Niezawodnościowy model obiektu tworzy się w celu prze­prowadzenia na nim teoretycznych badań niezawodności. Badania niezawodności stanowią drugi element systemu racjonalnego od­działywania na niezawodność obiektu w fazie jego konstruowania (p. rozdz. 2).

Do badań niezawodności w fazie konstruowania mogą być uży­te przede wszystkim metody teoretyczne. Będą one przedstawione szczegółowo w dalszej części tego rozdziału. Drugą grupę two­rzą metody eksperymentalne, do których można zaliczyć metody eksploatacyjne i metody doświadczalne.

Badania eksploatacyjne, a więc przeprowadzane w warunkach obserwowanej eksploatacji, są najdokładniejszą metodą wyzna­czania poziomu niezawodności i skutków niesprawności. Jednakże badania takie nadają się do stosowania w fazie konstruowania tylko w ograniczonym stopniu, bo ich koszt jest duży a wyniki nie mają na ogół istotnego wpływu na poziom niezawodności ba­danego obiektu. Badania eksploatacyjne stanowią natomiast bo­gate źródło informacji potrzebnych do kształtowania poziomu niezawodności obiektów przyszłych, podobnych do badanego. Są to m.in. informacje o procesie eksploatacji obiektu, o przy­czynach i skutkach niesprawności różnych fragmentów obiektu, o poziomach niezawodności różnych elementów obiektu itd.  Są one szczególnie potrzebna przy tworzeniu niezawodnościowego modelu konstruowanego obiektu, głównie przy wyborze punktów kontrolnych, przy wyborze zjawisk fizycznych prowadzących do niesprawności, przy modelowaniu eksploatacji obiektu itd.

Proponowany system  racjonalnego oddziaływania na nieza­wodność konstruowanego obiektu może w dużym stopniu wymuszać rodzaje i sposoby badań eksploatacyjnych, przeprowadzanych na już istniejących obiektach. System ten, a zwłaszcza tworzenie modelu niezawodnościowego, mogą stymulować dodatkowe badania specjalne w celu uzyskania brakujących informacji. W pewnych przypadkach te dodatkowe badania mogą być prowadzone w celu uzupełnienia niezawodnościowego modelu konstruowanego obiektu o wartości wskaźników niezawodności niektórych PK, elementów oraz zespołów. Zachodzi to wtedy, gdy niedostateczna wiedza lub brak odpowiednich danych uniemożliwiają zbudowanie nieza­wodnościowych modeli tych PK, elementów lub zespołów.

Badania doświadczalne przeprowadzane są na obiektach rze­czywistych albo na ich modelach materialnych na specjalnych stanowiskach lub poligonach doświadczalnych. Mogą dotyczyć całych obiektów lub ich elementów. Badania takie wymagają odwzorowywania procesu eksploatacji obiektu, procesu oddziały­wań zewnętrznych na obiekt lub jego elementy. Często mają one charakter badań symulacyjnych, przy czym symulacja dotyczy procesu eksploatacji obiektu albo procesu oddziaływań zewnętrznych albo procesu starzenia się obiektu.

Badania doświadczalne mogą natomiast być dobrym źródłem informacji o przyczynach niesprawności.

Cele badań doświadczalnych stymulowanych przez systemy ra­cjonalnego oddziaływania na niezawodność są podobne do celów badań eksploatacyjnych, wymienionych uprzednio. W tym przypad­ku chodzi przede wszystkim o uzyskanie brakujących informacji potrzebnych przy tworzeniu modelu niezawodnościowego, np. o własnościach wytrzymałościowych różnych M, o innych własno­ściach materiałowych, które wpływają na przebieg zjawisk fizy­cznych prowadzących do niesprawności, o przebiegu tych zjawisk itd. Czasami celem badań doświadczalnych może być również określenie niezawodności niektórych PK, elementów lub zespołów konstruowanego obiektu.

Badania eksperymentalne (eksploatacyjne i doświadczalne) w systemie racjonalnego oddziaływania na niezawodność obiektu w fazie jego konstruowania odgrywają więc pomocniczą rolę. Dostarczają mianowicie informacji potrzebnych przy tworzeniu niezawodnościowego modelu obiektu, a w szczególnych przypad­kach zastępują badania niezawodności przeprowadzane na modelu teoretycznym.

Metody teoretycznych badań niezawodności (na podstawie zbudowanego uprzednio modelu) można podzielić na dwie grupy metod: analityczne i numeryczne (głównie symulacyjnej). Wybór metody zależy od stopnia skomplikowania niezawodnościowego mo­delu badanego obiektu. W przypadku punktów kontrolnych, któ­rych stan niezawodnościowy zależy od jednej cechy lub kilku cech niezależnych stochastycznie, ich modele niezawodnościowe aa zwykle na tyle mało skomplikowane, że badania niezawodności mogą być przeprowadzane zarówno metodami analitycznymi, jak i numerycznymi.

Znacznie bardziej skomplikowane są niezawodnościowe modele obiektów mechanicznych złożonych z kilku (lub większej liczby) PK. W takich przypadkach analityczne metody badań niezawodno­ści obiektu mogą być wykorzystane na ogół wówczas, gdy do mo­dela wprowadzi się silne założenia upraszczające, polegające głównie na pominięciu zależności stochastycznych między cecha­mi zdatności Z_n(t)  (n)= 1, 2,…, n)  lub między czasami T_i (i = 1, 2,…, m)  bezawaryjnej pracy odpowiednich PK. W innych przypadkach analityczne metody zwykle zawodzą i wówczas pomoc­ne mogą być teoretyczne metody numeryczne (symulacyjne). Sto­sując metody symulacyjne, można przezwyciężyć niektóre z trud­ności, na jakie napotyka się przy stosowaniu metod analitycz­nych. Między innymi znacznie łatwiejsze staje się właśnie uwzględnienie wymienionych zależności stochastycznych, oczy­wiście jedynie w zakresie określonym przez model.

Obydwie grupy metod teoretycznych badań niezawodności zo­staną przedstawione w następnych punktach tego rozdziału.