李思

摘 要：傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械工程，很少會(huì)考慮可靠性指標(biāo)。所以，無(wú)法充分反映機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性，在設(shè)計(jì)可靠性時(shí)，也不會(huì)刻意的對(duì)產(chǎn)品的體積和重量等指標(biāo)進(jìn)行考慮。而在機(jī)械工程的設(shè)計(jì)方案中，單純的考慮可靠性或者單純的考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)，都無(wú)法取得較好的設(shè)計(jì)效果。所以，筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)機(jī)械工程時(shí)，需要對(duì)可靠性和優(yōu)化設(shè)計(jì)等進(jìn)行綜合考慮，才能取得預(yù)期的效果，本文對(duì)此進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；優(yōu)化；設(shè)計(jì)；可靠性

引言

工業(yè)化進(jìn)程的加快，也推動(dòng)了機(jī)械工程制造業(yè)的迅猛發(fā)展，其影響力的深度與廣度越來(lái)越大。但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，存在非常多的問(wèn)題，迫切需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?，F(xiàn)階段，在對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，市場(chǎng)需求提出了更高的要求。而且機(jī)械工程產(chǎn)品的大型化和復(fù)雜化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，在此情況下對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行的研究也非常多，取得了很大的進(jìn)展。本文在對(duì)前人成果進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械工程產(chǎn)品的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后分析了各環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，為該產(chǎn)品的生產(chǎn)、推廣和應(yīng)用提供思路。

一、機(jī)械工程產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

受近代發(fā)展的影響，我國(guó)機(jī)械工程制造業(yè)相對(duì)于歐美國(guó)家而言，落后的態(tài)勢(shì)非常明顯，特別是對(duì)可靠性的設(shè)計(jì)研究方面，不僅缺少相應(yīng)的研究成果，也缺乏專業(yè)化的研究人才與研究團(tuán)隊(duì)。上世紀(jì)80年代，我國(guó)對(duì)這一領(lǐng)域的研究取得了初步的進(jìn)展，逐漸成立了一些對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行研究的團(tuán)體和組織，同時(shí)為該領(lǐng)域的研究培養(yǎng)了非常多優(yōu)秀的人才，也不斷完善優(yōu)化設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[1]。整體而言，過(guò)去對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，對(duì)于理論過(guò)于重視，然而實(shí)際生產(chǎn)時(shí)對(duì)研究成果和理論知識(shí)的應(yīng)用并不到位，仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。

二、機(jī)械工程各層次的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在產(chǎn)品生產(chǎn)與使用的各個(gè)環(huán)節(jié)，機(jī)械工程產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)都發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造以及使用維修三個(gè)主要的環(huán)節(jié)，本文對(duì)此進(jìn)行論述。

（一）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，其重點(diǎn)包括裝配整體設(shè)計(jì)和零件組裝設(shè)計(jì)兩個(gè)方面、在對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以將其視為一個(gè)整體，具體的方法可以分為兩種，其一，對(duì)機(jī)械的完整系統(tǒng)進(jìn)行大致的了解，并對(duì)零部件的可靠性程度進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)整體的可靠性進(jìn)行推斷，該方法也就是對(duì)整體設(shè)計(jì)可靠性進(jìn)行預(yù)測(cè)的手段，所預(yù)測(cè)的結(jié)果也必須要完全符合設(shè)計(jì)的指標(biāo)[2]。其二，分配整體機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計(jì)所需要的指標(biāo)，具體體現(xiàn)在對(duì)各零部件的設(shè)計(jì)上，要求其必須要能夠滿足各自的可靠性要求。其中，比較常用的分配可靠性的方法主要包括：等分配、再分配以及綜合評(píng)分分配和比例分配等。在對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所應(yīng)用的零件要盡可能的滿足國(guó)家規(guī)定，而且在生產(chǎn)中已經(jīng)大量投入使用，然后采用不同的設(shè)計(jì)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)各重要性不同的零部件。在對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要先測(cè)驗(yàn)其可靠性。此外，要對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)證和修改，直到確定其能夠滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)機(jī)械工程的人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也非常關(guān)鍵，對(duì)該方面的設(shè)計(jì)不僅包括適應(yīng)性，也包括設(shè)計(jì)操作的舒適性。

（二）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

制造環(huán)節(jié)是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行控制的關(guān)鍵部分。所以，在制造過(guò)程中對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。在此過(guò)程中，必須要確保加工設(shè)備的可靠性，在確定加工所使用的工藝以及所需要的工藝流程時(shí)，必須要對(duì)技術(shù)水平高度關(guān)注，盡可能的實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的制造水平。對(duì)于產(chǎn)品制造而言，其工藝流程相對(duì)完整，在優(yōu)化設(shè)計(jì)各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)各方面的因素進(jìn)行綜合的考慮，比如工藝和加工設(shè)備以及相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)與加工所使用的材料等。在此基礎(chǔ)上，才能將各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)出能夠滿足可靠性與合理性指標(biāo)的系統(tǒng)。最后，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行整合分析，然后采用科學(xué)的方法整理出總系統(tǒng)的可靠性與優(yōu)化指標(biāo)。

（三）產(chǎn)品使用與維修環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)采用科學(xué)合理的技術(shù)手段維修機(jī)械產(chǎn)品，必然能夠促進(jìn)其使用壽命的延長(zhǎng)，而公司的售后服務(wù)質(zhì)量和水平也是決定公司能否實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期發(fā)展的必備條件。所以，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的廠家必須要高度重視其售后的服務(wù)和維修等方面的問(wèn)題，采用先進(jìn)的邏輯分析方法，不斷完善維修內(nèi)容和方式的科學(xué)性與合理性，進(jìn)而規(guī)劃各類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命[3]。對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品而言，其具有兩大特性，分別是可維修性和可靠性，二者具有非常大的相似性，可以認(rèn)為可維修性實(shí)際上就是可靠性指標(biāo)的一種。因此，在優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械工程產(chǎn)品時(shí)，必須應(yīng)當(dāng)說(shuō)先對(duì)可靠性指標(biāo)進(jìn)行考慮，確保產(chǎn)品在出現(xiàn)故障時(shí)，可以更好的對(duì)其進(jìn)行檢查和維修。在優(yōu)化設(shè)計(jì)維修環(huán)節(jié)時(shí)，在能夠獲得最高的可靠性的前提下，要盡可能的降低所花費(fèi)的費(fèi)用，根據(jù)這一基本原則對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的維修環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)要定期對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行保養(yǎng)，盡可能早的發(fā)現(xiàn)其存在的故障隱患，以更好的控制維修費(fèi)用。所以，作為維修設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，該優(yōu)化理論在很大程度上具有一定的合理性，對(duì)于產(chǎn)品使用和維修的優(yōu)化設(shè)計(jì)而言也非常關(guān)鍵，通過(guò)完善維修設(shè)計(jì)方案，對(duì)于推進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的科學(xué)化與現(xiàn)代化進(jìn)程也能發(fā)揮非常大的作用。此外，在維修過(guò)程中，要使用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的維修設(shè)備，不斷提升檢查和維修工人的專業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品維修現(xiàn)代化和科學(xué)化水平的提升。

結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展情況，然后重點(diǎn)分析了機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和維修與可靠性等環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)可靠性時(shí)，通常情況下不會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和體積等指標(biāo)進(jìn)行考慮，而且在以往的機(jī)械工程設(shè)計(jì)方面的研究中，通常只對(duì)可靠性或者優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)方面進(jìn)行考慮，所取得的效果也比較有限。所以，如果在實(shí)際設(shè)計(jì)中，能夠綜合考慮各個(gè)方面的指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以充分結(jié)合二者優(yōu)勢(shì)，必然能夠取得非常好的設(shè)計(jì)效果。伴隨我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程飛不斷加快和經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，機(jī)械工程制造業(yè)的發(fā)展也迎來(lái)了非常好的契機(jī)，行業(yè)規(guī)模和影響力不斷增大，發(fā)展方向也更為現(xiàn)代化與科學(xué)化，也迫切要求必須要對(duì)其各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能提升機(jī)械工程產(chǎn)品整體的可靠性。

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作者簡(jiǎn)介：

李 思（1981-），女，籍貫：遼寧省沈陽(yáng)市，當(dāng)前職務(wù)：機(jī)械工程師，當(dāng)前職稱：機(jī)械助理工程師，學(xué)歷：?？?，研究方向：機(jī)械。