賈瑞環(huán)

摘? ? 要：在社會飛速發(fā)展的今天，在對產(chǎn)品的設計早就開始了產(chǎn)品可靠性的研究，這在經(jīng)濟競爭中占有重要的地位。可靠性的研究對機械產(chǎn)品的材料和尺寸都進行了充分的考慮，對機械產(chǎn)品的使用安全概率和最大可能性的壽命進行研究，進一步增加機械產(chǎn)品的使用效率，這也是很大的進步。機械可靠性設計主要就是指在規(guī)定的使用條件和時間的范圍內(nèi)，機械產(chǎn)品或系統(tǒng)對規(guī)定功能能夠順利的完成，可靠性設計的對象是機械產(chǎn)品或系統(tǒng)，無論是整套的機械系統(tǒng)還是單個的設備，都是可以看作可靠性設計的對象。

關鍵詞：機械產(chǎn)品;可靠性設計

1? 引言

現(xiàn)如今，可靠性技術(shù)在很多行業(yè)都受到了大力關注，人們非常關心產(chǎn)品的可靠性以及產(chǎn)品的質(zhì)量，如果企業(yè)公司多多關注可靠性技術(shù)，那么所制造出的產(chǎn)品將會受到越來越多的客戶青睞，這樣它們也將得到更多的利益，同時社會的經(jīng)濟和科學技術(shù)也會的到一定的推進。產(chǎn)品良好的可靠性決定著是否企業(yè)能在未來的競爭中處于優(yōu)勝地位。在發(fā)達國家，可靠性技術(shù)的研究是非常普遍的，及時在小的企業(yè)里面它們都非常關注產(chǎn)品的高可靠性，甚至細致到每一個螺絲釘，這也就是為什么國外電器能在中國暢銷的原因。

2? 機械可靠性的相關概述

2.1? 可靠性定義

可靠性也即是指產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下、規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的性質(zhì)或能力。并將這種可靠性概率度量稱為機械產(chǎn)品的可靠度。

2.2? 機械可靠性的發(fā)展

當前，以確定性有限元為基礎的隨機有限元法成了隨機參數(shù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)不確定分析的相當有效的數(shù)值方法。張義民等人應用一節(jié)可靠性技術(shù)和隨機有限元法對隨機機構(gòu)的可靠性問題展開了深入研究，并以此開辟了全新的以攝動技術(shù)、一次二階矩法、使用概率統(tǒng)計學和有限元理論為基礎的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性的分析及設計理論。機械產(chǎn)品與可靠性關系圖如圖-1所示。由于可靠性技術(shù)貫穿于產(chǎn)品的研制、設計、裝配、試驗、調(diào)試、保管等環(huán)節(jié)，因此應積極大力推廣機械產(chǎn)品設計的可靠性技術(shù)。

3? 機械產(chǎn)品可靠性設計思路

3.1? 可靠性的優(yōu)化設計

任何機械產(chǎn)品，從其建立初期的方案開始到后來的生產(chǎn)制造，必須經(jīng)過的關鍵過程也即是設計過程。隨著新技術(shù)、新方法、新材料、新知識、新工藝的不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，機械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期也大大縮短，尤其是隨著顧客對產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、功能等方面的要求不斷提高，加之知識成為技術(shù)、技術(shù)發(fā)展為產(chǎn)品的時間縮短，這就要求設計過程必須加快步伐，必須縮短設計的周期，進而提升設計的質(zhì)量。另外，產(chǎn)品設計的合理與否，對產(chǎn)品的使用價值、力學性能、制造成本等也均會造成直接的影響。因此，如何提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量、改進設計技術(shù)、發(fā)展設計理論以及加快設計的過程，已成了當前機械設計發(fā)展的必然趨勢和方向。

產(chǎn)品最佳可靠性將直接影響到國家能源和資源的合理利用，機械產(chǎn)品設計優(yōu)化的最主要目的就是根據(jù)相關的安全需要和預定需求，以最優(yōu)形式實現(xiàn)產(chǎn)品。通常將可靠性優(yōu)化設計分為三方面：成本、質(zhì)量和可靠度，將產(chǎn)品總體的可靠度作為產(chǎn)品性能約束的優(yōu)化，會產(chǎn)生與合理安全性相互協(xié)調(diào)的平衡設計，即在給定產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)布局或成本之下，使產(chǎn)品獲得最大的可靠性。

3.2? 可靠性的靈敏度設計

機械產(chǎn)品系統(tǒng)模型修改、產(chǎn)品優(yōu)化設計、系統(tǒng)動力控制、結(jié)構(gòu)參數(shù)識別估計變化和工程近似分析中，靈敏度分析和再設計成了機械產(chǎn)品多功能的設計工具。在進行機械產(chǎn)品可靠性設計時，各因素對產(chǎn)品失效帶來的影響程度也有所不同，因此機械產(chǎn)品可靠性靈敏度的研究具有很重要的現(xiàn)實意義。

可靠性的靈敏度設計，也即是以機械產(chǎn)品可靠性為基礎，并在此基礎上進行的靈敏度設計，并以此得出一個用以確定設計參數(shù)，以此來改變對產(chǎn)品可靠性的評價及影響，并以此來反映各設計參數(shù)對產(chǎn)品失效影響的程度?？煽啃缘撵`敏度設計在可靠性優(yōu)化設計、可靠性修改和設計、可靠性維護等方面的應用意義重大。

3.3? 穩(wěn)健設計

文件設計是一種高質(zhì)量和低成本的設計方法和思想，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、成本進行綜合考慮，并選出最佳的設計方案，這樣一來不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時還可有效降低產(chǎn)品的制造成本。正確運用穩(wěn)健設計方法和理論，可有效使產(chǎn)品在使用及制造中，或在規(guī)定壽命期限中，即便是設計因素出現(xiàn)了微小變化也可確保產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。

機械產(chǎn)品的穩(wěn)健設計也即是在可靠性設計、優(yōu)化設計、靈敏度設計的基礎之上展開的可靠性穩(wěn)健設計，它是將可靠性靈敏度融入到優(yōu)化設計模型當中，同時將穩(wěn)健性設計歸結(jié)為滿足機械產(chǎn)品可靠性要求的多目標優(yōu)化的問題中。機械產(chǎn)品設計過程中，科學恰當?shù)倪\用穩(wěn)健性設計方法，可使產(chǎn)品在各種干擾因素下，依然保持其可靠性穩(wěn)定，以此來實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性設計對設計參數(shù)變化的不敏感性，以此來提高產(chǎn)品魯棒穩(wěn)健性和安全可靠性。

4? 小結(jié)

機械產(chǎn)品可靠性設計目前已收到各行各業(yè)的廣泛關注，可靠性設計技術(shù)已成為國內(nèi)機械行業(yè)和學科迅速發(fā)展的重要方向之一。筆者以為，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學力學的基本理論，將機械產(chǎn)品可靠性設計、優(yōu)化設計、靈敏度設計以及文件設計方法達到最優(yōu)化，并最終通過相應的使用軟件庫，為機械行業(yè)提供科學可靠性分析和設計技術(shù)服務。

參考文獻：

[1] 張義民.機械可靠性設計的內(nèi)涵與遞進[J].機械工程學報，2010.

[2] 陳國永，吳春舉.對鉆探機械可靠性設計的分析研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2011.

[3] 施志盛，徐浩翔.淺析機械可靠性設計的研究及應用[J].科技致富向?qū)В?011.

[4] 高慶春，孫蕊.機械可靠性設計的內(nèi)涵與遞進[J].科技與生活，2012.