Inženjerski dizajn je istraživački kreativni proces, proces analize, sinteze, donošenja odluka, evaluacije i optimizacije prema određenim ciljevima. U ovom procesu, niz projektnih parametara i projektnih varijabli kao što su opterećenje, pomak, napon, čvrstoća, krutost i vijek trajanja definiraju se kako bi se opisali mnoge inženjerske stvari i pružio veliki broj numeričkih proračuna za inženjerski dizajn; osim toga, mehanički principi Dizajn plana, formulacija mehaničke strukture i strukturno modeliranje, odabir materijala, parametara i koeficijenata i određivanje procesnih procedura zahtijevaju od inženjerskog i tehničkog osoblja da donosi zaključke, obrazlaže i donosi odluke zasnovane na na iskustvu i inteligenciji. Prilikom analize i projektovanja mehaničkog sistema potrebno je uspostaviti matematički model za složeni mehanički sistem koji se može koristiti za analizu i projektovanje. U ovom trenutku, složeni mehanički sistem mora biti pojednostavljen ili idealiziran, tako da pojednostavljeni matematički model i kada se uporede sa stvarnim mehaničkim sistemima, često postoje greške ili nesigurnosti. Ukoliko se određene greške i nesigurnosti zanemare tokom modeliranja mehaničkog sistema i nisu uključene u očekivane podatke, projektant je nemoguće vjerovati analizi zasnovanoj na ovom modelu. a dizajn se može primijeniti na stvarne mehaničke sisteme.
Nesigurnosti koje se susreću u inženjerskoj praksi uglavnom uključuju nesigurnost, nefiksnost, nepouzdanost, nepredvidljivost, nejasno značenje, varijabilnost, nepotpunost, nepoznatu, ali ipak ograničenost i nepravilnost, itd. Na primjer, razliku između prave vrijednosti i približne vrijednosti fizičke veličine nazivamo greška. U stvarnim mjerenjima i proračunima, rijetko je ili nemoguće znati pravu vrijednost fizičke veličine. Obično je poznata samo približna vrijednost fizičke veličine i granica greške. Dakle, greška je svojevrsna neizvjesnost. U mehaničkom projektovanju, utvrđeni strukturni parametri i određeni matematički modeli uglavnom se koriste za analizu i proračun. U inženjerskoj praksi obično postoje greške i nesigurnosti koje se odnose na opterećenja, parametre performansi materijala, geometrijske dimenzije, proračunske modele, početne uslove, granične uslove i spojeve konstrukcijskih komponenti. Iako mogu biti male u većini slučajeva, kombinacija ovih grešaka i nesigurnosti može uzrokovati velika odstupanja ili nepredvidivost u odgovoru strukture.
Postoje razne greške i nesigurnosti u mašinama. Neki parametri imaju greške u proizvodnji, greške u instalaciji ili nesigurnosti; neki parametri imaju greške u proračunu i greške u mjerenju; neki mehanički sistemi imaju različite karakteristike kada su u različitim radnim uslovima. Vrijednosti parametara; neki parametri imaju određeni raspon varijacije parametara; neki parametri se trenutno ne mogu precizno izmjeriti ili dati.
Gotovo sve varijable dizajna nose određeni stepen nesigurnosti, a u inženjerskoj analizi i dizajnu mogu se podijeliti u tri kategorije prema izvorima:
(1) Fizička nesigurnost U inženjerskom projektovanju postoje mnoge fizičke veličine, kao što su opterećenje, svojstva materijala, geometrijske dimenzije, itd., koje su raspršene. Ova vrsta nesigurnosti koja je direktno povezana s fizičkim veličinama obično se naziva nesigurnost fizičkih veličina.
(2) Statistička nesigurnost Analiza karakteristika raspodjele varijabli i određivanje funkcija distribucije neodvojivi su od statistike i prosuđivanja. Međutim, bilo koja statistika i prosudba zasnovani su na uzorcima varijabli, a kapacitet bilo kojeg uzorka ne može biti beskonačan. Obrazac distribucije bilo koje varijable određuje se pomoću statistike i zaključivanja. Stoga, statistička metoda bilo kojeg parametra sadrži nesigurnost. Ova nesigurnost uzrokovana statistikom naziva se statistička nesigurnost.
(3) Nesigurnost modela U inženjerskom projektovanju i analizi mora se uspostaviti model odnosa između ulaznih i izlaznih veličina. Modeli se obično uspostavljaju na osnovu mehaničkih principa ili iskustva. Za isti praktični problem mogu se uspostaviti različiti modeli, a modeli mogu biti Izvjesnost također može biti neizvjesnost. Međutim, u mehaničkom dizajnu, mehanički dijelovi ili sistemi su vrlo složeni, a obični matematički modeli ne mogu u potpunosti odražavati stvarne strukturne uvjete. Različite pretpostavke napravljene na modelu i pojednostavljivanje složenih graničnih uslova dovešće do toga da model sadrži nesigurnosti. Neizvjesnost modela će imati veliki utjecaj na rezultate analize mehaničkog dizajna i treba joj posvetiti dovoljno pažnje.
