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[摘 要]机械零件的可靠性设计主要通过可以应用于实际计算的数学模型与方法，对产品在研发阶段的可靠性进行优化。本文对当前我国机械零件的可靠性设计理论研究现状进行了概述，并在此基础上进一步提出了机械零件可靠性设计方法的发展方向，旨在为关注这一领域的人士提供一些可行性较高的参考意见，从而推动我国机械制造业的发展与进步。
[关键词]机械零件；可靠性设计；灵敏度设计；稳健度设计
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0263-01
引言：随着我国国民经济的发展，社会各界对于我国机械制造业，特别是机械零件设计方面的关注度越来越高。“可靠性”是对于产品质量评判的一项重要标准，但通常情况下人们只是根据自己固有的生活与生产经验对产品质量以及产品可靠性进行判断，还未能形成统一的衡量标准。因此，图和对机械制造业可靠性设计的理论与方法进行优化，是当前相关领域工作人员的工作重点之一。
一、机械零件可靠性设计的理论研究现状
当前，在实际工程中因为各类不确定和不可控因素的存在，机械零件的可靠性设计与分析显得尤为重要。在近几年国内概率学对于工业系统内部，特别是机械零件的生产和制造可靠性分析理论逐渐成熟，应用概率可靠性理论是处理机械零件可靠性问题分析的重要方法之一。随着科学技术的不断发展与完善，相关领域的工作人员对于影响机械零件可靠性除了随机性的不可控因素之外，还发现了模糊信息。因此，传统的可靠性理论研究和分析方法对于模糊信息可靠性模型的建立具有一定的劣势。此时，在进行机械零件可靠性分析设计环节，需要同时考虑随机性不可控信息以及模糊信息等方面。对此，我国机械零件制造领域的工程和技术人员利用Zadeh所提出的模糊概率计算公式，对影响机械零件可靠性的功能状态变量的模糊隶属状况以及随机分布情况等都进行了合理分析。
此外，Benhaim还提出了非概率的可靠性概念，通过采取凸集合模型代替随机变量以及概率密度函数与极限状态函数，对影像机械零件可靠性的不确定信息进行描述，经过系统的分析可以得到相应的输出变化范围，将此变化分为同生产要求的变化分为进行比较分析，便可以得出安全程度的衡量指标。非概率的可靠性分析与设计方法一经提出便得到了相关领域科研人员的广泛关注，对于提升机械零件可靠性具有十分重要的意义。
二、机械零件可靠性设计的方法发展方向
（一）可靠性优化度设计方法
机械零件的可靠性设计为机械零件优化度设计的基础，可以有效满足产品成本、质量、尺寸、体积以及安全性的等参数的优化还可以全面提升机械零件在实际应用过程中的可靠性，从而确保机械零件的结构预测工作性能在实际工作环节中应用性得到有效提升。对机械零件可靠性优化度的提升需要借助于数学规划方法与可靠性分析理论等两个方面，并且在对机械零件各部分参数的优化设计过程中将其各部分的指标都进行优化和调整。例如，我国某地区的机械零件设计和制造单位，在进行机械零件优化度提升过程中，首先将其可靠性作为优化设计的目标函数，并且将零件其他尺寸、体积、质量以及成本等其他指标最小化，对机械零件的刚度、强度与稳定性等进行约束管理，从而得到最优的设计方法[1]。
（二）可靠性灵敏度设计方法
机械零件可靠性灵敏度的设计，主要是在可靠性的基础上进行操作完成的。机械零件可靠度设计方法能全面反映出各部分设计参数对于机械产品在不同程度上的失效影响，并且对参与进行再次分析与设计。例如，我国某地区的机械制造生产单位通过对估计和设计约束变差与质量变差对于机械零件性能指标的影响程度，将设计参数中影响较大的参数进行改变，从而确保机械零件对于不可控因素以及可控因素的影响失去灵敏性。该地区机械制造生产单位首先建立起极限状态房产，对于机械零件可靠性的灵敏度进行设计。之后采用对各环节设计参数求偏导数的方法，得到机械零件可靠性灵敏度的计算公式，从而进一步确定个设计参数具体的灵敏度，将各部分灵敏度的数值作为设计方案修改过程中的参数依据，铁航參数修改以及二次设计工作的效率[2]。
（三）可靠性稳健度设计方法
机械零件的可靠性稳健度设计以机械零件可靠性优化度设计灵敏度设计为基础，稳健度设计可以确保机械零件在生产和制造对于生产环境的变异度以及在应用到实际操作过程程中使用环境的变异度的敏感性降低。不仅如此，对机械零件可靠性稳健度进行优化设计，还可以使机械零件的使用寿命提升，不仅对于参数变化、结构变化或是发生小范围老化等现象，都能在一定程度上保持可靠且持续的工作状态。机械零件可靠性稳健度的设计，通过在设计阶段对机械零件的灵敏度进行分析，不仅可以保障机械零件处于不确定因素环境中的稳健程度，还能在不减少、不消除不确定因素的情况下，通过采取合理的设计方法，使机械零件质量受不确定因素影响降到最低，从而在全面降低机械零件成本的同时，提升机械零件生产和制造的质量。
（四）可靠性试验
现阶段，我国机械零件可靠性理论研究方面已经取得了许多优秀的成果，理论发展也处于较为成熟的阶段。但是相关领域关于机械零件可靠性试验方面的发展还处于初级阶段，因此，需要全面提升我国机械零件制造领域关于产品可靠性试验方面的技术和能力，以确保机械零件质量不断优化与完善。可靠性试验是对于产品可靠性进行实验、分析以及评价的一种有效手段，通过可靠性试验可以全面增强机械零件在产品设计、开发、材料选用以及制造工艺等方面问题的的解决能力，改善产品的战备完好性，降低产品后期维护和修理的费用，提升产品制造的合格率。对此，我国某地区的机械零件生产和制造单位，通过可靠性试验获取了机械零件的各类数据，并且针对试验中发生的各类故障的原因进行细致的研究和分析，从根本上提高了产品的可靠性。
总结：综上所述，可靠性是产品质量检验环节的一项动态管理指标，在现代化生产过程中已经被应用于产品的设计、开发、制造、实验以及使用和维护保养的每一个具体的环节之中，因此可靠性设计师我国机械工程领域科学技术人员研究的重点方向之一。通过将理论方法与实际工程阶段的生产和操作经验相结合，可以有效提升可靠性设计的能力，促使机械设计结构更加合理。
参考文献：
[1]杨依玲. 基于机械零件可靠性设计理论研究[J]. 中国高新区，2017，（02）：113.
[2]张思，周思柱，李美求. 基于VB与Matlab混合编程的机械零件可靠性设计[J]. 机械，2014，41（06）：44-48.
[关键词]机械零件；可靠性设计；灵敏度设计；稳健度设计
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0263-01
引言：随着我国国民经济的发展，社会各界对于我国机械制造业，特别是机械零件设计方面的关注度越来越高。“可靠性”是对于产品质量评判的一项重要标准，但通常情况下人们只是根据自己固有的生活与生产经验对产品质量以及产品可靠性进行判断，还未能形成统一的衡量标准。因此，图和对机械制造业可靠性设计的理论与方法进行优化，是当前相关领域工作人员的工作重点之一。
一、机械零件可靠性设计的理论研究现状
当前，在实际工程中因为各类不确定和不可控因素的存在，机械零件的可靠性设计与分析显得尤为重要。在近几年国内概率学对于工业系统内部，特别是机械零件的生产和制造可靠性分析理论逐渐成熟，应用概率可靠性理论是处理机械零件可靠性问题分析的重要方法之一。随着科学技术的不断发展与完善，相关领域的工作人员对于影响机械零件可靠性除了随机性的不可控因素之外，还发现了模糊信息。因此，传统的可靠性理论研究和分析方法对于模糊信息可靠性模型的建立具有一定的劣势。此时，在进行机械零件可靠性分析设计环节，需要同时考虑随机性不可控信息以及模糊信息等方面。对此，我国机械零件制造领域的工程和技术人员利用Zadeh所提出的模糊概率计算公式，对影响机械零件可靠性的功能状态变量的模糊隶属状况以及随机分布情况等都进行了合理分析。
此外，Benhaim还提出了非概率的可靠性概念，通过采取凸集合模型代替随机变量以及概率密度函数与极限状态函数，对影像机械零件可靠性的不确定信息进行描述，经过系统的分析可以得到相应的输出变化范围，将此变化分为同生产要求的变化分为进行比较分析，便可以得出安全程度的衡量指标。非概率的可靠性分析与设计方法一经提出便得到了相关领域科研人员的广泛关注，对于提升机械零件可靠性具有十分重要的意义。
二、机械零件可靠性设计的方法发展方向
（一）可靠性优化度设计方法
机械零件的可靠性设计为机械零件优化度设计的基础，可以有效满足产品成本、质量、尺寸、体积以及安全性的等参数的优化还可以全面提升机械零件在实际应用过程中的可靠性，从而确保机械零件的结构预测工作性能在实际工作环节中应用性得到有效提升。对机械零件可靠性优化度的提升需要借助于数学规划方法与可靠性分析理论等两个方面，并且在对机械零件各部分参数的优化设计过程中将其各部分的指标都进行优化和调整。例如，我国某地区的机械零件设计和制造单位，在进行机械零件优化度提升过程中，首先将其可靠性作为优化设计的目标函数，并且将零件其他尺寸、体积、质量以及成本等其他指标最小化，对机械零件的刚度、强度与稳定性等进行约束管理，从而得到最优的设计方法[1]。
（二）可靠性灵敏度设计方法
机械零件可靠性灵敏度的设计，主要是在可靠性的基础上进行操作完成的。机械零件可靠度设计方法能全面反映出各部分设计参数对于机械产品在不同程度上的失效影响，并且对参与进行再次分析与设计。例如，我国某地区的机械制造生产单位通过对估计和设计约束变差与质量变差对于机械零件性能指标的影响程度，将设计参数中影响较大的参数进行改变，从而确保机械零件对于不可控因素以及可控因素的影响失去灵敏性。该地区机械制造生产单位首先建立起极限状态房产，对于机械零件可靠性的灵敏度进行设计。之后采用对各环节设计参数求偏导数的方法，得到机械零件可靠性灵敏度的计算公式，从而进一步确定个设计参数具体的灵敏度，将各部分灵敏度的数值作为设计方案修改过程中的参数依据，铁航參数修改以及二次设计工作的效率[2]。
（三）可靠性稳健度设计方法
机械零件的可靠性稳健度设计以机械零件可靠性优化度设计灵敏度设计为基础，稳健度设计可以确保机械零件在生产和制造对于生产环境的变异度以及在应用到实际操作过程程中使用环境的变异度的敏感性降低。不仅如此，对机械零件可靠性稳健度进行优化设计，还可以使机械零件的使用寿命提升，不仅对于参数变化、结构变化或是发生小范围老化等现象，都能在一定程度上保持可靠且持续的工作状态。机械零件可靠性稳健度的设计，通过在设计阶段对机械零件的灵敏度进行分析，不仅可以保障机械零件处于不确定因素环境中的稳健程度，还能在不减少、不消除不确定因素的情况下，通过采取合理的设计方法，使机械零件质量受不确定因素影响降到最低，从而在全面降低机械零件成本的同时，提升机械零件生产和制造的质量。
（四）可靠性试验
现阶段，我国机械零件可靠性理论研究方面已经取得了许多优秀的成果，理论发展也处于较为成熟的阶段。但是相关领域关于机械零件可靠性试验方面的发展还处于初级阶段，因此，需要全面提升我国机械零件制造领域关于产品可靠性试验方面的技术和能力，以确保机械零件质量不断优化与完善。可靠性试验是对于产品可靠性进行实验、分析以及评价的一种有效手段，通过可靠性试验可以全面增强机械零件在产品设计、开发、材料选用以及制造工艺等方面问题的的解决能力，改善产品的战备完好性，降低产品后期维护和修理的费用，提升产品制造的合格率。对此，我国某地区的机械零件生产和制造单位，通过可靠性试验获取了机械零件的各类数据，并且针对试验中发生的各类故障的原因进行细致的研究和分析，从根本上提高了产品的可靠性。
总结：综上所述，可靠性是产品质量检验环节的一项动态管理指标，在现代化生产过程中已经被应用于产品的设计、开发、制造、实验以及使用和维护保养的每一个具体的环节之中，因此可靠性设计师我国机械工程领域科学技术人员研究的重点方向之一。通过将理论方法与实际工程阶段的生产和操作经验相结合，可以有效提升可靠性设计的能力，促使机械设计结构更加合理。
参考文献：
[1]杨依玲. 基于机械零件可靠性设计理论研究[J]. 中国高新区，2017，（02）：113.
[2]张思，周思柱，李美求. 基于VB与Matlab混合编程的机械零件可靠性设计[J]. 机械，2014，41（06）：44-48.