自改革開放之后，中國的工程機(jī)械行業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，經(jīng)過30多年的不懈努力，機(jī)械工程制造業(yè)取得了巨大的發(fā)展成果，在國民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重。在機(jī)械工程行業(yè)里面，對其可靠性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是十分必要的。在本文中，深入探討了工程機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中的問題，以便參考。
現(xiàn)代社會，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已不可同日而語，人們不僅對多功能產(chǎn)品的強(qiáng)烈需求，還希望多功能產(chǎn)品的各項(xiàng)能力非常突出。以提高產(chǎn)品的功能可靠性為目的，促使了產(chǎn)品產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，從其概念的產(chǎn)生到如今，得到了迅速發(fā)展和廣泛使用。在開展工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，需要把可靠性理論和技術(shù)融合起來，并依據(jù)具體的要求，可以優(yōu)先考慮產(chǎn)品的可靠性;在延誤開發(fā)時(shí)間，增加成本和性能的前提下，使工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)盡量滿足可靠性的要求。由于可靠性設(shè)計(jì)是一個(gè)跨多學(xué)科，多技術(shù)的新興技術(shù)，所以可靠性的設(shè)計(jì)涉及諸多問題。
1.機(jī)械工程設(shè)計(jì)的可靠性常用方法
1.1.魯棒設(shè)計(jì)方法
這種設(shè)計(jì)方法主要是降低產(chǎn)品的敏感性。使產(chǎn)品的性能不會因?yàn)橹圃炱陂g在變異或是使用環(huán)境的變化而變得不穩(wěn)定，并且讓產(chǎn)品在額定的使用期限內(nèi)，不會因?yàn)楫a(chǎn)品的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，參數(shù)變動，系統(tǒng)老化等問題而影響到工作的設(shè)計(jì)方法。該方法是基于統(tǒng)計(jì)分析為基礎(chǔ)由日本的機(jī)械設(shè)計(jì)師田口玄一提出的，它根據(jù)產(chǎn)品的可用性對用戶造成多大的經(jīng)濟(jì)損失來判斷設(shè)計(jì)的可靠，這是它的基本原理，其中的損失通常是可靠的用戶流失的可用性正比于產(chǎn)品的功能和目標(biāo)，簡單而言就是損失越多說明偏差越大，從側(cè)面反映出產(chǎn)品的質(zhì)量不過關(guān)，減小偏差則是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效辦法，大多是通過嚴(yán)格控制材料和生產(chǎn)工藝，以達(dá)到最大限度地減少錯(cuò)誤的目的。然而，這種方法的缺點(diǎn)同樣十分明顯，經(jīng)費(fèi)相對昂貴以及技術(shù)太過復(fù)雜，難以完成。經(jīng)過人們不斷的摸索和實(shí)驗(yàn)，提高自身的抗干擾能力已成為此方法的主要途徑，此方法的途徑也非常的多，它是將很多的辦法融合起來。良好的機(jī)械強(qiáng)度會比較高增強(qiáng)產(chǎn)品的可靠性。
1.2.降額設(shè)計(jì)
這個(gè)方法是當(dāng)產(chǎn)品工作時(shí)其零件所受的應(yīng)力都在其額定范圍之內(nèi)，為了達(dá)到降低應(yīng)力的目的可以使零部件的所承受的應(yīng)力降低或是提高零部件的質(zhì)量。根據(jù)大量的工程實(shí)踐表明，機(jī)械故障率非常低的產(chǎn)品其機(jī)械零件都是在低于其設(shè)定的工作壓力之下進(jìn)行工作的，而可靠性也隨之升高。為了找到最好的降額辦法，就需要不斷的進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)。這是就可以通過將應(yīng)力平均減低，將大部分零件的強(qiáng)度提高，使應(yīng)力變化和強(qiáng)度減小等辦法加強(qiáng)可靠性。
2.可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)在機(jī)械工程中的應(yīng)用
2.1.工程機(jī)械產(chǎn)品的使用和維護(hù)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)
對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行定期的維修保養(yǎng)，可以大大提高其使用壽命;一個(gè)公司的發(fā)張壯大同樣離不開優(yōu)秀的售后服務(wù)。因此，售后服務(wù)和維修問題是每個(gè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的廠家都要重視的問題，采用先進(jìn)的邏輯分析，依據(jù)不同的需要和使用地點(diǎn)，制定出合理的維修和保養(yǎng)內(nèi)容，依據(jù)機(jī)械參數(shù)以及各種因素為機(jī)械產(chǎn)品做出合理的使用年限。工程機(jī)械產(chǎn)品的可維護(hù)性和可靠性，這兩者都是大同小異，可維護(hù)性是可靠性的具體指標(biāo)之一。當(dāng)工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之初就要先想到產(chǎn)品的可維修性能，產(chǎn)品越簡單，越易于維修當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)可以快速修理，降低經(jīng)濟(jì)損失。針對機(jī)械產(chǎn)品維修可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，產(chǎn)品的維護(hù)費(fèi)用是必須要討論的重點(diǎn)，以最小的成本實(shí)現(xiàn)最大程度的可靠性，盡量減少排查和維修故障所需要的時(shí)間，設(shè)計(jì)人員以此為原則進(jìn)行機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此，以維修設(shè)計(jì)的理論作為可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是合情合理的，同樣是重要的依據(jù)。設(shè)計(jì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的維修方法十分重要。在維修的時(shí)候，要使用標(biāo)準(zhǔn)的維修設(shè)備，維護(hù)人員的技能也要不斷提高。使維護(hù)工作可以朝著現(xiàn)代化和科學(xué)化方向前進(jìn)。
2.2.機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)
零件組裝設(shè)計(jì)與整體裝配設(shè)計(jì)是機(jī)械工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要方面。當(dāng)對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)才能把它們看作是一個(gè)整體，主要有兩種設(shè)計(jì)方法，一種是：先對完整的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行了解，并對零部件的最大可靠性進(jìn)行分析及評估，通過對零件的分析可以判斷出整體結(jié)構(gòu)的可靠性，預(yù)測出的結(jié)論要優(yōu)于或與設(shè)計(jì)目標(biāo)相同。第二種方法是：在優(yōu)化可靠性設(shè)計(jì)時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)平均劃分到每個(gè)零部件上，每個(gè)零部件必須滿足這些參數(shù)的要求; ：再分配、等分配、比例分配及綜合評分等分配方法是常用的可靠性的分配法。在設(shè)計(jì)各個(gè)部分時(shí)，零部件的選擇一定要優(yōu)先考慮符合國家標(biāo)準(zhǔn)并已大量生產(chǎn)使用的標(biāo)準(zhǔn)零件，這樣可以節(jié)約資金和制造時(shí)間，對于重要的部分要嘗試不同的設(shè)計(jì)以及不同的零件對其進(jìn)行優(yōu)化，可靠性的試驗(yàn)要在設(shè)計(jì)之前完成。此外，機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性要進(jìn)行重復(fù)的的論證，直到其各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)可以滿足設(shè)計(jì)時(shí)的所有標(biāo)準(zhǔn)為止。機(jī)械系統(tǒng)的??人機(jī)工程設(shè)計(jì)也很重要，它包括可操作性以及適應(yīng)性。
2.3.工程機(jī)械產(chǎn)品在可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)制造
為確保產(chǎn)品的質(zhì)量，就需要對對制造的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把關(guān)，因此，機(jī)械產(chǎn)品在可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)制造過程中是十分必要的。為了使加工設(shè)備的可靠性得以保證，就必須對加工工藝與工藝流程進(jìn)行選擇，同時(shí)要考慮機(jī)械的技術(shù)水平，以確保盡可能達(dá)到最優(yōu)化的效果。產(chǎn)品制造過程是一個(gè)完整的系統(tǒng)，工藝流程的子系統(tǒng)包括了每一個(gè)解決的方案和工序，對于任何步驟的優(yōu)化處理都要全面透徹的考慮所有問題。
總之，工程機(jī)械產(chǎn)品越來越大也越來越復(fù)雜，所以機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)就變得非常的重要，其前景也很好。由于機(jī)械工程產(chǎn)品使用變得十分廣泛，可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)也被大量使用和認(rèn)可。