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 Zn(t) (n)= 1, 2,…, n) lub między czasami Ti (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.