可靠性設(shè)計即根據(jù)可靠性理論與方法確定產(chǎn)品零部件以及整機的結(jié)構(gòu)方案和有關(guān)參數(shù)的過程。設(shè)計水平是保證產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)。^[1]

可靠性設(shè)計的一個重要內(nèi)容是可靠性預(yù)測，即利用所得的資料預(yù)報一個零件、部件或系統(tǒng)實際可能達(dá)到的可性，預(yù)報這些零部件或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。在產(chǎn)品設(shè)計的初期階段，及時完成可靠性預(yù)測工作，可以了解產(chǎn)品各零部件之間可靠性的相互關(guān)系，找出提高產(chǎn)品可靠性的有效途徑。^[2]

（1）選擇設(shè)計方案時盡量不采用還不成熟的新系統(tǒng)和零件，盡量采用已有經(jīng)驗并已標(biāo)準(zhǔn)化的零部件和成熟的技術(shù)。

（2）結(jié)構(gòu)簡化，零件數(shù)削減。如日本橫河記錄儀表10年中無件數(shù)削減30%，大大提高了可靠性。

（3）考慮功能零件的可接近性，采用模塊結(jié)構(gòu)等以利于可維修性。

（4）設(shè)置故障監(jiān)測和診斷裝置。

（5）保證零件部設(shè)計裕度（安全系數(shù)/降額）。

（6）必要時采用功能并聯(lián)、冗余技術(shù)。如日本的液壓挖掘機等，采用雙泵、雙發(fā)動機的冗余設(shè)計。

（7）考慮零件的互換性。

（8）失效安全設(shè)計（Failure Safe），系統(tǒng)某一部分即使發(fā)生故障，但使其限制在一定范圍內(nèi)，不致影響整個系統(tǒng)的功能。

（9）安全壽命設(shè)計（Safe Life），保證使用中不發(fā)生破壞而充分安全的設(shè)計。例如對一些重要的安全性零件如汽車剎車，轉(zhuǎn)向機構(gòu)等要保證在極限條件下不能發(fā)生變形、破壞。

（10）防誤操作設(shè)計（Fool proof）

（11）加強連接部分的設(shè)計分析，例如選定合理的連接、止推方式?？紤]防振，防沖擊，對連接條件的確認(rèn)。

（12）可靠性確認(rèn)試驗，在沒有現(xiàn)成數(shù)據(jù)和可用的經(jīng)驗時，這是唯一的手段。尤其機械零部件的可靠性預(yù)測精度還很低。主要通過試驗確認(rèn)。

為了使設(shè)計時能充分地預(yù)測和預(yù)防故障，把更多的失效經(jīng)驗設(shè)計到產(chǎn)品中，因而必須邦助設(shè)計人員掌握充分的故障情報資料和設(shè)計依據(jù)。采取以下措施：

（1）可靠性檢查表，從可靠性觀點出發(fā)，列出設(shè)計中應(yīng)考慮的重點。設(shè)計時逐項檢查?？紤]預(yù)防的對策。

（2）推行FMEA，F(xiàn)TA方法。FMEA（失效模式影響分析）和FTA（故障樹分析）是可靠性分析中的重要手段。FMEA是從零部故障模式入手分析，評定它對整機或系統(tǒng)發(fā)生故障的影響程度，以此確定關(guān)鍵的零件和故障模式。FTA則是從整機或系統(tǒng)故障開始，逐步分析到基本零件的失效原因。這兩種方法在國外被看作是設(shè)計圖紙一樣重要，作為設(shè)計的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)資料，它收集總結(jié)了該種產(chǎn)品所有可能預(yù)料到的故障模式和原因。設(shè)計者可以較直觀地看到設(shè)計中存在的問題。

（3）故障事例集。把過去技術(shù)上的失敗和改進(jìn)的事例作成手冊，供設(shè)計者隨進(jìn)參考。通常用簡圖表示，將故障和改進(jìn)作對比。對故障的原因、情況附有簡單說明。這手冊是各公司積累的技術(shù)財富，視同設(shè)計規(guī)范同等重要。

（4）數(shù)據(jù)庫。廣泛有效地收集設(shè)計、制造中的失敗和改進(jìn)經(jīng)驗，試驗和實際用的數(shù)據(jù)形成檢索系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，使設(shè)計者能超越本單位充分利用別人實踐過的經(jīng)驗。如電子產(chǎn)品已形成世界性可靠性信息交換網(wǎng)。

（5）設(shè)計、試驗規(guī)范的不斷充實、改善。從使用實際得來的故障教訓(xùn)要反饋到設(shè)計、試驗方法的改進(jìn)中，要將這些改進(jìn)效果作為產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范（包括材料選定，結(jié)構(gòu)形式，許用應(yīng)力，安全系數(shù)值）和試驗標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)依據(jù)，使它們成為設(shè)計技術(shù)的一部分。隨著可靠性工作開展。必須加強設(shè)計、試驗規(guī)范的研究，命名如試驗規(guī)范的制定要以實地使用條件分析為基礎(chǔ)，要調(diào)查出場的回收品和試驗室加速試驗件作對比，計算強化系數(shù)。通過失效分析反推，驗證試驗條件是否合適，從而不斷改進(jìn)試驗方法和標(biāo)準(zhǔn)。因而這些規(guī)范都是公司的財富，對外不輕易泄密。如日本小松10年中試驗標(biāo)準(zhǔn)增加三倍，豐田的試驗標(biāo)準(zhǔn)有1500項之多。也可見各公司對試驗的重視程度。