维修性设计方法有哪些

A. 现代机械的设计方法有哪些

（1）功能分析法
在20世纪50年代，GE公司的Miles工程师提出了功能分析法的概念，这个概念具体是要将功能抽象化。在机械产品的设计过程中，通过原理来反推产品的设计过程，最终要实现具体的功能。功能分析法可以让设计者对加深对产品的理解。在这一套流程中，首先要对归纳出产品需要实现的总功能，然后将总功能按照先后关系划分为许多子功能，最终选择相关的机构来实现子功能，在这一过程中，因为每个子功能的可执行方案很多，从而可以获得多种可行性方案。如图1是功能分析法的原理示意图。

图1 功能分析法

（2）黑箱法
20世纪40年代，W.R. Ashby提出黑箱的概念。Pahl G, Beitz W利用该概念也是首先把总功能分解成子功能，紧接着在子功能的基础之上找到可执行功能机构，进而形成树状结构。黑箱顾名思义就是看不见内部结构，在输入输出都已经很明确的情况下，来利用黑箱的功能进行设计。图2就是黑箱的原理示意图。
黑箱法的设计诸多特点：1）对各个分功能以影响水平为因素进行评级，必要功能和基本功能作为最需要被满足的功能，其影响水平等级应该划分更高，至于附加功能作，其是在基础功能以上的扩展可有可无，对以分配较低的影响水平；2）用合适的功能载体将子功能合理表现出来，从而实现对必要功能和基本功能加以抽象的表达；3）整个设计系统的基本功能以及满足功能的相关约束条件要清晰的认识，从而找到设计过程中的主要矛盾并对此加以解决。
黑箱法解题思路：1）把总功能拆分为不同等级的分功能，；2）根据分功能建立相关原理结构图； 3）将每个子功能原理结构进行综合。

图2 黑箱法
（3）设计目录法
设计目录法旨在建立一个具有设计方案资料信息存储库。这个存储库可以对内部的设计资料进行分类处理。计算机作为存储终端，可以把工程所熟练应用的设计信息进行存储、传送，从而建立丰富的数据库。另外在这种数据库结构还要采用系统工程的方法从而对数据进行更快捷的提取和存入，进而在对设计方案的搜索时可以做的有的放矢。
（4）形态学矩阵法
瑞士天体物理学家Zwicky提出的形态学矩阵法可以结合分析所提出问题的所有可行性方案，该方法以功能分解为基础，以数学矩阵法和功能法为基本原理，可以让系统实现程序化的归纳分析。H Qin在该方法上作进一步探讨，加上数学建模方法使得分析的结果对汽车白身的设计有很大的好处。在形态学的概念之中，创新并不是创造从来没见过的东西，而是在现有东西基础之上来进行组合，从而设计出不同方案来实现创新。因素和形态作为在这套方法中的主要参数；其中因素是以上提到的功能分析法中被设计的机构的功能，形态是每个分功能的技术载体。总而言之，形态学矩阵法主要就是对不同的产品首先进行功能分析，然后对分解的子功能进行求解，最后对所有的可执行方案进行综合设计，其主要手段以功能分解和功能解。如表1是其建模过程。
形态学矩阵方法的实现流程：拆分总功能、构想形态和求解功能、方案综合、方案选优。

产品成型前的方案设计是重中之重，在整个方案设计过程中最主要是分析功能、筛选执行机构并进行组合从而找到最优解。此课题应用以上方法首先对真空吸吊机功能进行分解，然后找到分功能的可行性机构并进行功能组合从而获得更多的方案。

B. 装备维修性设计案例

维修性论证技术研究下载：http://www.cmaintop.com/uploadfiles/wxiuxinglunzheng.pdf
http://www.cqvip.com/QK/87527X/2005002/16066598.html
http://www.serverlw.com/news8/gongxue.asp?path=46804
http://www.cmiw.cn/?action-viewthread-tid-111521

C. 请问六西格玛设计咨询（DFSS咨询）的可靠性和维修性设计是怎么样的有何

1、面向可靠性的设计
可靠性作为质量的时间延续特性，已越来越多地受到人们的重视。六西格玛设计的核心是稳健设计(包括QFD、系统设计、实验设计、参数设计、容差设计等方法)，其宗旨是提高产品抵御环境变化、制造误差和磨损老化等各种干扰的能力，减少产品质量波动。而实质上，稳健设计在减少产品质最波动的同时，也肯定提高了产品的可靠性。下面天行健顾问介绍面向可靠性的经典设计方法。

可靠性设计的目标是在顾客所要求的寿命期内不出或尽可能少出故障，即满足顾客关于寿命和平均故障间隔时间的要求并降低全寿命周期费用(LCC)。这个目标只有从产品研制开始就紧密结合产品研制深入开展可靠性设计和分析工作才有可能达到。可采用的可靠性设汁方法包括可靠性指标论证与确定，可靠性分配与预计，制定和贯彻可靠性设计准则，开展简化设计、热设计、降额设计、余度设计、耐环境设计等；可采用的可靠性分析方法包括FMEA分析以及故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)、热分析、容差分析等。

1、可靠性指标论证与确定
对于电子产品等偶然失效占统治地位的产品，应论证与确定平均故障间隔时间MTBF的指标，对于耗损失效占统治地位的产品，应论证与寿命指标；对于兼有偶然失效和耗损失效的产品应论证与确定平均故障间隔时间 MTBF和寿命两种指标。产品的寿命不是越长越好，应当根据顾客的需求来确定。在产品的寿命期间，平均故障间隔时间MTBF应尽可能长。

2、可靠性分配与预计
为了保证产品能满足顾客对可靠性的指标要求，应当在设计早期自顶向下地将基本可靠性和任务可靠性指标分配到各部件和零件，并自下而上地对零部件和整机的基本可靠性和任务可靠性指标进行预计，以便评估在实现可靠性指标方面设计方案的可行性。通过可靠性预计，可以发现可靠性的薄弱环节，对这些薄弱环节应采取设计和工艺的改进措施，以提高产品的可靠性水平。

3、可靠性设计准则
可靠性设计准则是有助于提高产品可靠性的定性设计要求的归纳总结，应制定并要求设计员贯彻可靠性设计准则，在设计评审时进行可靠性设计准则的符合性检查。

4、经典可靠性设计方法
简化设计:产品的结构越简单，零部件越少，可靠性肯定越高。
降额设计:限制元器件、零部件的载荷(包括电流、电压、应力、温度、功耗等)水平、使其低干额定值的设计方法。
冗余设计:用多于一种途径来完成一个规定功能的设计方法。
耐环境设计:采用如热设计、减振、空调、防尘、防沙、防霉菌、避光、防湿、隔噪音等局部改善环境的设计方法。

D. 可靠性设计有哪些方法

1. 冗余设计：类似并联电路；如，飞机的发动机，一般都挂两个，一个坏了，马上启动备用的；
2. 降额设计：让产品在额定值一下工作；如，某电阻额定电流1A，设计电路时让最大电流为0.75A，
就永远不会烧这个电阻了。
3. 热设计：受温度影响很大的产品，需要导热与散热来降低失效；笔记本的散热片、风扇等设计；
4. FMEA：故障模式分析，逐一对每一个元件、零件、部件发问“它会怎么失效”，找出原因并加上预防措施。

E. 设计方法有哪些

设计的方法有现代建筑设计，现代产品设计，现代平面设计，广告设计，服装设计等，具体介绍如下：

1、现代建筑设计。无论在建筑科学技术方面，还是在建筑设计和建筑艺术方面，都是历史任何时期所不能比拟的。

2、现代产品设计。现代产品设计是工程技术与现代美学、材料学、计算机应用乃至社会心理学等多学科方法相结合的一种现代产品设计的应用学科。

3、现代平面设计。是适应社会需求，为艺术设计领域培养应用型专业人才的重要措施，也是多渠道发展高等艺术设计教育的一个重要组成部分。

4、广告设计。包括广告文字、广告色彩、广告插画、广告版式、企业宣传册、海报、报纸广告、期刊广告与户外广告的基本设计原则及创意理念。

5、服装设计。服装设计属于工艺美术范畴，是实用性和艺术性相结合的一种艺术形式。

形象是物体的外部特征，是可见的。形象包括视觉元素的各部分，所有的概念元素如点、线、面在见于画面时，也具有各自的形象。

平面设计中的基本形：在平面设计中，一组相同或相似的形象组成，其每一组成单位成为基本形，基本形是一个最小的单位，利用它根据一定的构成原则排列、组合、便可得到最好的构成效果。

组形：在构成中，由于基本的组合，产生了形与形之间的组合关系，这种关系主要有：

1．分离：形与形之间不接触，有一定距离；

2．接触：形与形之间边缘正好相切；

3．复叠：形与形之间是复叠关系，由此产生上下前后左右的空间关系；

4．透叠：形与形之间透明性的相互交叠，但不产生上下前后的空间关系；

5．结合：形与形之间相互之间结合成为较大的新形状；

6．减却：形与形之间相互覆盖，覆盖的地方被剪掉；

7．差叠：形与形之间相互交叠，交叠的地方产生新的形；

8．重合：形与形之间相互重合，变为一体。

F. 机械设备维修有哪些方式

机械设备维修的基本方法是：
1、周期性维修：周期性维修分为小、中、大修，是一种版预防性维修方式；
2、事后维修：权是在设备发生故障后，或者设备的精度和性能降低到合格水平以下时进行的非计划性修理；
3、状态维修：是一种以设备技术状态为基础的预防性维修方式。

G. 设计师的设计方法有哪些

现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括：优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。在运用他们进行工程设计时，一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。本节以计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术造型设计、设计方法学、三次设计等为例来说明现代设计方法的基本内容与特点。
1、计算机辅助设计
计算机辅助设计（Computer Aided Design)，简称CAD。他是把计算机技术引入设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统，而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成，兼有计算、图形处理、数据库等功能，并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。典型的CAD工作过程如图1-3所示。
2、优化设计
优化设计（Optimal Design）是把最优化数学原理应用于工程设计问题，在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。
在进行工程优化设计时，首先把工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型，然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数学模型进行寻优求解，得到工程设计问题的最优设计方案。
在建立优化设计数学模型的过程中，把影响设计方案选取的那些参数称为设计变量；设计变量应当满足的条件称为约束条件；而设计者选定来衡量设计方案优劣并期望得到改进的指标表示为设计变量的函数，称为目标函数。设计变量、约束函数、目标函数组成了优化设计问题的数学模型。优化设计需要把数学模型和优化算发放到计算机程序中用计算机自动寻优求解。常用的优化算法有：0.618法、鲍威尔（Power）法、变尺度法、复合型法、惩罚函数法。
3、 可靠性设计
可靠性设计（Reliability Design）是以概率论和数理统计为理论基础，是以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据，以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。
可靠性设计的基本内容是：选定产品的可靠性指标及量值，对可靠性指标进行合理的分配，再把规定的可靠性指标设计到产品中去。
4、有限元法
有限元法（Finite Method）是以电子计算机为工具的一种数值计算方法。目前，该方法不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题（如结构力学、流体力学、热传导、电磁场等方面的问题）的求解，而且还可以用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力学分析，并能准确地计算复杂零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有利分析工具。
5、工业艺术造型设计
工业艺术造型设计时工程技术与美学艺术相结合的一门新学科。他是旨在保证产品使用功能的前提下，用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动，包括结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理，从而设计出优质美观的产品造型。实用和美观的最佳统一是工业艺术造型的基本原则。
这一学科的主要内容包括：造型设计的基本要素、造型设计的基本原则、美学法则、色彩设计、人机工程学等。
6、反求工程设计
反求工程设计（Reverse Engineering）是消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。它是通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验，了解其材料、组成、结构、性能、功能，掌握其工艺原理和工作机理，已进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。它是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。

H. 1. 什么是机械设备的可靠性设计和维修性设计,两者各自的特点和关系是什么

所谓可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的回能力。
这里所说的规定条件包答括产品所处的环境条件(温度、湿度、压力、振动、冲击、尘埃、雨淋、日晒等)、、使用条件(载荷大小和性质、操作者的技术水平等)、、维修条件(维修方法、手段、设备和技术水平等)、。在不同规定条件下，产品的可靠性是不同的。
维修性设计是指产品设计时，设计师应从维修的观点出发，保证当产品一旦出故障，能容易地发现故障，易拆、易检修、易安装，即可维修度要高。维修度是产品的固有性质，它属于产品固有可靠性的指标之一。维修度的高低直接影响产品的维修工时、维修费用，影响产品的利用率。
可靠性设计与维修性设计的关系：
可靠性设计和维修性设计是从不同的角度来保证产品的可靠性。前者着重从保证产品的工作性能出发，力求不出故障或少出故障，是解决本质安全问题，在方案设计和结构设计阶段就设法消除危险与有害因素；后者则是从维修的角度考虑，一旦产品发生故障，其本身就能自动及时发现故障，并且显示故障或发出警报信号，并能自动排除故障或中止故障的扩展。