随着科学技术的快速发展，集精密机械、液压气动、电子和计算机科学等于一体的机电产品在国防、工业和农业等领域的应用越来越广，要求也越来越高。为了不断满足社会和科学发展日益增长的需求以及提高产品的市场竞争力，机电产品向着大型、高性能和高复杂性等方向发展。伴随着机电产品自动化、精密化程度的提高，组成设备的零部件种类、数量迅速增加，设备的结构也更为复杂，再加上复杂多变的使用工况使得产品发生故障的机率也明显增加。如果机电产品不可靠，高性能就不能维持，则会失去其可用性。长期以来，我国机电产品在设计、制造和质量控制的技术和经验方面与国际先进水平相比还有相当大的差距，造成产品性能差、可靠性低等缺点，高端复杂机电产品大部分依靠国外进口，严重制约了我国制造业的现代化和国防工业的自主发展。　　为了提高国产机电产品的可靠性水平，必须将可靠性工作融入到产品全寿命周期各个阶段中。本文在国家―高档数控机床与基础制造装备‖科技重大专项―机床箱体类零件精密柔性制造系统研发及示范应用‖（项目批准号：2012ZX04011-031）的资助下，开展了机电产品可靠性设计体系及其关键技术的研究。主要包括以下3部分内容：　　①设计在一定程度上确定了产品的固有可靠性。然而在许多产品设计过程中，由于缺乏完善的可靠性工作体系，导致可靠性工作不能有效地融入到设计中来，不仅使设计达不到既定要求，而且还降低了工作效率。针对这一情况，本文在对机电产品全寿命周期可靠性工作分析的基础上，把可靠性数据的统计分析、产品的可靠性建模、预计和可靠性分配等技术集成起来，构建了机电产品可靠性设计体系框架，为保证可靠性设计工作的有序、高效地开展打下坚实的基础。　　②针对机电产品可靠性分配问题，论文提出了基于灰色理论的综合评分分配模型。在产品设计初期，由于可靠性数据较为缺乏，因此采用以专家知识经验为依据的综合评分分配法对整机的可靠性指标进行分配，其核心是应用灰色理论中的灰色决策和灰色关联法评估各单元之间的相对失效关系，然后将整机的可靠性指标依次按线性关系分配到每个组成单元。其特点是不仅综合考虑了各种可靠性影响因素，而且还有效地减小了主观不确定评估带来的误差。最后以国产某型号卧式加工中心为例，对其进行了可靠性分配，并验证了该方法的可行性与准确性。　　③针对机电产品故障模式、影响及危害性分析（Failure Mode, Effects and Criticality Analysis, FMECA）问题，论文在对传统危害性分析研究的基础上，提出了基于灰色关联决策的改进 FMECA模型。该方法首先采用区间数对诸故障模式的严重度，发生频度和故障探测度进行了评估，然后通过构建综合考虑灰色信息的正负特征序列，利用灰色关联分析从整体性的角度获得所有故障模式的危害度排序，这里区间数的应用为处理不确定信息提供了一个新的思路。最后，通过案例分析验证了该模型的有效性和实用性。