Thiết kế kỹ thuật là một quá trình sáng tạo mang tính khám phá, là quá trình phân tích, tổng hợp, ra quyết định, đánh giá và tối ưu hóa theo những mục tiêu nhất định. Trong quá trình này, một loạt các tham số thiết kế và các biến thiết kế như tải trọng, chuyển vị, ứng suất, cường độ, độ cứng và tuổi thọ được xác định để mô tả nhiều thứ kỹ thuật và cung cấp một số lượng lớn các phép tính số cho thiết kế kỹ thuật; Ngoài ra, các nguyên lý cơ khí Việc thiết kế sơ đồ, xây dựng kết cấu cơ khí và mô hình kết cấu, việc lựa chọn vật liệu, các thông số và hệ số cũng như việc xác định quy trình quy trình đều yêu cầu nhân viên kỹ thuật và kỹ thuật đưa ra các suy luận, lý luận và quyết định dựa trên về kinh nghiệm và trí thông minh. Khi phân tích và thiết kế một hệ thống cơ học cần thiết lập mô hình toán học cho hệ thống cơ học phức tạp để có thể sử dụng cho việc phân tích và thiết kế. Lúc này, hệ thống cơ học phức tạp phải được đơn giản hóa hoặc lý tưởng hóa, sao cho mô hình toán học đơn giản hóa và khi so sánh với các hệ thống cơ học thực tế thường có sai số hoặc độ không chắc chắn. Nếu một số lỗi và sự không chắc chắn nhất định bị bỏ qua trong quá trình mô hình hóa hệ thống cơ học và không được đưa vào dữ liệu dự kiến thì người thiết kế không thể tin tưởng vào phân tích dựa trên mô hình này. và thiết kế có thể được áp dụng cho các hệ thống cơ khí thực tế.
Độ không đảm bảo gặp phải trong thực hành kỹ thuật chủ yếu bao gồm độ không đảm bảo, độ không cố định, độ không tin cậy, độ khó dự đoán, ý nghĩa mơ hồ, tính biến đổi, tính không đầy đủ, chưa biết nhưng vẫn bị giới hạn và không đều, v.v. Ví dụ: chúng ta gọi hiệu giữa giá trị thực và giá trị gần đúng của một đại lượng vật lý một lỗi. Trong các phép đo và tính toán thực tế, hiếm khi hoặc không thể biết được giá trị thực của một đại lượng vật lý. Thông thường chỉ biết giá trị gần đúng của đại lượng vật lý và giới hạn sai số. Vì vậy, sai số là một loại sự không chắc chắn. Trong thiết kế cơ khí, các thông số kết cấu xác định và mô hình toán học xác định thường được sử dụng để phân tích và tính toán. Trong thực hành kỹ thuật, thường có các lỗi và độ không đảm bảo liên quan đến tải trọng, thông số tính năng vật liệu, kích thước hình học, mô hình tính toán, điều kiện ban đầu, điều kiện biên và mối nối của các bộ phận kết cấu. Mặc dù chúng có thể nhỏ trong hầu hết các trường hợp, nhưng sự kết hợp của các sai số này và độ không đảm bảo đo có thể gây ra những sai lệch lớn hoặc không thể đoán trước được trong phản ứng của kết cấu.
Có nhiều lỗi và sự không chắc chắn trong máy móc. Một số thông số có lỗi sản xuất, lỗi lắp đặt hoặc không chắc chắn; một số thông số có sai số tính toán, sai số đo; một số hệ thống cơ khí có những đặc điểm khác nhau khi chúng ở các điều kiện làm việc khác nhau. Giá trị tham số; một số tham số có phạm vi biến đổi tham số nhất định; hiện tại một số thông số không thể được đo hoặc đưa ra chính xác.
Hầu như tất cả các biến thiết kế đều có một mức độ không chắc chắn nhất định và trong phân tích và thiết kế kỹ thuật, chúng có thể được chia thành ba loại theo nguồn gốc của chúng:
(1) Độ bất định vật lý Trong thiết kế kỹ thuật, có nhiều đại lượng vật lý, chẳng hạn như tải trọng, tính chất vật liệu, kích thước hình học, v.v., bị phân tán. Loại độ không đảm bảo đo liên quan trực tiếp đến đại lượng vật lý này thường được gọi là độ không đảm bảo của đại lượng vật lý.
(2) Độ không đảm bảo thống kê Việc phân tích đặc điểm phân bố của các biến và việc xác định hàm phân phối không thể tách rời khỏi thống kê và phán đoán. Tuy nhiên, mọi thống kê và phán đoán đều dựa trên các mẫu biến số và khả năng của bất kỳ mẫu nào cũng không thể là vô hạn. Mẫu phân phối của bất kỳ biến nào được xác định thông qua thống kê và suy luận. Do đó, phương pháp thống kê của bất kỳ tham số nào đều chứa đựng sự không chắc chắn. Sự không chắc chắn này do thống kê gây ra được gọi là sự không chắc chắn về thống kê.
(3) Độ không đảm bảo của mô hình Trong thiết kế và phân tích kỹ thuật, phải thiết lập mô hình về mối quan hệ giữa đại lượng đầu vào và đại lượng đầu ra. Các mô hình thường được thiết lập dựa trên nguyên tắc cơ học hoặc kinh nghiệm. Các mô hình khác nhau có thể được thiết lập cho cùng một vấn đề thực tế và các mô hình có thể là Tính chắc chắn cũng có thể là tính không chắc chắn. Tuy nhiên, trong thiết kế cơ khí, các bộ phận hoặc hệ thống cơ khí rất phức tạp và các mô hình toán học thông thường không thể phản ánh đầy đủ các điều kiện kết cấu thực tế. Nhiều giả định khác nhau được đưa ra trên mô hình và việc đơn giản hóa các điều kiện biên phức tạp sẽ khiến mô hình chứa đựng những điểm không chắc chắn. Sự không chắc chắn của mô hình sẽ có ảnh hưởng lớn đến kết quả phân tích thiết kế cơ khí và cần được quan tâm đầy đủ.
