身份证号码：23038119840120XXXX
摘要：我国机械制造业在上世纪末开始发展，产品的可靠性对于如今的机械产品越来越重要，本文以机械工程方面的产品可靠性优化设计为探讨对象，从可靠性发展历程、可靠性设计方法和具体在产品生命周期设计中的应用出发探讨了可靠性设计，强调了其重要性。
关键词：机械工程；可靠性；优化设计
可靠的含义从字面意义上理解是“可信赖的”、“可信任的”，对于常见的产品或者设备，可靠性越高，其不发生故障正常工作的时间就越长，而且一个产品的可靠性直接关系到人们对于生产这个产品的公司和企业的信赖以及满意度。产品的可靠性会随着制造业技术的提升而提升，可靠性设计也会随着制造业的发展而同在。
1 可靠性的发展过程
可靠性发展的历史追溯到上个世纪50年代，已经有近七十年的发展历程，主要是由于二战期间表现的设备可靠性问题而引起了制造行业对于设备可靠性的关注，其发展可以分为早期研究阶段、过程发展阶段和国际化阶段三个阶段，下面逐一进行详细叙述。
1.1 早期研究阶段
上个世纪第二次世界大战期间，英美两国的战斗机、海军舰艇等装备在作战过程中经常发生设备故障。因此，他们在反法西斯的斗争中不能掌握战争的主动权，导致战争的被动性。因此，人们开始关注机械装备的可靠性问题，并试图提高装备设计的可靠性，从而提高其可靠性，从而提高装备在战争中的可靠性，降低误判率，从而减少士兵的牺牲。在可靠性研究方面，英国、美国和法西斯德国都做了相关的研究，对战斗机、军舰、坦克等不同的战争装备提出了不同的可靠性指标。例如，战斗机的可靠性指标必须是最高的。第二次世界大战期间，美国麻省理工学院在可靠性研究方面取得了长足的进步，其可靠性指标最高，主要研究对象是真空管。在早期的研究阶段，可靠性的研究已经取得了初步的进展。
1.2工艺开发阶段
可靠性研究的第二阶段是过程开发阶段。与前一阶段相比，这一阶段的研究已经相对成熟，主要集中在上世纪末。第二次世界大战结束后，各国都在大力发展自己的工业，如制造业。正是在这一时期，美国、前苏联、日本、德国等工业大国在可靠性方面取得了长足的进步，对可靠性进行了深入的研究，取得了许多卓有成效的成果，也为以后的可靠性发展奠定了方向。随着计算机的发展，可靠度的计算越来越精确。例如机械产品生产后，需要对关键零件进行强度和刚度校核，而高速轴等必要零件也需要进行疲劳试验，利用计算机技术可以大大减少计算量，提高可靠性计算的准确性。现阶段，可靠性的研究对象不仅是机械设备，而且是电气设备，设备的复杂性也越来越高。
1.3国际化阶段
可靠性发展的第三个阶段是国际化阶段。在这一阶段，可靠性的研究已经过渡到全球性的研究和开发。与第一阶段和第二阶段相比，这一阶段可靠性技术在产品和设备中的应用越来越广泛。近年来，许多国家都十分重视制造业的可靠性研究，投入了大量的人力物力，可靠性研究也走向了全球。许多学术组织和学术委员会相继成立。与可靠性有关的技术已经交换，国际标准已经建立。
2 机械工程设计的可靠性常用方法
机械工程设计的可靠性方法主要有如下两种方法，分别是鲁棒设计方法和降额设计方法，下面进行详细的介绍。
2.1 鲁棒设计方法
鲁棒性是控制工程专业的专业术语，其含义是系统抵抗外界干扰的能力，对于产品的鲁棒设计，其主要是让产品在使用过程中能够保持对外界的各种干扰因素有一个好的抵抗性，无论是使用环境改变或者受到其他影响，产品设备的功能都能够保证正常发挥和使用，降低对环境和干扰的敏感度。鲁棒设计方法的提出者是日本的设计师田口玄一，该方法判断的前提是以产品在使用的过程中对使用者造成的经济损失为判断依据的，在进行具体判断的时候还需要考虑产品功能的复杂程度，如果产生的相对损失越大，则产品的质量越差，则产品的可靠性就越差，需要对产品的质量进行严格的控制，降低产品出错率。
2.2 降额设计
降额设计方法是指机械产品零件在使用过程中如果其受到的应力大小低于其额定应力大小，则该零件出现故障的几率小，产品整体的可靠性就强，在进行降额设计的时候可以通过降低施加在零件上的应力和提高零件的强度等方法来实现，如果零件的强度在一个范围内波动不确定，则可以采用例如增大安全系数、降低应力的波动等方法来提高整体的平均值，最终提高产品的可靠性，如果零件是关键零件，受力复杂，其还可以通过极限设计方法进行更为安全保险的设计，达到提升可靠性的目的。
3 可靠性设计在机械中的应用
产品的全生命周期包含的步骤比较多，如设计过程、制造加工过程、产品试验使用阶段、产品售后服务阶段等，每个过程和阶段都涉及到可靠性设计。
3.1 设计环节的可靠性设计
机械产品设计包括零件设计和装配设计。可靠性设计的分析方法有两种：（1）在完成结构设计和选材后，对各部件的可靠性进行初步计算，然后根据各部件的可靠性对产品的整体可靠性进行推导和计算。如果产品的可靠性满足要求，设计是合理的；（2）产品的可靠性是合理的）在设计前，根据产品的整体可靠性，可以合理地划分为各个部分。然后，根据各零件的可靠性，设计了零件的结构和材料选择。最后，对关键部位进行检查。分配方法包括平均分配法、再分配法、比例分配法和综合得分分配法。在零件的设计上，我们尽量少用专用件，多用国标件，产品的可靠性判断需要反复、不断验证和优化。另外，我们还需要进行人机设计来满足舒适性。
3.2制造工艺可靠性设计
机械产品制造过程的可靠性设计类似于产品设计过程的可靠性设计。制造过程涉及到加工流程和工艺，各方面都需要考虑，比如选择合适的加工机床和材料，加工人员的水平也是一个因素，对加工流程、工艺、设备、人员的影响不大，等所有因素都有可靠性指标，最后综合成总的可靠性指标进行判断。如果整体上满足可靠性指标，则满足要求
3.3使用维护可靠性设计
产品维修是一个企业必不可少的服务，它也决定了企业的影响力。制定合理、经济的维修规则，使产品符合科学化、现代化的进程。设计人员在进行可靠性设计时应考虑产品维修服务的方便性和经济性，在设计维修可靠性使用时应考虑维修工具的选择，以及维修人员的专业素质。
4 总结
随着我国经济迅速发展，制造业日趋强大，中国制造2025指日可待，我国制造业正朝着产品更加复杂的方向发展，可靠性设计尤为重要，产品的可靠性也是一个公司和企业关注的方面，我们需要重视产品可靠性设计，让产品的使用体验更好。
参考文献：
[1]李国臣.机械工程的可靠性优化设计研究[J].科技创新与应用，2017（31）：117-117.
[2]李秀丽.有关机械工程可靠性优化设计的探讨[J].建材与装饰，2017（15）.
[3]吴小飞.探讨机械工程的可靠性优化设计[J].南方农机，2015，46（2）：76-77.