机械产品不确定性优化设计

  不确定性广泛存在于复杂机械产品的结构设计过程中，主要源于人(不同人员的技术水平差异)、机(加工制造误差等)、料(材料质量属性差异等)、环(使用环境的变化、不同操作工况的变化等)、测(测量数据的误差)等方面，严重影响结构的安全性与使用效能。这些都使得考虑结构、工况等多种因素不确定性或分散性对机械产品设计的影响是必要的，而且也是有意义的。

  机械产品不确定性优化设计包括2种：稳健设计和可靠性设计。

  稳健设计(Robust design)是使所设计的产品质量稳定、波动小，使生产过程对各种噪声不敏感。在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。

  可靠性设计(Reliability design)是保证机械及其零部件满足给定的可靠性指标的一种机械设计方法。包括对产品的可靠性进行预计、分配、技术设计、评定等工作。所谓可靠性，则是指产品在规定的时间内和给定的条件下，完成规定功能的能力。它不但直接反映产品各组成部件的质量，而且还影响到整个产品质量性能的优劣。可靠性分为固有可靠性、使用可靠性和环境适应性。可靠性的度量指标一般有可靠度、无故障率、失效率3种。

  稳健设计和可靠性设计的区别与联系

  两者都是考虑各类不确定性因素下的机械产品设计方法。稳健设计的目的是使产品性能尽可能达到目标值、且性能波动最小;可靠性设计是使产品设计满足其给定的性能目标和约束，且其失效概率小于给定的可靠度指标。

  可靠性稳健优化设计

  可靠性稳健优化设计是将可靠性设计和稳健设计方法相结合的一种工程方法，它将可靠性灵敏度的设计加入到优化的设计模型当中，考虑优化设计，灵敏度设计，从而形成可靠性稳健优化设计，在具体的实现上，是在模型中，将可靠性稳健优化设计方法最后总结为满足可靠性要求的，一种多目标的优化设计方法。

    来源： 博斌 结构优化设计公众号   

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