國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)備的可靠性比較與分析

宋啟源

（武漢建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430000）

國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)備的可靠性比較與分析

宋啟源

（武漢建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430000）

可靠性是檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的主要依據(jù)，其對(duì)機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的影響。本文簡(jiǎn)要論述了加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備可靠性研究的意義，對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)備在可靠性方面所存在的差距，重點(diǎn)探討了有利于提高國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)備可靠性的策略，以及給相關(guān)從業(yè)者提供一定的借鑒。

可靠性；機(jī)械設(shè)備；策略探討；對(duì)比分析

隨著工業(yè)化水平的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的可靠性提出了更高要求，如何提高機(jī)械設(shè)備的可靠性成為了機(jī)械設(shè)備研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)備可靠性差是一直存在的問題，這也是其在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的主要原因。機(jī)械設(shè)備的可靠性不僅與機(jī)械設(shè)計(jì)水平、制造水平密切相關(guān)，還會(huì)受到日常維護(hù)保養(yǎng)、操作使用等因素的影響。

1.加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備可靠性研究的意義

加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備可靠性研究的意義主要體現(xiàn)在以下方面：（1）有利于提高機(jī)械設(shè)備的整體性能，增加機(jī)械產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。可靠性的提高不僅意味著能大大降低設(shè)備的故障率，其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量必然也會(huì)更有保障。（2）有利于提高機(jī)械設(shè)備的安全性，特別是對(duì)于一些大型的機(jī)械設(shè)備例如車床、工程車輛以及許多生產(chǎn)線設(shè)備，甚至是日常生活中所用的電梯，可靠性的提高都會(huì)降低安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，使得設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行更有保障。（3）有利于促進(jìn)國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)的快速發(fā)展，可靠性的提高可以讓國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備在國(guó)際市場(chǎng)上擁有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，能為其占領(lǐng)更多的市場(chǎng)份額提供更有力的保障。

2.國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)備在可靠性方面的對(duì)比分析

自改革開放以來，國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展迅速，制造水平也有了大幅度提高，但是在加入世貿(mào)組織之后，國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)能夠明顯感覺到來自國(guó)外企業(yè)的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力。由于國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造企業(yè)在機(jī)械加工制造、設(shè)計(jì)、工業(yè)流程的優(yōu)化以及質(zhì)量檢測(cè)等方面都與國(guó)外老牌機(jī)械制造企業(yè)存在較大的差距，其所生產(chǎn)設(shè)備的可靠性必然也會(huì)存在差距，例如同樣正常保養(yǎng)程度下，日本產(chǎn)的汽車正常使用可達(dá)30萬(wàn)公里無大修，而國(guó)產(chǎn)汽車一般在行駛5萬(wàn)公里之后便會(huì)進(jìn)入故障頻發(fā)階段，10萬(wàn)公里后大多數(shù)原裝組件已更換新件。由于國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)備的可靠性差，其日常的維護(hù)成本就必然會(huì)增加，因此即使國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備在價(jià)格方面存在優(yōu)勢(shì)，也難以與國(guó)外機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行抗衡。

3.國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備可靠性差的原因分析

3.1 專業(yè)水平的落后以及人才的缺失

國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)大部分均起步較晚，雖然近些年來國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造企業(yè)也在快速發(fā)展，但是與國(guó)外的部分老牌機(jī)械制造企業(yè)相比，在專業(yè)技術(shù)方面還存在著不小的差距。專業(yè)技術(shù)的落后主要體現(xiàn)在以下方面：（1）缺乏系統(tǒng)的可靠性檢測(cè)體系，國(guó)內(nèi)企業(yè)主要檢測(cè)的是零部件的質(zhì)量，而欠缺對(duì)機(jī)械設(shè)備整體可靠性的評(píng)估與檢測(cè)；（2）機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面的技術(shù)的不足，該方面的差距主要體現(xiàn)在零部件的加工精度上，零部件的精度也是影響其可靠性的一個(gè)主要因素。專業(yè)水平的落后與人才的缺失有著必然的聯(lián)系，可靠性工作的絕大部分過程都需要專業(yè)人員來完成，人才的缺失是國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備可靠性始終難以提高的重要因素。

3.2 企業(yè)對(duì)機(jī)械可靠性的重視程度不足

企業(yè)對(duì)機(jī)械可靠性的重視程度不足主要體現(xiàn)在以下方面：（1）企業(yè)在機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方面的投入相當(dāng)有限，例如大部分機(jī)械制造企業(yè)都缺乏自己的可靠性檢測(cè)中心，因此難以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的可靠性分析。（2）沒有建立與設(shè)備生產(chǎn)加工相配套的監(jiān)督管理體系，缺乏對(duì)加工制造人員以及管理人員的監(jiān)督管理，從而使得所生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量難以得到保障。（3）企業(yè)對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)工作不夠重視，部分企業(yè)由于沒有意識(shí)到工作環(huán)境對(duì)設(shè)備可靠性的嚴(yán)重影響，并沒有建立科學(xué)合理的設(shè)備維護(hù)管理體系，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境難以得到保障。

4.提高國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)備可靠性的主要策略

4.1 提高機(jī)械設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)水平機(jī)械設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)備中最為關(guān)鍵的一環(huán)，倘若可靠性沒有保證，其外觀再美、原理再新也沒有意義。機(jī)械設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)需要完成疲勞校核、強(qiáng)度校核、耐腐蝕設(shè)計(jì)以及磨損設(shè)計(jì)等主要工作，其工作量大、難度高。隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷發(fā)展，如今機(jī)械設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)中的大部分工作都可以通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，例如運(yùn)用Inventor軟件對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析，校核其強(qiáng)度是否符合要求；運(yùn)用ADMAS軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，檢測(cè)其是否能運(yùn)轉(zhuǎn)等?？煽啃栽O(shè)計(jì)水平的提高將有助于從源頭上提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性，使得所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠具有更好的質(zhì)量和更佳的性能。

4.2 采用先進(jìn)的制造技術(shù)，提高生產(chǎn)設(shè)備的精度

機(jī)械制造業(yè)的水平落后是國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備可靠性差的一個(gè)主要原因，因此只有大力發(fā)展制造業(yè)，不斷提高生產(chǎn)設(shè)備的加工精度，才能更好地滿足可靠性設(shè)計(jì)需求。為了推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造水平的提高，需要完成以下工作：（1）引入國(guó)外先進(jìn)的制造技術(shù)，例如激光切割、3D打印等。此外還應(yīng)在引進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行自主創(chuàng)新，特別是在工業(yè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化方面，一定要充分地考慮自身的實(shí)際情況。（2）采用先進(jìn)的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，例如超聲波探傷、無損檢測(cè)等，通過這些技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)零部件的內(nèi)在缺陷，消除潛在的安全隱患。

4.3 完善產(chǎn)品可靠性評(píng)估體系

在以往產(chǎn)品可靠性的評(píng)估過程中，零部件的質(zhì)量檢測(cè)一直都是重點(diǎn)，而整機(jī)的性能試驗(yàn)檢測(cè)卻常常被忽視。完成產(chǎn)品可靠性評(píng)估體系必須要做好和落實(shí)以下方面的工作：（1）加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量檢測(cè)工作的監(jiān)督與管理。為了提高質(zhì)量檢測(cè)工作的質(zhì)量，必須做好日常檢測(cè)工作的記錄與審核，要將責(zé)任細(xì)化到個(gè)人，做到有據(jù)可查。（2）在產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)之前，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證樣機(jī)在不同工況下的工作情況，并以此為依據(jù)對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行評(píng)估。樣機(jī)的整機(jī)測(cè)試運(yùn)行是評(píng)估機(jī)械可靠性的主要途徑，其能夠更加客觀準(zhǔn)確地反應(yīng)機(jī)械的可靠性，因此必須建立一套完善樣機(jī)測(cè)試評(píng)估體系。

4.4 加強(qiáng)對(duì)易損元件的審核

任何的機(jī)械設(shè)備都需要用到大量的易磨易損元件，因此必須采取如下措施來提高易損元件的可靠性：（1）充分考慮易損元件的耐磨性，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該盡量選用耐磨性好的材料，保證在摩擦面上不發(fā)生擦傷和疲勞失效。（2）采用冗余技術(shù)，對(duì)于一些易損元件應(yīng)該通過元件并聯(lián)的方式來保證在其中一個(gè)元件失效之后設(shè)備仍然能夠穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，以此來保證機(jī)械設(shè)備的可靠性。（3）設(shè)計(jì)的過程中充分地考慮易損元件的維護(hù)工作，保證易損元件易于拆卸和替換，以降低維護(hù)與保養(yǎng)工作的難度。

4.5 指導(dǎo)用戶進(jìn)行正確操作和定時(shí)維護(hù)

用戶操作水平以及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境都會(huì)對(duì)設(shè)備的可靠性產(chǎn)生較大的影響，因此在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須為用戶提供一份詳細(xì)的使用說明書，明確告訴用戶該如何更好地使用該型產(chǎn)品。在機(jī)械設(shè)備的使用過程中還應(yīng)出臺(tái)一套行之有效的維護(hù)體系，其主要是對(duì)設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行檢測(cè)和預(yù)判，并及時(shí)解決這些隱患。此外還應(yīng)該不斷提高設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)水平，要將設(shè)備所處環(huán)境的溫度、晝夜溫差、濕度、沖擊、電磁干擾等因素對(duì)設(shè)備的影響都控制在一個(gè)合適的范圍之內(nèi)。例如對(duì)于要用到潤(rùn)滑油的設(shè)備一定要定期更換潤(rùn)滑油，定期檢測(cè)密封設(shè)備的密封性，及時(shí)清除設(shè)備表面的灰塵，保持周邊環(huán)境的整潔干凈，以免使其對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響。

4.6 注重可靠性方面的人才培養(yǎng)

人才的培養(yǎng)是最容易被忽視的一項(xiàng)工作，但作用卻不可替代，因?yàn)闄C(jī)械加工制造中的各個(gè)工作環(huán)節(jié)都需要人的參與。加大人才培養(yǎng)的力度，提高技術(shù)人員的專業(yè)水平和職業(yè)素養(yǎng)，在整個(gè)行業(yè)里都任重而道遠(yuǎn)。為了培養(yǎng)更多從事可靠性方面的人才，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)該做好如下工作：（1）加強(qiáng)與高校之間的合作，通過校企聯(lián)合培養(yǎng)的方式，培養(yǎng)更多的既具有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，又具有扎實(shí)的理論知識(shí)儲(chǔ)備的復(fù)合型人才，同時(shí)也能夠?yàn)樵谛W(xué)生提供更多的實(shí)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)，以使其能夠?yàn)榻窈蟮墓ぷ魈崆白龊脺?zhǔn)備。（2）加強(qiáng)對(duì)企業(yè)員工的培訓(xùn)與考核，通過組織定期培訓(xùn)的方式讓員工學(xué)習(xí)更多的可靠性方面的知識(shí)，此外還可以通過考核的方式來幫助員工及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的不足，督促其去更好的學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)

雖然當(dāng)前國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備在可靠性方面和國(guó)外還存在著較大的差距，但是只要真正重視，并不斷地去提高機(jī)械設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)水平和機(jī)械制造水平，培養(yǎng)更多從事可靠性研究的專業(yè)人才，國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的可靠性必然也會(huì)得到提高，其國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也將會(huì)得到顯著地增強(qiáng)。

［1］孫志禮，陳良玉.實(shí)用機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)理論與方法［M］.北京：科學(xué)出版社，2013.

［2］王三紅，郭琳，張軍琴.電子通訊設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)探討［J］.電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2014（3）：78-79.

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