摘要：在机械工程制造业当中，对其进行的可靠性优化设计具有非常重要的作用。本文就机械工程中的可靠性优化设计问题进行了探讨。
关键词：机械；工程；可靠性；优化
一、机械工程产品的可靠性优化设计现状分析
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可靠性优化设计研究的组织与团体，并为社会培养了大批的可靠性优化设计研究的技术人才，制定出了整套可靠性优化设计的规范标准。从总体上来看，过去的可靠性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、当前我国机械工程可靠性优化设计中的不足之处
（1）机械工程可靠性优化设计人才储备不足
因为机械工程可靠性优化设计是一项很复杂的、系统的项目，所以机械工程设计往往需要技术高超的人才来支持，而当前我们国家还是比较缺乏这些技术高超的人才的。当前机械工程可靠性优化设计方面人才的缺乏与高校的教育工作有很大的关系。这是因为很多高校往往只注重培养大众型人才来适应社会的需要，而没有重视培养高技术的人才，尤其是关于机械工程设计方面的高技术人才。虽然有的高校有开设机械工程设计的课程，但是没有在这方面进行比较深入的开展。因而，也就很难培养出高素质的机械工程可靠性优化设计人才，进而也就给当下我国机械工程可靠性优化设计方面的人才储备造成了很大的不良影响，这是非常不利于机械制造业的发展以及社会发展的。
（2）企业对机械工程可靠性优化设计不够重视
当下很多企业还没有真正意识到可靠性优化设计对企业的重要性。企业的机械工程可靠性设计是一项比较复杂、系统的工作，它关系着产品的质量以及企业的效益。如今市场竞争越来越激烈，企业要真想在市场竞争中处于有利地位，就要重视机械工程的可靠性优化设计；反之，就会因为机械工程可靠性优化设计的不到位而保证不了产品的质量，进而使产品失去相应的竞争力，从而使企业处于市场竞争中的不利地位。
三、相应的设计方法介绍
（1）稳健性设计
稳健性设计顾名思义就是指让产品的相关的使用性能对于产品制造过程中的会遭遇到的环境变化等有一定的抵御能力，不会随着环境的变化让其产品性能也发生变化。同时也要保证产品在保质期内都能够较大程度上地维持它的工作状态，不会轻易地丧失工作能力。这种设计方法虽然可以有效地提高产品的可靠性，但因为需要的投入较大，所以比较难以实现。
（2）预防故障设计
预防故障设计方法是通过对同类产品发生故障的相关经验从而对产品进行相应的加工，预防故障的出现或者是尽量地缩小故障发生的可能性。这是最为有效地保证产品的可靠性的方法之一。具体的操作，简单举例，如果是要对机械产品的某一个部分进行预防故障设计就可以先从那部分的选材做起，首先要参照过去的一些产品参数，选择最为合适的材料，并且也要考虑到相应的产品维修等方面，从而做出最为完善的产品可靠性设计。
（3）降额设计
降额设计即通过减低产品零部件的使用应力，并使它低于产品原本标示的额定应力。从而在一定程度上减少其发生故障的概率，保证其可靠性的设计方法。因为，在过去的经验中，大部分的机械产品在低于额定应力的环境下运行，其可靠性能够到达最高的状态。但是这个方法的实施往往存在着很大的难度。因为具体要降多少最为合适并不是可以大概估算的，而是必须要通过长时间，大量的实验才能够得出最精确的数据。从而切实地保证产品的可靠性。
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四、可靠性设计在机械中的应用
（1）设计环节的可靠性设计
机械产品设计包括整体装配设计及组装零件设计。对整机产品可将其作为一个整体进行设计，设计主要分为两种方式：
先对整个系统有一个大致了解，分析各个零部件的可靠性程度，并推断整体可靠性程度，这就是整体设计的可靠性预测，预测结果必须满足设计指标；
2.把整体所要求的可靠性程度指标分配到各个零件设计上，只要各个零件满足可靠性要求即可，可靠性分配方法主要有四种：等分配法、再分配法、比例分配法、综合评分分配法。在进行单个零件设计过程中，我们挑选的零件尽可能采用国家规定的标准件或已经在生产中大量使用的零件，并对重要性不同的零件分别用不同的设计方法进行设计，一些关键部件必须进行可靠性试验。对产品的可靠性应当进行反复验证和修改，直到满足可靠性设计要求为止。另外，还要进行人机系统的设计，这方面主要包括操作舒适性和适应性设计。
（2）制造过程的可靠性设计
一个产品，如果要保证其质量，那么制造环节是最大的关键，所以制造过程的可靠性设计便显得尤其重要，这里我们不仅要保证加工设备上的可靠性，更重要的是加工工艺和工艺流程上的选择。如果把产品的工艺流程看成是一个系统，那么其中任何一个工艺方案或工序相当于一个子系统。每一个子系统的可靠性设计都要考虑到各方面因素，例如：加工设备、工艺装备、加工材料及工作人员的素质等等，这样才能确定出合理的子系统可靠性指标，最后通过对这些子系统指标进行整合分析，最终经过合理手段统计出整个系统的可靠性指标。
（3）使用及维修的可靠性设计
对于产品来讲，在其生命周期之内，售后维修占据的意义不同寻常。通过观察平时所见，我们不难发现只有那些做好售后工作的单位，才能够在激烈的竞争狂潮之中获取稳定的发展，才能够拥有一席之地。因此，我们要想获取稳定的发展就要认真分析售后维护工作。具体来讲，要运用逻辑分析措施，合理的制定维修策略，选取维修措施，明确其使用时间。对于机械产品来讲，它的可维修能力和可靠性有着非常多的近似点。产品的维修性能必须在对产品进行可靠性设计的时候就应当考虑到，以使得设计出的产品达到故障容易发现、故障零件易于更换的目的。当我们开展维修设计工作的时候，一定要将费用考虑到，要以最少的成本获取最高的效益，尽量地降低问题发生几率。基于可靠性理论的维修性显得尤其重要，一个合理、经济的维修规则的制定在产品设计的科学化和现代化进程中具有巨大的意义。不仅如此，在进行维修可靠性过程中，还应当考虑到标准化工具的使用、维修人员的素质、维修设备的先进性等等问题。
总结语
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。产品的可靠性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。可靠性的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。
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论文作者:潘冬霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
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