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

可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容是可靠性預(yù)測(cè)，即利用所得的資料預(yù)報(bào)一個(gè)零件、部件或系統(tǒng)實(shí)際可能達(dá)到的可性，預(yù)報(bào)這些零部件或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期階段，及時(shí)完成可靠性預(yù)測(cè)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(jì)方案時(shí)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(yàn)并已標(biāo)準(zhǔn)化的零部件和成熟的技術(shù)。

（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件數(shù)削減。如日本橫河記錄儀表10年中無(wú)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(cè)和診斷裝置。

（5）保證零件部設(shè)計(jì)裕度（安全系數(shù)/降額）。

（6）必要時(shí)采用功能并聯(lián)、冗余技術(shù)。如日本的液壓挖掘機(jī)等，采用雙泵、雙發(fā)動(dòng)機(jī)的冗余設(shè)計(jì)。

（7）考慮零件的互換性。

（8）失效安全設(shè)計(jì)（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(gè)系統(tǒng)的功能。

（9）安全壽命設(shè)計(jì)（Safe Life），保證使用中不發(fā)生破壞而充分安全的設(shè)計(jì)。例如對(duì)一些重要的安全性零件如汽車剎車，轉(zhuǎn)向機(jī)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(jì)（Fool proof）

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

（12）可靠性確認(rèn)試驗(yàn)，在沒(méi)有現(xiàn)成數(shù)據(jù)和可用的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，這是唯一的手段。尤其機(jī)械零部件的可靠性預(yù)測(cè)精度還很低。主要通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)。

為了使設(shè)計(jì)時(shí)能充分地預(yù)測(cè)和預(yù)防故障，把更多的失效經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中，因而必須邦助設(shè)計(jì)人員掌握充分的故障情報(bào)資料和設(shè)計(jì)依據(jù)。采取以下措施：

（1）可靠性檢查表，從可靠性觀點(diǎn)出發(fā)，列出設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)逐項(xiàng)檢查?？紤]預(yù)防的對(duì)策。

（2）推行FMEA，F(xiàn)TA方法。FMEA（失效模式影響分析）和FTA（故障樹(shù)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(píng)定它對(duì)整機(jī)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(jī)或系統(tǒng)故障開(kāi)始，逐步分析到基本零件的失效原因。這兩種方法在國(guó)外被看作是設(shè)計(jì)圖紙一樣重要，作為設(shè)計(jì)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(jì)者可以較直觀地看到設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。

（3）故障事例集。把過(guò)去技術(shù)上的失敗和改進(jìn)的事例作成手冊(cè)，供設(shè)計(jì)者隨進(jìn)參考。通常用簡(jiǎn)圖表示，將故障和改進(jìn)作對(duì)比。對(duì)故障的原因、情況附有簡(jiǎn)單說(shuō)明。這手冊(cè)是各公司積累的技術(shù)財(cái)富，視同設(shè)計(jì)規(guī)范同等重要。

（4）數(shù)據(jù)庫(kù)。廣泛有效地收集設(shè)計(jì)、制造中的失敗和改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)和實(shí)際用的數(shù)據(jù)形成檢索系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，使設(shè)計(jì)者能超越本單位充分利用別人實(shí)踐過(guò)的經(jīng)驗(yàn)。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(jì)、試驗(yàn)規(guī)范的不斷充實(shí)、改善。從使用實(shí)際得來(lái)的故障教訓(xùn)要反饋到設(shè)計(jì)、試驗(yàn)方法的改進(jìn)中，要將這些改進(jìn)效果作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)依據(jù)，使它們成為設(shè)計(jì)技術(shù)的一部分。隨著可靠性工作開(kāi)展。必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)規(guī)范的研究，命名如試驗(yàn)規(guī)范的制定要以實(shí)地使用條件分析為基礎(chǔ)，要調(diào)查出場(chǎng)的回收品和試驗(yàn)室加速試驗(yàn)件作對(duì)比，計(jì)算強(qiáng)化系數(shù)。通過(guò)失效分析反推，驗(yàn)證試驗(yàn)條件是否合適，從而不斷改進(jìn)試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)。因而這些規(guī)范都是公司的財(cái)富，對(duì)外不輕易泄密。如日本小松10年中試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)增加三倍，豐田的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有1500項(xiàng)之多。也可見(jiàn)各公司對(duì)試驗(yàn)的重視程度。