摘要:当今机械系统的发展速度非常快,尤其是在现代科技的带动之下,很多新的技术和理念不断涌现,为了跟上这样的步伐,就要求我们的从业人员更加努力的来研究和提高各种机械产品的可靠性。机械可靠性问题是一个直接关系到整个机械系统运行的一个关键的质量和产品性能问题,有时候甚至会直接关系到人们的生命和财产安全,所以必须要得到足够的重视才行。
关键词:机械产品;可靠性设计
1 前言
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[1]。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。
2 关于可靠性设计的一些问题
要想弄清楚什么是可靠性优化设计,我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说,产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象,又指各个参与实验的系统、元件或者设备等,在特殊情况之下,我们还可以将人的作用也包含进去。
在进行可靠性优化设计的过程中,我们必须要以已知的技术和理论为基础,根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求,通俗一点的讲,就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下,确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说,其是一个多技术、多学科融合的新型技术,既包含价值工程、系统工程的知识,又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计,但是其并非只是存在于产品的设计阶段,在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况,其在机械工程中有着十分广泛的应用。
在多种历史原因的综合影响之下,我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家,而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。虽然上世纪80年代末期由于国家和企业的重视,可靠性优化设计得到了一定发展,个别企业还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构,培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准,但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展,这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。因此,对于我国的可靠性优化设计来说,其具有一定的基础和实力,但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。
3.可靠性优化设计在机械工程中的应用
机械工程产品的可靠性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可靠性优化设计问题。
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3.1机械工程产品设计环节可靠性优化设计
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。对机械产品进行可靠性优化设计时,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[3]。第二种方法为:将整体机械工程可靠性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,直到其能够满足于可靠性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。
3.2机械工程产品制造中的可靠性优化设计
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可靠性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,对每个子系统进行可靠性优化设计时,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。
3.3机械工程产品的使用与维修的可靠性优化设计
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[4]。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可靠性优化设计时,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可靠性优化设计时,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,以可靠性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。
结束语
经济的发展,促进了人们消费理念的进步、消费水平的提高,消费者对产品性能、产品可靠性有了更高的要求,一定意义上讲,获得消费者青睐的产品,一定能占领市场,为企业带来利润,这其实也是产品占领市场的关键。世界经济一体化形势下,高市场占有率的产品才能在市场竞争中占有不败之地。最近一个时期来,机械设备及其系统,逐步向高水品、高集成、高参数方向发展,这样能进一步符合市场竞争的大趋势。整体来讲,机械工业对国计民生有极为深远的影响,而做好机械工业的规划、维护及可靠性研究,能全面推动我国各领域的不断增强!
参考文献
[1] 张义民.机械可靠性设计的内涵与递进[J].机械工程学报,2010,(14):167-188.
[2] 闫欣,肖春英,朱春来,徐东,贾建国.浅谈机械可靠性设计发展[J].舰船防化,2011,(02):33-37.
[3] 邱继伟,张瑞军,丛东升.机械零件可靠性设计理论与方法研究[J]. 工程设计学报,2011,18(6):401-411.
[4]卓红艳,刘志强,金晓,叶长春,陈涛,陈代兵.基于机械结构产品的可靠性设计分析[J].工业控制计算机,2013(03):124-125.
[5]张福斌.基于系统工程方法论的机械产品可靠性设计[J].中国水运(下半月),2012(04):105-106+188.
论文作者:黄宝忠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/12
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