前言：
　　经过我国这些年的迅速发展，我国工程机械行业己形成了较强生产能力和具有一定规模的完整体系。工程机械行业的规模及销售额在机械工业中次于电器、汽车、石化通用及农机，排第五位，工程机械作为重要的施工生产装备，在国民经济发展和国防建设中已具无法替代的作用。国产工程机械产量不断增加，国内市场不断增大的同时，工程机械与国外同类产品相比甚至国内其它行业产品相比，在性能水平，噪声控制，特别是产品可靠性方面，跟国外还有很大的差距。因此，对机械可靠性设计的研究具有十分重要的意义。
　　1. 维修发展现状与问题
　　可靠性优化设计方法一般是指在常规优化设计方法的基础上，建立一种全新的优化设计方法，将可靠性要求作为追求的目标或者约束条件，运用最优化方法得到在概率意义下的最佳设计的一种数值计算方法。从工程实用性角度来看，可靠性优化设计方法则是相对传统的优化设计方法更为合理的设计模式，其主要特点表现在明显的更高的设计质量和获得明显的经济效益，因此对机械可靠性的研究已成为目前国内外学者研究的热点之一。
　　a.领域的问题。在工程机械领域，国外一直在研究如何提高其可靠性，如卡特彼勒的大型工程机械安装有闭路监视系统以及超声波后障碍探测系统，为司机安全作业提供音频和视频信号。微机监控和自动报警的集中润滑系统，大大简化了机器的维修程序，缩短了维修时间。但对于国内的机械产品，有不少用户都存在着“国产机一年不如一年”，“新产品还不如老产品可靠”这类的想法，这充分反映了国产工程机械产品的可靠性差的问题是较为严重的。
　　b.售后服务领域的问题。在售后服务方面，各机械制造商都建立了自己的营销网络，但是大多片面地追求形式，真正具备完善售后服务功能的网点较少：很多售后维修站徒有虚名，能发挥的作用极其有限。再者，销售和售后服务脱节也相当普遍，维修服务不到位，用户得不到专业设备的使用指导。当设备出现故障以后，不是通过检验程序判断故障所在，而是动辄就解体、更换部件：不按操作规程和程序操作，造成非正常损坏。用户得不到及时有效的服务，机械设备不能及时修护，以至于对工程的进度和用户的经济收入都造成了负面的影响。
　　2. 机械构件的主要失效原因分析
　　一般来说，对于机械产品其失效形式主要有结构完整性破坏，包括产品零部件强度降低、断裂破坏、疲劳破坏和磨擦损伤等，缩短了机械产品的使用寿命。对于工程机械常见失效有以下三种：(1)材料断裂。材料或结构中的缺陷，是不可避免的。由缺陷引起断裂所发生的机械、结构的失效，是工程中最重要、最常见的失效模式。(2)疲劳破坏。疲劳破坏是引起产品构件失效的另一重要原因。其主要特点是在交变的循环应力或循环应变作用下材料发生损伤破坏。是一个损伤累积过程。(3)零件磨损。磨损是机械零件失效的又一主要形式之一。有许多零件不能继续使用并不是由于零件的整体被破坏，而是由于零件工作表面的磨损逾限而促使零件加速失效。
　　3. 综合优化设计方法
　　可靠性设计的任务是设计出故障少，在规定的时问内不易丧失其功能的产品。它关心的是产品可能发生的故障，如何消除这些故障，以及消除那些可能引起故障的潜在因素。维修性设计的任务是，一旦设备发生故障，尽可能快地修理好，甚至在未出故障之前就已经采取措施来避免故障，从而提高设备的有效性。
　　a.故障预防设计。机械产品一般属于串联系统，因此要提高机械产品的可靠性，首先应从零部件的严格选择和控制做起。一般可以从以下几个方面入手：优先选用标准件和通用件：选用经过使用分析验证的可靠的零部件：严格按标准的选择及对外购件的控制：充分运用故障分析的成果，采用成熟的经验或经分析试验验证后的方案。
　　b.环境抗性设计。环境抗性设计是在设计时就考虑产品在整个寿命周期内可能遇到的各种环境影响，例如装配、运输时的冲击，振动影响，贮存时的温度、湿度、霉菌等影响，使用时的气候、沙尘振动等影响。因此，必须慎重选择设计方案，采取必要的保护措施，减少或消除有害环境的影响。具体地讲，在条件允许时，应在小范围内为所设计的零部件创造一个良好的工作环境条件，或人为地改变对产品可靠性不利的环境因素。在无法对所有环境条件进行人为控制时，在设计方案、材料选择、表面处理、涂层防护等方面采取措施，以提高机械零部件本身环境抗性的能力。
　　c.人机结合设计。人机结合设计的目的是为减少使用中人的差错，发挥人和机器各自的特点以提高机械产品的可靠性。当然，人为差错除了人自身的原因外，操纵台、控制及操纵环境等也与人的误操作有密切的关系。因此，人机工程设计是要保证系统向人传达的住处的可靠性。例如，指示系统不仅显示器靠，而且显示的方式、显示器的配置等都使人易于无误地接受；控制、操纵系统可靠，不仅仪器及机械有满意的精度，而且适于人的使用习惯，便于识别操作，不易出错。与安全有关的，更应有防误操作设计。
　　d.安全降额设计。降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。降额设计可以通过降低零件承受的应力或提高零件的强度的办法来实现。一般来说大多数机械零件在低于额定承载应力条件下工作时，其故障率较低，可靠性较高。为了找到最佳降额值，需做大量的试验研究。当机械零部件的载荷应力以及承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时，可以采用提高平均强度、降低平均应力，减少应力变化和减少强度变化等方法来提高可靠性。
　　4. 结 语
　　随着现代科学技术的发展和对产品质量要求的日益提高，可靠性逐步成为科学和工程中一个非常重要的概念。机械结构的可靠性及其设计直接决定了机械结构的可靠度，我国的工程机械产品要提高竞争力，首先应从提高其机械可靠性和使用寿命进行研究，在整个产品的生命周期内，运用全生命周期设计方法来推动我国机械行业的发展，降低能耗，提高性能，以此增加国际竞争力。在进行机械可靠性设计时，要确定机械可靠性设计应遵循的原则，然后根据机械产品的具体情况制定流程、方案，按照步骤一步一步的完成整个设计和制造。