,可靠性優(yōu)化設計有了快速的發(fā)展以及得到非常廣泛的使用。

        1 機械工程的可靠性設計概述

        機械工程的可靠性,反映出產品是否能夠真正實現使用功能。隨著社會的發(fā)展,人們對于產品的功能需求增加,因此可靠性成為一個關鍵指標。在優(yōu)化設計過程中,應該滿足時間、經費的要求,除了涉及到設計技術以外,還和環(huán)境工程、價值工程、質量工程等具有密切聯(lián)系。縱觀我國機械工程行業(yè)的發(fā)展歷程,可靠性研究是在上個世紀80年代提出的,同時建立了專業(yè)研究機構,制定了人才培養(yǎng)計劃。但是,由于研究內容更多的是偏向于理論方面,在實際中的應用比較少,因此機械工程的可靠性設計發(fā)展較慢。

        分析可靠性設計優(yōu)化的必要性,一方面,能滿足產品的使用需求。在科學技術的支持下,機械產品的更新?lián)Q代迅速,不僅產品的功能不斷增加,而且產品在設計生產環(huán)節(jié)花費的人力、物力更多。因此,必須對設計進行優(yōu)化。另一方面,滿足社會發(fā)展的需求。市場上機械產品種類繁多,相比于外觀,人們更加關注產品的使用性能。企業(yè)要想實現可持續(xù)發(fā)展,就必須保證產品的可靠性,進行設計優(yōu)化是重要的途徑。

        盡管我國機械制造行業(yè)的發(fā)展獲得了顯著成就,但是和國外相比,依然存在較大的差距。設計工作中存在的問題,體現在以下兩個方面:第一,企業(yè)重視程度不足。由于我國機械制造行業(yè)起步晚,因此在經營發(fā)展上存在誤區(qū),例如部分企業(yè)不重視產品的可靠性設計,會導致消費者質疑產品質量,造成名譽損失,不利于企業(yè)的健康發(fā)展。對于這種情況,企業(yè)應該認識到可靠性設計的重要性,并設立專門的部門進行管理,不僅注重理論方面的研究,還要將其應用在實踐中。第二,專業(yè)人才缺失。人才培養(yǎng)是提高機械產品設計可靠性的重要元素,然而我國高校中機械可靠性設計專業(yè)的開設較少,對人才培養(yǎng)形成阻礙。針對這種情況,首先應該獲得教育部門的支持,高校在分析社會和市場需要后,有目的性的開設相關專業(yè)課程,并且要求授課教師具有豐富的經驗,在提高教學質量的同時,切實培養(yǎng)出機械產品的可靠性設計人才。

        2 當前我國機械工程可靠性優(yōu)化設計中的不足之處

        2.1機械工程可靠性優(yōu)化設計人才儲備不足

        因為機械工程可靠性優(yōu)化設計是一項很復雜的、系統(tǒng)的項目,所以機械工程設計往往需要技術高超的人才來支持,而當前我們國家還是比較缺乏這些技術高超的人才的。當前機械工程可靠性優(yōu)化設計方面人才的缺乏與高校的教育工作有很大的關系。這是因為很多高校往往只注重培養(yǎng)大眾型人才來適應社會的需要,而沒有重視培養(yǎng)高技術的人才,尤其是關于機械工程設計方面的高技術人才。雖然有的高校有開設機械工程設計的課程,但是沒有在這方面進行比較深入的開展。因而,也就很難培養(yǎng)出高素質的機械工程可靠性優(yōu)化設計人才,進而也就給當下我國機械工程可靠性優(yōu)化設計方面的人才儲備造成了很大的不良影響,這是非常不利于機械制造業(yè)的發(fā)展以及社會發(fā)展的。

        2.2企業(yè)對機械工程可靠性優(yōu)化設計不夠重視

        當下很多企業(yè)還沒有真正意識到可靠性優(yōu)化設計對企業(yè)的重要性。企業(yè)的機械工程可靠性設計是一項比較復雜、系統(tǒng)的工作,它關系著產品的質量以及企業(yè)的效益。如今市場競爭越來越激烈,企業(yè)要真想在市場競爭中處于有利地位,就要重視機械工程的可靠性優(yōu)化設計;反之,就會因為機械工程可靠性優(yōu)化設計的不到位而保證不了產品的質量,進而使產品失去相應的競爭力,從而使企業(yè)處于市場競爭中的不利地位。

        3 機械工程可靠性優(yōu)化設計要點

        3.1產品設計階段

        機械產品制造階段會涉及到產品整體裝配以及零件組裝,是影響產品可靠性的關鍵因素。將可靠性優(yōu)化設計應用到機械產品設計環(huán)節(jié),需要將產品零部件設計以及組裝看作一個整體,然后采取措施控制,從根本上來達到產品可靠性優(yōu)化的目的。一方面,需要綜合分析機械產品特點與需求,對其進行系統(tǒng)性了解,判斷產品各組件的可靠性水平,然后通過所有零部件的綜合分析,確認產品可靠性。在此環(huán)節(jié)中主要就是對產品可靠性進行合理預測與科學分析,確認產品設計指標是否能夠順利實現;另一方面,合理分配產品各項指標,即根據機械工程產品可靠性要求,來完成各對應指標的分配,提高各零部件的可靠性。一般設計時可依據再分配、等分配、比例分配以及綜合評分等機制來進行,實現機械工程可靠性優(yōu)化設計。其中,將單個零部件作為設計對象時,要保證其指標能夠達到國家規(guī)定要求,面對不同部件時,可對分配以及設計進行調整。尤其是對于新型產品而言,零部件的設計需要提前進行可靠性試驗,確認其性能可以達到專業(yè)標準,符合產品設計要求。

        3.2產品制造階段

        完成產品設計階段的可靠性優(yōu)化設計后,便會進入到產品制造階段,這對產品可靠性有著至關重要的影響,需要按照專業(yè)標準來做好各機械零部件質量的控制。結合產品設計要求,對各零部件材質、加工精度等進行檢查和控制,保證整個制作環(huán)節(jié)所有零部件的可靠性優(yōu)化,最大程度上排除外部因素的干擾,實現加工工藝以及制造流程的規(guī)范化與專業(yè)化??梢詫C械產品制造過程看作為一個有機整體,基于產品設計與應用要求,來對其加工材料、處理流程進行綜合分析,提高可靠性優(yōu)化設計的落實效果,確保產品可以達到機械工程最終生產指標。另外,對于機械產品的可靠性優(yōu)化設計,需要針對各子系統(tǒng)指標來進行綜合分析,然后選擇科學手段來對整個制造階段進行分析和調整。

        3.3使用維修階段

        為了保證機械產品維持在正常狀態(tài),滿足實際應用需求,就需要加強對后期使用維修階段的重視,這是提高機械產品可靠性的重要措施,是對產品設計與制造階段的延伸。因此,在針對機械工程可靠性優(yōu)化設計研究時,需要提高對使用維修階段的重視,對提高企業(yè)市場口碑具有重要意義,是促進其持續(xù)健康發(fā)展的重要舉措。通過邏輯分析方法,來對機械工程產品制訂科學、合理的產品維修內容以及維修方法,對產品使用壽命進行合理規(guī)劃,延長其服務年限。對于機械產品而言,其可靠性與維修性之間存在密切聯(lián)系,兩者相互影響,以提高產品可靠性為根本目的,對其可維修性指標進行科學分析,為后期產品使用與維修提供依據。同時,還需要兼顧維修費用分析,在實際操作中爭取以最少成本來最大程度維持產品可靠性,減少各類運行故障的發(fā)生。

        4 可靠性優(yōu)化設計在機械工程中的運用

        4.1可靠性優(yōu)化設計在產品設計環(huán)節(jié)中的應用

        裝配整體設計環(huán)節(jié)與零件組裝設計是機械工程產品設計的兩個重要組成部分。在進行可靠性優(yōu)化設計的時候,可以把它看作一個整體。而主要的設計方法大致有兩種。第一種方法:首先了解在整體之中的零部件有多大的可靠性,了解機械系統(tǒng)。就可以隨之分析整體有多大的可靠性。這種方法可以預測整體的可靠性。第二種方法即分配整體設計可靠性法。這種方法在實際操作中的體現是,通過機械工程的可靠性優(yōu)化設計的大致要求,分配總體指標。這樣就使得各個零部件的可靠性指標要求得到滿足。有很多比較常用的可靠性分配方法。比如再分配、等分配、比例分配等。在單個零件的設計時,我們應該盡量采取符合國家規(guī)定并且已經投入過大量使用的零件。先進行可靠性的試驗,再對關鍵部件進行設計。這樣才可以做到在設計環(huán)節(jié)中的可靠性優(yōu)化設計。

        4.2可靠性優(yōu)化設計在機械工程產品制造中的應用

        只有在制造環(huán)節(jié)對質量進行控制,一個產品的質量才能得到保證。所以,機械產品在設計制造的環(huán)節(jié)就進行可靠性優(yōu)化設計是十分重要且必要的。因此,我們一定要密切關注工藝流程與加工工藝,要以最高水平去制造產品。作為一個完整的系統(tǒng),產品制造工藝流程的子系統(tǒng)也十分重要。而它的子系統(tǒng)正是其中的各個方案與工序。工藝裝備、加工設備、加工材料這些各個方面的因素,在對子系統(tǒng)進行可靠性優(yōu)化設計的時候,都要考慮到。這樣全面考慮,才能給各個子系統(tǒng)設計出科學合理的可靠性操作指標。

        最終,我們一定要加強子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。讓他們合成為一個整體。然后我們便可以使用科學整合來得到指標,進而使用合理的方法將總系統(tǒng)的可靠性優(yōu)化指標計算出來。

        4.3可靠性優(yōu)化設計在機械工程產品的使用和維修中的應用

        售后維修在產品的使用與壽命周期中都具有著不可忽視的作用。一個企業(yè),若想達到可持續(xù)發(fā)展,那么它的優(yōu)質的售后服務是必不可少的。我們在對產品進行可靠性優(yōu)化設計的時候,必須將產品的維修性也考慮在內。這樣才可以使產品的問題可以被盡早發(fā)現,并可以被輕松檢查出來,進而輕易地將它修復。凡是機械工程產品,往往都具有可維修性,這點和機械工程產品的可靠性是很相似的??煽啃缘囊粋€具體指標就是可維修性。在設計一個機械工程產品的時候,我們首先應該考慮的就是可靠性指標。這樣才能在機械產品在被設計出來之后,便于進行維護和修理。在對產品進行維修性設計時,我們一定要遵守以最低的費用,來獲得最高程度的可靠性的原則。這樣同時也能夠減少發(fā)現問題的時間。更快發(fā)現故障往往意味著能夠更快地解決問題。因此,可靠性優(yōu)化設計完全能夠成為機械產品的維修和使用中的基本的理論基礎。

        5 結語

        機械工程在相關領域中得到了普遍的認可,倘若想要提升生產質量,促使企業(yè)獲得可觀的經濟效益,那么相關人員就應當就要對其可靠性優(yōu)化設計引起必要的重視。當前,隨著我國科學技術的日益完善,人們對機械工程設計質量也提出了愈來愈多的要求,這樣就會在某種程度上促使其設計結構變得繁瑣,也增加了相應的難度系數。

        參考文獻

        [1]劉正炎。機械工程的可靠性優(yōu)化設計[J].黑龍江科技信息,2013(05):1

        [2]袁向東。淺談機械工程的可靠性優(yōu)化設計[J].科技風,2015(21):158.

        [3]張立博.探討機械工程的可靠性優(yōu)化設計[J].工程技術與產業(yè)經濟,2012(03):63~64.

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