探讨机械工程的可靠性优化设计

   摘　要：改革开放以来，我国的机械制造业取得了突飞猛进的进展，机械工程在我国经
济建设的各种领域中占有十分重要的地位和作用，是国民经济的重要支柱。在机械制造业中，
机械工程的可靠性优化设计显得尤为重要。探讨了在机械设计中的可靠性优化设计，从几个
方面研究了可靠性优化设计应当注意的一些问题及我国在可靠性研究方面所存在的不足之
处。
　　关键词：机械工程　可靠性　优化设计
　　

1 产品可靠性设计的现状和研究背景

　　

1.1 产品可靠性设计的现状

　　由于各种历史原因，我国机械制造业相对西方国家相对落后，而在可靠性方面的研究
更是相对滞后。直到上个世纪

80 年代，我国在可靠性方面的研究才有了一些成效，个别行

业还有了专门研究可靠性的组织机构，并培养了一批可靠性方面的技术性人才，制定了一
系列的可靠性标准。但从整体上来看，这些可靠性的研究都偏向理论，在实际生产中运用较
少，与制造业发达的西方国家相比还存在很多的不足之处。
　　

1.2 产品可靠性设计的研究背景

　　当今社会，科学技术发展日新月异，产品的更新换代速度越来越快，人们不仅拥有了
更多的选择产品的权利，而且现在人们更多追求产品的质量和产品的可靠性，所以自然出
现了一种有关产品可靠性的设计，并得到迅速发展和广泛应用。
　　随着科学技术的高速发展，制造出来的产品结构也往越来越复杂的方向发展，由于高
新技术不断运用在产品制造当中及产品复杂性的逐渐提高，产品更新换代速度也大大超越
以往。我们在设计一种产品的时候，需要有一个不断深化认识、逐步改进和完善的过程。刚开
始生产出来的产品在投入使用中有一个试验的前提，也就是说初始产品必须经过初试后才
能投入市场，这是因为初始产品很多存在不可靠性，存在许多设计和工艺方面的缺陷。因此，
一个生产产商在某种产品生产初期必须通过对产品设计和工艺规程进行有计划的改进设计
以达到把故障问题根除在萌芽状态的目的，从而提高产品的可靠性水平，逐步达到预期的
目标，于是一种可靠性设计研究便应运而生了
　　在研究可靠性设计技术之前，我们必须先对产品的可靠性的含义有一定的了解。可靠性
可以这么定义：

“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

”范围较广，可以把某个元件当着试验对象，也可以是器件、设备或系统，这里面甚至可

以包括人的作用。
　　在可靠性设计当中，在满足功能、花费、时间的前提下，使设计的产品的可靠性达到足
够的满意程度，这就是产品的可靠性设计。可靠性设计涉及范围极广，不仅包括了一些传统
设计技术，还与系统工程、环境工程、质量控制技术和计算机技术等有着很大的关联。因此，
它是一个集多方面学科技术于一体的现代化新兴技术。它不但在产品的设计过程中有运用，
而且在初产品到成品的各个工艺生产环节都有涉及。因，可靠性设计技术在军事、航天、电子、
机械等一些重要领域都应用的极为广泛，具有极为重要的作用。
　　

2 可靠性的发展过程

　　从人们开始进行可靠性技术研究起，至今已经有将近

70 年的历史。研究其发展过程，

可归纳为早期研究、过程发展和国际化三个阶段。
　　

(1)早期研究阶段：在第二次世界大战当中，英美的战斗机和军舰等一些军事上重要的

装备在战场上频繁出现机械故障，导致战争上的被动，这就引起了人们开始思考机械设备
的可靠性问题，于是有关机械可靠性的研究开始了筹划阶段，以用来减少战争中的那些机
械故障问题。接着英美德等国家针对不同军事装备提出了相应的可靠性指标。

1942 年，美国