浅谈机械工程可靠性优化设计研究

【摘要】本文主要对机械工程可靠性优化设计进行了相关阐述，将可靠性优化设计方法

应用于机械工程的设计中，阐述了从可靠性角度进行产品开发设计时应注意的几个问题。结
合自身工作经验，提出相关问题及看法，以便同行借鉴参考。
　　【关键词】机械工程；设计；可靠性；新技术

　　随着现代社会科学技术的飞速发展，人们不仅需要多功能的产品，而且还需要产品能
够可靠地实现其所具有的功能。因此，以产品可靠性为目的的可靠性设计应运而生，并得到
迅速发展和广泛应用。
　　

1 可靠性设计及其发展

　　为了了解可靠性设计技术，我们必须首先了解什么是产品的可靠性。可靠性的经典定义
是：

“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”定义中的“产品”是作为单位

研究和分别试验对象的任何元件、器件、设备或系统，甚至可以把人的作用也包括进去。
　　在产品设计中，应用可靠性的理论和技术、根据需要和可能、优先考虑可靠性要求。在满
足性能、费用、时间等条件下，使设计的产品具有满意的可靠性要求，这就是产品的可靠性
设计。可靠性设计不仅涉及传统设计技术，而且还与系统工程、价值工程、环境工程、工程心
理学、质量控制技术和计算机技术等密切相关。因此，它是一个多学科、多技术相融合的新兴
技术。它不但应用于产品的设计过程，而且还广泛应用于产品的制造生产、试验、使用、维护、
管理等各个环节。因此，这项新兴技术在军工、航空、航天、电子、机械等工业领域得到广泛的
应用。
　　

1.1 可靠性的发展史

　　人类从开始研究可靠性技术至今，大约经历了

60 余年的历史。研究其发展过程，可归

纳为初期研究、形成发展和进一步国际化三个阶段。
　　（

1）初期研究阶段（20 世纪 30～40 年代）：二次世界大战爆发后，美国参战的飞机、

军舰等重要军事装备常因故障贻误战机，为此军事装备的可靠性问题逐渐引起了人们的关
注，开始着手研究如何避免和减少这些

“意外”事故的发生并最早提出了产品的定量可靠性

问题。接着美国、德国的专家针对飞机、

V-

Ⅱ 火箭诱导装置的可靠性又提出了相应的指标 。

1942 年美国麻省理工学院的一个研究室对真空管的可靠性进行了相当深入的研究。所有这
些都表明可靠性研究已进入了定量研究的初期阶段。
　　（

2）形成发展阶段（20 世纪 50～60 年代）：在这一时期，世界上一些工业发达的国

家，如美国、前苏联、原西德、日本等对可靠性开始了有组织的研究工作，并取得了许多重要
成果，基本上确定了可靠性研究的理论基础和研究方向，使可靠性研究进入了一个新的发
展阶段。这一时期，研究范围不断扩大，从电子产品扩展到机械产品，从军工产品扩展到民
用产品，可靠性技术进一步完善，理论研究不断深入，为可靠性设计技术的进一步国际化
奠定了基础。
　　（

3）国际化阶段（20 世纪 70 年代后）：随着可靠性技术的不断发展和广泛应用，其

优越性越来越受到世界各国的高度重视，并相继投入了大量的人力物力开展这项研究工作。
各种国际学术会议的召开、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立，标志着可靠性设计技
术已经进入了国际化时代。
　　

1.2 我国可靠性研究现状

　　我国对可靠性的研究起步较晚，直到

20 世纪 80 年代才得到了较快发展，个别行业还

成立了可靠性学术组织，开展了对可靠性技术人才的培养，制定了一系列的可靠性标准。但
从总体来看，理论研究较多，实际应用较少，与工业发达国家相比还有较大差距。