摘要：機(jī)電一體化產(chǎn)品由于其復(fù)雜性和重要性，其可靠性問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注?？煽啃栽O(shè)計(jì)作為一種現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段，將其應(yīng)用在機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，能夠保證機(jī)電系統(tǒng)獲得較高的可靠度。文章首先介紹了可靠性的概念和可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后從可靠性預(yù)計(jì)和可靠性分配兩個(gè)方面對(duì)可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的

介紹。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；可靠性；預(yù)計(jì)分配

中圖分類號(hào)：TH239 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0012-02

1 概述

隨著我國(guó)市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電一體化產(chǎn)品在我國(guó)各個(gè)行業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，機(jī)電一體化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，其使用條件和應(yīng)用的環(huán)境也更加嚴(yán)格，由此產(chǎn)生的產(chǎn)品可靠性問(wèn)題必然增多?？煽啃允呛饬慨a(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，早在20世紀(jì)50年代，國(guó)外就興起了對(duì)技術(shù)可靠性的廣泛研究。

可靠性是產(chǎn)品或系統(tǒng)的重要指標(biāo)屬性，要提高系統(tǒng)的使用壽命、應(yīng)用的穩(wěn)定、計(jì)算的準(zhǔn)確，降低長(zhǎng)期使用的損耗費(fèi)用，產(chǎn)品質(zhì)量的時(shí)間起到關(guān)鍵作用?？煽啃苑治觯壳耙呀?jīng)成為產(chǎn)品安全性預(yù)測(cè)、質(zhì)量保障及維修計(jì)劃制定等工作不可或缺的手段。尤其是在現(xiàn)代生活中，不論是復(fù)雜的飛機(jī)，還是日常生活中簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)等，都是應(yīng)用大量復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品與系統(tǒng)的典型代表，與此同時(shí)，可靠性工程應(yīng)用其中，并取得了成功。

2 可靠性

機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性是利用時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行描述，機(jī)電產(chǎn)品在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包含五個(gè)要素，分別是：對(duì)象、規(guī)定的工作時(shí)間、規(guī)定的工作條件、正常運(yùn)行的功能以及

概率。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性研究對(duì)象既包括系統(tǒng)，也包括各種單元、組件、零部件等。“規(guī)定的工作條件”一般包括：環(huán)境條件、動(dòng)力條件、負(fù)載條件以及使用和維護(hù)條件?！耙?guī)定的工作時(shí)間”一般指產(chǎn)品的全壽命周期。正常運(yùn)行的功能是指機(jī)電一體化產(chǎn)品完成任務(wù)的各參量。而概率是可靠性的數(shù)值表征。

可靠性指標(biāo)是產(chǎn)品可靠性的量化標(biāo)尺，是進(jìn)行可靠性分析的依據(jù)?？煽慷?、失效率、平均壽命、平均維修時(shí)間等函數(shù)都是機(jī)電一體化產(chǎn)品常用的可靠性指標(biāo)。在不同的工作條件下，對(duì)于不同的機(jī)電系統(tǒng)，應(yīng)采用不同的可靠性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。

3 可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)電產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來(lái)、生產(chǎn)出來(lái)的。可靠性設(shè)計(jì)是一種預(yù)先考慮產(chǎn)品或系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用可靠性設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在完成預(yù)定功能的前提下，使性能、重量、成本、壽命等各方面相互平衡，設(shè)計(jì)出可靠性高的產(chǎn)品的目的。其任務(wù)就是確定產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的變化規(guī)律，并在其基礎(chǔ)上確定如何以最少的費(fèi)用來(lái)保證應(yīng)有的工作壽命和可靠度，建立最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法，因?yàn)榭煽啃栽O(shè)計(jì)是機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，可靠性設(shè)計(jì)與機(jī)電產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行也是必要的?？煽啃栽O(shè)計(jì)主要包括可靠性預(yù)計(jì)和可靠性分配兩

部分。

3.1 可靠性預(yù)計(jì)

可靠性預(yù)計(jì)是為了估計(jì)產(chǎn)品在給定工作條件下的可靠性進(jìn)行的工作，以以往的工程經(jīng)驗(yàn)、故障數(shù)據(jù)、當(dāng)前技術(shù)水平、元器件的失效率等為依據(jù)，預(yù)計(jì)產(chǎn)品實(shí)際可能達(dá)到的可靠度。可靠性預(yù)計(jì)包括可靠性分析和可靠性預(yù)測(cè)兩個(gè)過(guò)程。

可靠性分析就是依據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品各個(gè)組成單元的具體功能特性，繪制反映其物理關(guān)系的功能框圖。然后根據(jù)功能圖，進(jìn)行可靠性建模，分別是繪制能夠反映其邏輯關(guān)系的可靠性框圖和建立可靠性數(shù)學(xué)模型。機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性與組成它的各個(gè)單元的可靠性之間的定量關(guān)系是可靠性數(shù)學(xué)模型反映的內(nèi)容。產(chǎn)品系統(tǒng)彼此組合起來(lái)的形式和各組成單元本身的可靠性是產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性的兩個(gè)決定性因素，也就是在邏輯圖中各個(gè)單元之間的連接

方式。

完成可靠性數(shù)學(xué)建模，把機(jī)電系統(tǒng)的可靠性特征量表示成各部分可靠性特征量的函數(shù)，再根據(jù)已知的各部分的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算出系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)。通過(guò)可靠性預(yù)測(cè)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品各單元的現(xiàn)有元器件水平和使用條件下能達(dá)到的可靠性指標(biāo)的客觀認(rèn)識(shí)，又能找到系統(tǒng)的可靠性薄弱環(huán)節(jié)，從而提出對(duì)設(shè)計(jì)方案的修改意見(jiàn)，最后再進(jìn)行實(shí)施。在一般情況下，最終形成一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，需要進(jìn)行若干次可靠性預(yù)測(cè)，并且預(yù)測(cè)越早越好。

3.2 可靠性分配

技術(shù)可靠性分配是技術(shù)可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一?？煽啃苑峙涫菫榱耸箯?fù)雜問(wèn)題的處理得以簡(jiǎn)化并便于檢驗(yàn)，把系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)按照一定的方法合理地分配給系統(tǒng)、單元、零部件的全過(guò)程。它是一個(gè)分解的過(guò)程：由一個(gè)整體到局部、由大到小、由上到下，也是系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)與分配貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期的可靠性預(yù)計(jì)與分配對(duì)系統(tǒng)可靠性有著十分重要的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛地應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題逐漸受到各方的關(guān)注。本文以可靠性為出發(fā)點(diǎn)，詳細(xì)介紹了機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程，為使用者提供參考，起到提高機(jī)電產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量的作用，達(dá)到增加機(jī)電一體化產(chǎn)品的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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作者簡(jiǎn)介：王曉燕（1985—），女，河北唐山人，供職于灤南中興電力服務(wù)有限公司。