机械产品全生命周期设计探讨郭晓辉

郭晓辉

摘要：如今机械产品竞争愈加激烈，能在最短的时间内生产出越多的产品，且能保证产品质量满足客户的需求，这就是现在机械产品发展的趋势。本文通过对全生命周期设计的基本概念进行介绍，并介绍了全生命周期设计的主要内容有面向材料及其加工成形工艺的设计、面向制造与装配的设计、面向功能的设计、安全使用寿命设计、产品经济寿命设计以及面向资源环境设计，最后对机械产品生命全周期设计进行优化设计，希望能设计出满足客户要求的机械产品。

关键词：全生命周期；全寿命；安全保障；机械设计

一、全生命周期设计的基本概念

产品的全生命周期和产品的寿命是不一样的，产品的全生命周期包括产品的设计期、生产期以及运输销售期，还有转化再生产期，直到产品报废回收利用这些都是产品的全生命周期。而产品的寿命只是产品到顾客手里正常使用的时间，所以说产品的寿命是包括在产品全生命周期里面的，也是产品全生命周期的一部分。由此可见，产品的全生命周期是能表现产品自然寿命最直观的数据。在传统的产品生产过程中，所有的产品功能和性能都在服役期实现的，所以说传统设计主要是对产品的使用寿命来设计的，没有考虑到产品全生命周期其他阶段的寿命。在产品全生命周期中，产品的转折点是产品报废以及返厂回收时期，而判断产品报废的依据是有下面三点：第一，产品的功能失效；第二，产品安全措施失效；第三，产品正常工作导致企业亏损。如果产品在使用的过程中出现上述情况，那么说明产品已经无法使用，就需要进行产品报废了。

二、全生命周期设计的主要内容

2.1面向材料及其加工成形工艺的设计

在机械产品全生命周期的设计过程中需要全面考虑材料的选择以及加工工艺的选择。对于原材料来说，需要根据产品的性能选择原材料，其次根据材料的性能进行比较，选择出性能最好且价格有优势的材料，这样才能进行产品的加工。在材料选择的时候需要考虑到材料的环保性能、加工性能以及价格新能，综合考虑之后就可以进行加工了。在在材料加工的时候需要根据材料的各种性能选择合适的加工工艺，这样才不至于破坏材料的性能，并且保证产品的各项性能。

2.2面向制造与装配的设计

完成原材料的选择和基础配件的加工之后，就需要对基本的零配件进行装配，为了缩短装配的时间，在产品设计阶段就利用计算机软件对其制造过程进行模拟，并且对加工工艺和装配模具进行选择，在一定的程度上缩短了装配周期，降低了生产成本。另外，产品全生命周期设计的时候需要考虑装配的方便性，便于装配在一定的程度上会大大的缩短全生命时周期，对产品的销售有很大的帮助，还对产品报废回收有一定的帮助。

2.3面向功能的设计

产品的功能和性能是机械设计的核心内容，是至始至终贯穿在产品全生命周期所有环节。相比传统设计，使用先进的技术和加工手段，大大的提高了产品的功能和性能，这对产品的销量有很大的影响。另外，在产品设计的时候需要综合考虑产品外部的结构以及表现形式，尽最大的可能满足市场的需求，并且保证产品的质量和安全性，此外，产品设计的时候还要进行创新设计，这是我国大力支持的，所以在保证产品质量的基础上进行创新，是当代企业发展的共同目标，也是国家坚持的基本国策。

2.4安全使用寿命设计

产品的安全使用寿命设计是指产品在客户手里使用，直到产品在使用的过程中会出现意外事故的发生，会对工人以及其他设备造成损害，这段时间就是产品的安全使用寿命。所以说，产品的安全使用寿命就是客户使用的时间，因此在产品的设计的时候一定要加强对安全寿命设计，目前，产品结构的使用寿命预测的方法主要有疲劳动力学的安全寿命方法，他可以对产品的最大疲劳强度进行计算，进而预估出产品的安全使用寿命，是现在主流的产品安全寿命预算的方法。因此，在产品设计的时候需要对产品进行多次疲劳强度的计算，保证其预算安全使用寿命达到客户要求才可以进行大批量的生产。

2.5经济寿命设计

产品的经济寿命是指产品从工作开始为企业带来收益直到产品正常运行不再为企业创造收益，这段时间就是产品的经济寿命。产品经济寿命越长，为企业创造的利益越多，所以对企业来说更多的是注重产品的经济寿命。

2.6面向资源环境设计

产品设计的时候需要考虑产品从加工开始会对周围环境以及周围资源造成多大的影响。在产品的设计的时候需要考虑到设计过程的节约能源，不对资源进行浪费，充分利用资源、合理配置资源，其次需要保证生产过程不对环境造成污染，只有这样才能符合我国坚持的绿色设计的要求。

三、机械产品全生命周期优化设计

在机械产品全生命周期的设计过程中，为了有效的缩短全生命周期，并且进一步促进产品更新换代，走进科学技术的最前沿，需要在产品设计的过程中进行优化。产品全生命周期是一个整体，所以在设计的时候需要对整个过程进行规划，计划出每一过程需要多长时间，然后再将这些过程进行细分，顺利完成每一步骤的设计。另外，产品设计模块化、标准化以及集成化是现代产品全生命周期设计全局优化的基本措施，所以在设计的时候需要考虑众多因素。为了保证机械产品全生命周期设计顺利进行，需要在完成每一过程的时候进行记录，并与预期计划进行对比和分析，这对以后新一代产品的全生命周期设计有很大的帮助。

四、结语

综上所述，产品的全生命周期是指一个产品从设计开始到最后报废返厂整个过程所需要的时间，这个过程涉及到很多步骤，有面向材料及其加工成形工艺的设计、面向制造与装配的设计、面向功能的设计以及安全使用寿命设计等等，这些过程对产品的质量以及使用寿命都有很大的影响，所以在产品设计的时候需要全方面考虑所有因素，尽可能的在保证产品质量的基础上缩短产品的全生命周期，促进产品的更新换代。

参考文献

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