黄全安
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。
关键词：可靠性设计；机械工程
一、可靠性设计的现状和研究背景
1、可靠性设计的现状
由于各种历史原因，我国机械制造业相对西方国家相对落后，而在可靠性方面的研究更是相对滞后。直到上个世纪80年代，我国在可靠性方面的研究才有了一些成效，个别行业还有了专门研究可靠性的组织机构，并培养了一批可靠性方面的技术性人才，制定了一系列的可靠性标准。但从整体上来看，这些可靠性的研究都偏向理论，在实际生产中运用较少，与制造业发达的西方国家相比还存在很多的不足之处。
2、产品可靠性设计的研究背景
当今社会，科学技术发展日新月异，产品的更新换代速度越来越快，人们不仅拥有了更多的选择产品的权利，而且现在人们更多追求产品的质量和产品的可靠性，所以自然出现了一种有关产品可靠性的设计，并得到迅速发展和广泛应用。
随着科学技术的高速发展，制造出来的产品结构也往越来越复杂的方向发展，由于高新技术不断运用在产品制造当中及产品复杂性的逐渐提高，产品更新换代速度也大大超越以往。我们在设计一种产品的时候，需要有一个不断深化认识、逐步改进和完善的过程。刚开始生产出来的产品在投入使用中有一个试验的前提，也就是说初始产品必须经过初试后才能投入市场，这是因为初始产品很多存在不可靠性，存在许多设计和工艺方面的缺陷。因此，一个生产产商在某种产品生产初期必须通过对产品设计和工艺规程进行有计划的改进设计，以达到把故障问题根除在萌芽状态的目的，从而提高产品的可靠性水平，逐步达到预期的目标，于是一种可靠性设计研究便应运而生了
在研究可靠性设计技术之前，我们必须先对产品的可靠性的含义有一定的了解。可靠性可以这么定义：“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”定义中的“产品”范围较广，可以把某个元件当着试验对象，也可以是器件、设备或系统，这里面甚至可以包括人的作用。
在可靠性设计当中，在满足功能、花费、时间的前提下，使设计的产品的可靠性达到足够的满意程度，这就是产品的可靠性设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可靠性设计涉及范围极广，不仅包括了一些传统设计技术，还与系统工程、环境工程、质量控制技术和计算机技术等有着很大的关联。因此，它是一个集多方面学科技术于一体的现代化新兴技术。它不但在产品的设计过程中有运用，而且在初产品到成品的各个工艺生产环节都有涉及。因，可靠性设计技术在军事、航天、电子、机械等一些重要领域都应用的极为广泛，具有极为重要的作用。
二、可靠性设计及其发展
为了了解可靠性设计技术，我们必须首先了解什么是产品的可靠性。可靠性的经典定义是：“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”定义中的“产品”是作为单位研究和分别试验对象的任何元件、器件、设备或系统，甚至可以把人的作用也包括进去。
在产品设计中，应用可靠性的理论和技术、根据需要和可能、优先考虑可靠性要求。在满足性能、费用、时间等条件下，使设计的产品具有满意的可靠性要求，这就是产品的可靠性设计。可靠性设计不仅涉及传统设计技术，而且还与系统工程、价值工程、环境工程、工程心理学、质量控制技术和计算机技术等密切相关。因此，它是一个多学科、多技术相融合的新兴技术。它不但应用于产品的设计过程，而且还广泛应用于产品的制造生产、试验、使用、维护、管理等各个环节。因此，这项新兴技术在军工、航空、航天、电子、机械等工业领域得到广泛的应用。
三、可靠性设计在机械中的应用
产品的可靠性贯穿于其整个寿命周期，目前机械工程设计中的可靠性设计主要应用在产品的设计、制造、使用和维修等方面。
1、机械产品的设计
机械产品设计包括整机产品设计及其零部件设计。对整机产品可将其作为一个系统进行设计，设计的方式主要有以下两种：第一种方式是根据零部件的可靠性预测结果，计算产品系统的可靠性指标，这就是系统的可靠性预测，其结果只要满足指标要求即可，如果不能满足要求就要按第二种方式进行设计；第二种方式是对零部件进行可靠性分配，即把系统指标分配到各个零部件上，可靠性分配方法主要有等分配法、再分配法、比例分配法和综合评分分配法四种。零部件设计时，应尽量采用标准件或质量成熟的零件，一般零部件可按类比法设计，重要的零件按概率法设计，对一些关键零部件还应进行可靠性试验。对产品的可靠性应进行评审、修改、再评审、再修改，直到满足指标要求为止。另外，还要进行人机系统的设计，这方面主要包括操作性和适应性设计。
2、制造过程可靠性设计
制造过程的可靠性设计是保证产品质量的关键，除了要选用可靠性好的先进加工设备和工艺装备外，重点是对工艺方案和工艺流程的设计。产品的工艺流程相当于一个系统，每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度设计都要综合考虑设备、工艺装备、工艺材料及操作人员的素质等因素，确定出合理的子系统可靠度指标，然后按子系统之间的关系（串联、并联或混联）得出系统的预测可靠度（如自动线、流水线等的设计）。
3、使用维修的可靠性设计
产品以可靠性为中心维修应采用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容和优选维修方式，合理确定使用期，以控制机械设备使用的可靠性。
机械产品的可维修性与可靠性一样，其是机械设备本身的一个可靠性指标。在对产品进行可靠性设计时就要考虑其维修性，使设计的产品在使用过程中做到故障易发现、易检查、易修复，力求防患于未然。
对产品进行维修性设计时要以最低的费用来维护和提高设备的可靠性水平，尽量减少排除故障所用的维修时间。因此，要在可靠性理论的基础上制定合理、经济的维修规则，采用先进的故障诊断技术和合理的维修方式（如视情维修方法、监控事后维修方法），使用标准的维修工具及设备，提高维修人员的技术水平，使机械维修工作进一步走向科学化和现代化。
结语：目前来看，可靠性指标在一般的机械工程设计中基本不被考虑，所以一般的机械工程是不能反映出产品的真实可靠性，在具体的设计中基本忽略了成本、体积等方面。在进行可靠性设计的时候，如果只是为了满足可靠性设计，往往不能使机械制造达到满意的效果，所以我们应该根据需要全面考虑可靠性的设计，尽可能地把机械工程的可靠性和性能优化结合起来，这样才能够达到最佳的效果。
随着我国经济的快速发展，工业机械化程度越来越高，这就给机械制造业带来更多挑战，我们必须考虑到机械工程的可靠性设计，这样才能够使工业得到发展，进一步促进我国机械制造业的市场竞争能力，尽快实现与世界接轨。
论文作者:黄全安
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/28
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