机械可靠性设计的最优化方法及其应用初探

机械可靠性设计的最优化方法及其应用初探

骆子昂

关键词：机械可靠性；机械可靠性设计；机械可靠性应用

前言：传统的一维设计体现了机械可靠性设计的局限性，为了改进这方面设计的不足，需要对机械可靠性设计进行优化。机械的可靠性和稳定性是衡量机械产品质量的重要指标，是保证机械能够正常运转的保障。对机械可靠性设计技术进行应用、普及和推广，是复苏我国机械行业的焦点和振兴我国机械工业的前提，为我国现阶段的科技发展规划提供帮助。

一、机械可靠性设计的最优化方法

（一）针对机械的灵敏度进行优化

机械可靠性不断被提及并应用到多个行业的生产，依赖于现代机械生产的需求，各方研究人员不断提出对于机械可靠性的新的思想理论和研究分析新的机械可靠性技术，通过试点的方式对此进行试验并在得到良好结果后逐步推广。对于机械可靠性灵敏度的分析和再发展就是其中一处重要的优化方向，提高机械可靠性，优化机械产品设计，控制结构参数和系统动力，令机械产品的各项参数达到最优水平，是研究机械可靠性灵敏度的重点。例如，A公司在提高本公司生产机械的可靠性时使用了蒙特卡洛法，在已经知道极限状态方程中各基本随机变量的分布之后，使用随机抽样的方法来得到一组相应的随机样本，将样本代入公式R=P(r-s>0)=p[y(x1,x2,…xn)>0]之中，对得到的y的随机样本进行分析，得到可靠度的数据R=P(y>0)，进行演算的次数越多，得到的机械可靠性精度就越高，以此为依据进行本公司机械产品的可靠性设计。随着可靠性设计的逐渐优化，多种提高机械可靠性的设计方法得到验证并且投入使用，包括有限差分法、Green函数法和伴随变量法等，众多针对机械的灵敏度进行优化的方法涌现出来，优秀的理论成果和实践结果对于提高机械可靠性以很大的帮助，也对机械产品的安全性提供了具有实际意义的保障[1]。

（二）针对机械的稳健性进行优化

机械可靠性设计是为产品质量提供保证的，包括用户质量和技术质量，不同的方向所需要的对于产品可靠性的研究不同，针对机械的稳健性进行优化主要是对于产品的质量进行优化，在降低成本的同时提升产品的质量，给予用户好的使用体验，保证机械产品功能的稳健性。例如，A公司为了实现机械产品质量的根本性提高，对于机械可靠性技术进行了优化，首先就是对于本公司现阶段产品的故障进行排查，其使用的方法为故障树分析法，通过对于机械产品的硬件进行检验、对于生产环境进行详细的分析和对于人为的各种因素进行统计，绘制出故障树并根据故障树表现出的信息来确定该机械产品发生故障的原因，不同种的原因有着不同的概率可能性，分析现阶段产品仍然存在的薄弱环节，发现故障的原因是该机械的某两个啮合元件容易磨损并失效，该公司的相关部门在看过故障分析报告之后针对概率较大的部分进行设计优化并将最优化方法投入大规模的产品生产中，提高了机械可靠性设计的稳健性。提高产品质量，减少社会损失，降低资源消耗，正确使用机械可靠性设计，选择机械可靠性的最优化方法，才能从根本上解决相关问题。

二、机械可靠性设计的应用

（一）交通相关部门的应用

随着机械可靠性这个概念的逐渐普及，针对机械可靠性的技术不断升级和改进，这一概念已经逐步走入我们身边的多个领域，与我们生活息息相关的交通部门就是其中之一，包括航空部门、航天部门、造船部门和铁路部门等，由于是与人们生活极为贴切的部分，所以使用机械的可靠性显得尤为重要。例如，近几年，中华航空公司的一架波音737-800型客机在日本机场突然起火并发生爆炸，造成机组内人员全部死亡，无一人逃生，在对于现场的检查和对飞机发生故障的分析后，发现造成该客机可靠性不足的原因是右襟翼前缝条内的滑轨上的一个止档螺帽松脱掉落，正好刺穿了飞机的油箱，大量燃油外泄引发飞机起火，造成了难以挽回的悲剧。由此可见，机械可靠性是与人的生命财产安全所挂钩的，如何提高这些机械的可靠性是给予所有机械生产部门的一个课题，这是所有领域都迫切需要解决的问题，推广机械可靠性技术便是顺应这样的需求所产生的，其在多个领域的应用性体现了其存在的重要性。机械产品大多有着大型且复杂的特点，也更容易出现细小的问题，这些问题并不是可以忽略过去的，哪怕是微小的一颗螺钉也需要我们去优化其可靠性设计，避免引发更大的故障和威胁到人们的生命健康。

（二）机械制造智能化应用

随着社会生产对于机械生产效率的要求不断提升，机械智能化这个概念已经逐步替代传统的机械生产模式，新理念和新技术可以提高生产效率，但是对于机械的可靠性也是一种挑战。智能机械制造技术这个理念的融入需要人工智能技术与机械制造技术相结合，而这也是机械可靠性的一种应用渠道，当机械制造系统融入了智能技术，不仅可以对可能发生的故障进行预防，还能对已经发生的故障进行智能检测，大大提高原有机械的可靠性[2]。我国的机械制造行业发展离不开对于机械可靠性的提高，引入国外的先进经验并与本国现有国情相结合，才能缩短我们与发达国家之间的差距，取其精华，去其糟粕，建立属于我们的机械可靠性技术体系，应用在每个需要进步和发展的领域,才能从根本上对工业生产提供帮助，这一切都是建立在机械可靠性得到优化和发展的基础上的。

结论：综上所述，机械可靠性的重要性不言而喻，对于机械可靠性进行优化顺应时代的发展趋势，符合社会的要求和需求，对于我国机械领域的发展具有正面的意义。机械正常的安全运行离不开对于机械可靠性的设计，需要我们结合实际对于机械的可靠性设计进行合理的优化，保证各领域的机械都能够稳定运行，发挥机械原有的功能，促进我国机械生产，加速社会的繁荣与进步。

参考文献：

[1]孙玉福.探讨机械可靠性设计的内涵与递进[J].科技与企业,2015(15):200.

[2]钟山.机械可靠性设计的内涵与递进关系探讨[J].工业设计,2016(03),10:75-76.