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摘要：当今社会科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用。在机械工程制造业当中，优化设计具有非常重要的作用。本文就机械工程中的优化设计问题进行了探讨，以供参考。
关键词：机械工程；优化；设计
在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。
一、机械工程产品的优化设计现状分析
由于我国的特殊历史原因，机械工程制造业与西方发达国家机械制造业相比，显得相对落后，尤其是在可靠性设计的研究方面更是显得滞后。直到二十世纪八十年代，我国在机械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些个别的行业还成立了专门从事优化设计研究的组织与团体，并为社会培养了大批的优化设计研究的技术人才，制定出了整套优化设计的规范标准。从总体上来看，过去的优化设计研究比较偏重于理论，但在生产实践中，对于理论的应用则是比较少，就这一点而言，与制造业相对较为发达的国家相比较，存在着许多不足之处。
二、产品可靠性设计的研究背景
现如今，科学技术发挥中迅猛，市场竞争也日益激烈，一个企业若想要更好的发展下去，就必须重视产品的更新换代。而随着时代的变化，人们的意识也在不断地变化，人们不再过于注重产品的外观，而是更加重视产品的功能。因此，企业应在机械化水平和可靠性这两个方面来提高产品的质量，只有如此，机械性制造业才能更好的发展下去。产品结构随着科学技术的迅猛发展变得愈来愈复杂，功能也愈来愈新颖，如果在产品制造过程中应用到高新技术，那么产品的复杂性将得到提高，并且产品更新换代的速度也会有较大的提升。产品设计是一个不断深化的过程，产品能够在设计过程中得到不断的改进和完善。在投入市场之前，产品应当进行初步的试验。这个过程是为了保证产品能更好的满足市场需求，在这之后产品才能进行大批量的生产。在生产过程中，我们能够发现产品的很多问题，对其使用功能有着最大影响的是它的设计和可靠性。在产品生产的初期，企业应十分重视产品的初期设计和工艺可靠性。在问题发生的萌芽阶段，就应该消除问题，这样才能更好的提高产品的可靠性。与此同时，这样也能够实现产品的生产目标。可靠性设计涉及的范围是非常广，除去一些比较传统的设计技术，它还涉及到多种学科的内容，包括计算机工程和环境工程的很多内容。因此，在进行可靠性设计的同时，应重视各个学科的内容。我们不仅仅可以在工业中应用到可靠性设计，在航空领域和军事领域也可以应用到可靠性设计。
三、优化设计在机械工程中的应用
机械工程产品的优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论优化设计问题。
1.机械工程产品设计环节的优化设计
机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对机械产品进行优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；这种方法即为预测整体设计可靠性的手段，预测的结果必须与设计指标相符合。第二种方法为：将整体机械工程优化设计所要求的指标分配到其零部件的设计上，要求零部件必须满足各自的可靠性指标要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及综合评分的分配方法。设计单个零件时，尽量采用符合国家规定且已经在生产中大量投入使用的常规零件，并用不同设计方法对重要程度不相同的零件进行优化设计，设计关键部件之前，要先行可靠性的试验。除此之外，要反复验证及修改机械工程产品设计的可靠性，直到其能够满足于优化设计所要求的标准为止。设计机械工程的人机系统也很重要，这方面的设计包括适应性及操作的舒适性设计。
2.机械工程产品制造中的优化设计
要保证一个产品的质量，在制造环节的质量控制是最关键的部分，因此，机械产品在制造的过程中进行优化设计是非常重要的。加工的设备可靠性要得到保证，在选择加工工艺与工艺流程时，要注意其技术水平，保证制造水平尽量达到最优化。产品制造工艺流程是一个完整的系统，其中的各个方案与工序是工艺流程系统中的子系统，对每个子系统进行优化设计时，都要综合考虑各方面的因素，如工艺装备、加工设备、加工材料与工作人员素质等；只有这样才能为各个子系统设计出可靠性与合理的指标；最后，整合分析各个子系统的指标，并通过合理的方法将总系统的可靠性及优化指标整理出来。
3.机械工程产品的使用与维修的优化设计
对机械产品进行维修，能有效延长其使用寿命；良好的售后服务水平是一个公司获得发展的必备条件。因此，生产机械设备的厂家要认真对待售后服务与维修的问题，运用先进的逻辑分析法，制定出科学的维修内容与维修方式，对机械产品的合理使用寿命作出规划。机械工程产品具有可维修性及可靠性，两者在很大程度上是相似的，可维修性是可靠性的具体指标之一。对机械工程产品进行设计时就应当首先考虑到可靠性指标，以便能使设计出的机械产品在发生故障的情况下，易于检查与维修。进行机械产品维修的优化设计时，要充分考虑维修费用的问题，负责设计工作的人员在进行机械工程优化设计时，要以最少的费用获得最高程度可靠性作为设计的原则，以便能够尽量减少发现故障的时间。因此，以优化设计理论作为维修设计的基础，是非常合理的，也是非常重要的；制定经济合理的维修设计在现代化与科学化的进程中意义重大。使用符合标准的维修设备进行维修，提高维修工作人员的技能水平，使机械产品的维修工作能够朝现代化与科学化的方向发展。
四、结语
当前人们对机械工程产品的优化设计的要求变得更高；目前，机械工程产品正日趋大型化与复杂化，因此，机械工程产品的优化设计的方法的应用也将会变得更广泛。对产品的使用也会变得更广泛，现代企业的发展也要以此作为发展的指标。 在以往机械工程的优化设计的过程中，很少将可靠性方面的指标考虑进去，因此不能够将机械工程产品的可靠性真实地反映出来；在可靠性的设计方法当中一般不会考虑机械产品的重量、体积及成本等方面的指标。而在很多机械工程的设计方案中，只考虑进行可靠性方面的设计或只考虑优化方面的设计，就很难达到理想设计的效果。因此，只有在机械工程的设计中综合考虑可靠性与优化设计，并将两者的优势有机结合在一起，方能取得理想的设计效果。随着现代经济建设的步伐不断加快，机械工程制造业的发展也在日趋繁荣，且正朝着更具深度、更为复杂的方向迈进。
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论文作者:廖飞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第3期
论文发表时间:2017/6/30
标签：可靠性论文; 机械工程论文; 产品论文; 优化设计论文; 指标论文; 机械论文; 方法论文; 《防护工程》2017年第3期论文;