機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計研究

呼倫貝爾學院機電工程學院 宋志強

前言

在機械設(shè)計制造企業(yè)的長遠發(fā)展中，需要盡可能提高機械產(chǎn)品的可靠性，才能提升機械制造企業(yè)的發(fā)展水平。在對機械設(shè)計過程中的可靠性優(yōu)化進行深入探討時，必須根據(jù)具體的機械設(shè)計制造需求，對相應的可靠性功能進行深入分析。要在提高機械產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)上，對機械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本進行合理控制。與此同時，需要確保機械設(shè)計制造質(zhì)量，豐富機械產(chǎn)品的整體功能。這樣才能推動機械設(shè)計制造企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 機械設(shè)計制造概述

在機械設(shè)計制造過程中開展可靠性優(yōu)化設(shè)計時，必須從機械設(shè)計制造的相關(guān)內(nèi)容出發(fā)進行分析。一般情況下，機械設(shè)計制造過程中的可靠性優(yōu)化設(shè)計主要指的是可靠性以及優(yōu)化設(shè)計兩方面內(nèi)容。（1）可靠性主要是指要確保機械產(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)可以利用正確的操作完成相應的功能。在具體的可靠性設(shè)計過程中，需要從機械產(chǎn)品的抗干擾性、生產(chǎn)效率以及運行的穩(wěn)定性等方面出發(fā)，防止機械設(shè)備在運行中出現(xiàn)突發(fā)故障。此外，在可靠性研究中，還需要重視機械設(shè)備在運行過程中的維護與檢修工作，進一步提升機械設(shè)備的整體性能。（2）優(yōu)化設(shè)計主要是指對機械設(shè)備的整體性能進行優(yōu)化與改進。在具體研究中，主要是從機械產(chǎn)品的外觀、體積以及工作效率等方面出發(fā)開展有效的優(yōu)化設(shè)計。需要對原有機械設(shè)備的生產(chǎn)能力進行綜合分析，并根據(jù)機械設(shè)備的具體應用需求對生產(chǎn)工藝等進行優(yōu)化和改進，以進一步提升機械產(chǎn)品的可靠性與應用效益[1]。

2 機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計的重要性

在機械設(shè)計制造可靠性優(yōu)化設(shè)計的過程中，必須全面分析可靠性優(yōu)化設(shè)計的重要性，才能正確面對機械設(shè)計制造中的可靠性優(yōu)化設(shè)計需求，根據(jù)機械設(shè)備的實際情況開展有效的可靠性優(yōu)化設(shè)計工作，提升機械設(shè)備的可靠性水平。第一，可靠性優(yōu)化設(shè)計是促進機械設(shè)計制造滿足我國社會經(jīng)濟發(fā)展需求的重要手段。在我國機械制造行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，人們的生活質(zhì)量不斷提升，對產(chǎn)品的要求越來越嚴格。尤其是隨著市場經(jīng)濟體制的改革及發(fā)展，人們對產(chǎn)品質(zhì)量以及使用性能的需求也在不斷增長。在這種情況下，機械設(shè)計制造企業(yè)必須提升自身的綜合競爭力，同時要拓寬產(chǎn)品的發(fā)展渠道，利用有效手段提高機械產(chǎn)品的可靠性，這樣才能夠確保機械制造企業(yè)滿足新時代的社會發(fā)展需求。第二，能夠在一定程度上提升我國科技生產(chǎn)水平。在機械設(shè)計制造可靠性優(yōu)化設(shè)計的過程中，需要對先進的技術(shù)手段進行充分應用，這樣才能夠盡可能提高機械產(chǎn)品的可靠性，保證機械產(chǎn)品滿足社會經(jīng)濟的發(fā)展需求。在實際設(shè)計中對先進科學技術(shù)的有效應用，可以促進機械產(chǎn)品升級與創(chuàng)新，對提升企業(yè)的綜合實力有積極意義。第三，能夠提高機械制造企業(yè)的經(jīng)濟效益。在機械設(shè)計制造過程中加強可靠性優(yōu)化設(shè)計工作，可以充分發(fā)揮生產(chǎn)資料的應用價值，提高材料、設(shè)備、人力等各種資源的綜合利用效率。與此同時，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，會提升機械產(chǎn)品的應用價值，與其他同類產(chǎn)品相比，可以有效提升企業(yè)的經(jīng)濟效益[2]。

3 機械設(shè)計制造可靠性優(yōu)化設(shè)計中存在的不足

3.1 過于重視理論研究

在我國機械設(shè)計制造中，可靠性優(yōu)化設(shè)計研究作業(yè)還存在一些不足，其中更加重視可靠性優(yōu)化設(shè)計的理論研究，忽視了對相關(guān)理論的應用是機械設(shè)計制造可靠性優(yōu)化設(shè)計過程中的主要問題。在當前的機械產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計研究過程中，很多研究人員可以根據(jù)我國機械設(shè)計制造的具體情況，開展深入研究與創(chuàng)新工作。但是大多數(shù)研究人員僅僅停留在理論研究層面，很少對理論的具體應用情況進行深入分析。導致這一問題的主要原因包括以下方面：第一，缺乏有效的實驗環(huán)境，不能滿足理論實踐的應用需求是研究人員更加重視理論研究的主要原因之一。沒有科學有效的實驗環(huán)境，會直接影響理論應用效果，導致相關(guān)的可靠性理論不能付諸實踐。第二，在開展機械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計研究過程中，一些企業(yè)的資金投入嚴重不足，這也會對可靠性優(yōu)化設(shè)計利用的實踐應用效果產(chǎn)生不利影響。

3.2 專業(yè)人才數(shù)量不足

在機械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展過程中，人才是推動行業(yè)長遠發(fā)展的重要基礎(chǔ)性資源。為了提高機械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計水平，必須要投入大量的專業(yè)人才。但是在具體的發(fā)展過程中，我國機械設(shè)計制造的專業(yè)人才數(shù)量嚴重不足，并且出現(xiàn)逐年遞減的趨勢。這會直接影響可靠性優(yōu)化設(shè)計的長遠發(fā)展。導致這一問題的原因比較多，主要是隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，機械設(shè)計制造專業(yè)的薪資報酬不高，導致該專業(yè)的報考人數(shù)在不斷減少。除此之外，開設(shè)機械制造專業(yè)的高校數(shù)量也比較少，主要集中在少數(shù)高校中，而且每年招收的學生人數(shù)也存在較大限制。

3.3 對可靠性設(shè)計不夠重視

在機械產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計研究過程中，相關(guān)企業(yè)必須重視可靠性優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)工作，才能真正提升可靠性優(yōu)化設(shè)計水平。但是現(xiàn)階段很多企業(yè)在實際生產(chǎn)中，對可靠性優(yōu)化設(shè)計的認知存在一些誤區(qū)，并不重視機械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計研究作業(yè)。隨著消費者對產(chǎn)品要求越來越高，如果企業(yè)不能根據(jù)用戶的具體需求對產(chǎn)品質(zhì)量進行改進，豐富產(chǎn)品內(nèi)部的功能，就可能會直接影響企業(yè)的發(fā)展?jié)摿?。因此，企業(yè)必須重視產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計工作，要投入大量資金及人才開展創(chuàng)新性研究，才能夠提高產(chǎn)品的優(yōu)越性及整體質(zhì)量，從而推動企業(yè)的長遠發(fā)展。

4 機械設(shè)計制造中可靠性優(yōu)化設(shè)計要點

4.1 設(shè)計環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計

在機械產(chǎn)品的設(shè)計過程中開展可靠性優(yōu)化研究時，可以從以下方面出發(fā)進行設(shè)計：第一，要從機械產(chǎn)品的整體出發(fā)進行考慮，根據(jù)產(chǎn)品的功能定位、使用環(huán)境以及具體的使用頻率進行綜合分析。同時要根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)條件開展可靠性優(yōu)化設(shè)計工作。一般需要從產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、材料選擇以及處理方式、產(chǎn)品組合、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)出發(fā)進行綜合考慮，確保機械產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化能夠達到理想目標。第二，要在最大程度上對機械產(chǎn)品的每一個零件進行有效的可靠性設(shè)計，以提高產(chǎn)品的整體可靠性。

這兩種設(shè)計方式都有一定的優(yōu)勢，在機械制造企業(yè)設(shè)計過程中，可以根據(jù)具體的生產(chǎn)條件進行綜合選擇，需要注意的是在完成產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化作業(yè)后，需要開展有效的質(zhì)量檢測，確保產(chǎn)品能夠滿足國家相應的質(zhì)量標準，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量以及可靠性。除此之外，在產(chǎn)品初期設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要利用初期測試掌握產(chǎn)品的具體數(shù)據(jù)，重點考察在極端環(huán)境下產(chǎn)品的穩(wěn)定性。能夠根據(jù)產(chǎn)品存在的問題以及故障進行有針對性的可靠性設(shè)計，盡可能減少因為產(chǎn)品失誤操作而導致的產(chǎn)品故障，確保產(chǎn)品生產(chǎn)以及售后順利進行[3]。

4.2 制造環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計

產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)是機械產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對機械產(chǎn)品的整體質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。在產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)上，機械制造企業(yè)需要根據(jù)具體的情況對產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行合理調(diào)整。一般可以從以下方面出發(fā)，保證制造環(huán)節(jié)可靠性優(yōu)化設(shè)計效果：第一，要從宏觀角度出發(fā)，對不同階段的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行科學規(guī)劃。同時要深入研究每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的細節(jié)內(nèi)容，重點關(guān)注對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響的重要因素，并對整個機械生產(chǎn)過程進行有效優(yōu)化與完善。第二，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中還要對可能存在的問題進行預想，并制定科學有效的處理措施，以便在出現(xiàn)問題時能夠快速采取措施對生產(chǎn)過程進行合理控制。第三，在開展生產(chǎn)環(huán)節(jié)可靠性優(yōu)化設(shè)計時，需要對拆分的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行全面整合，從整體角度出發(fā)對不同的生產(chǎn)組合方式進行綜合對比和分析。以生產(chǎn)特點為基礎(chǔ)，將具體的生產(chǎn)質(zhì)量控制劃分為材料選擇、設(shè)備加工、零部件裝配和產(chǎn)品質(zhì)量檢測等各項環(huán)節(jié)。這樣能夠從不同的環(huán)節(jié)出發(fā)開展質(zhì)量管理和可靠性設(shè)計工作，防止某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的整體可靠性設(shè)計產(chǎn)生負面影響。第四，在機械制造企業(yè)發(fā)展過程中，還要聘請專業(yè)的工作人員開展設(shè)備維修管理工作，要根據(jù)機械設(shè)備的實際運行情況對人員配置進行科學安排。堅持崗位責任機制，組織現(xiàn)有工作人員積極參加技術(shù)培訓活動，引導相關(guān)工作人員樹立安全生產(chǎn)意識以及質(zhì)量控制意識，防止在機械生產(chǎn)過程中因為人工操作失誤而出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4.3 售后環(huán)節(jié)的可靠性設(shè)計

在產(chǎn)品售后維修過程中開展可靠性優(yōu)化設(shè)計至關(guān)重要，一旦機械產(chǎn)品出現(xiàn)長時間沒有投入使用、零部件磨損或者外界撞擊、腐蝕等問題，都可能會導致一些安全故障。而開展有效的產(chǎn)品售后維修管理工作，不僅能夠提高機械產(chǎn)品的整體應用性能，同時也能夠提升企業(yè)在消費者心中的品牌形象，以促進企業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展。進行可靠性優(yōu)化設(shè)計時，需要從以下方面出發(fā)：第一，要全面分析產(chǎn)品維修數(shù)據(jù)信息，以此為基礎(chǔ)，對不同的故障類型進行科學劃分，并及時將相應的故障反饋到產(chǎn)品設(shè)計部門與產(chǎn)品生產(chǎn)制造部門。此外，在生產(chǎn)設(shè)計過程中需要盡可能開展降額設(shè)計，提高產(chǎn)品的整體穩(wěn)定性及可靠性，降低產(chǎn)品出現(xiàn)故障的可能性。第二，在產(chǎn)品售后維修環(huán)節(jié)中，必須對一些磨損比較嚴重的零部件進行更換處理。要綜合考慮零部件的更換成本，盡可能延長機械產(chǎn)品的使用壽命。第三，需要重視提升維修工作人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。在實際工作中維修人員需要全面分析出現(xiàn)故障的實際原因，以此為基礎(chǔ)來獲取更加科學的維修數(shù)據(jù)[4]。

5 結(jié)語

總而言之，在我國機械設(shè)計制造行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，消費者對產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能的要求越來越高。為了促進我國汽車制造企業(yè)的長遠發(fā)展，需要加強機械設(shè)計制造的可靠性優(yōu)化設(shè)計工作。要從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造以及售后服務(wù)等不同環(huán)節(jié)出發(fā)，保證可靠性優(yōu)化的效果。與此同時，相關(guān)工作人員還要積極參加培訓活動，提高自己的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)，進一步提升機械產(chǎn)品的質(zhì)量。這對推動我國機械設(shè)計制造行業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展具有積極意義。