Se entiende por requisito de fiabilidad que la máquina sea capaz de cumplir las funciones a que ha sido destinada, manteniendo sus índices de explotación en un plazo de servicio establecido. Algunos de los índices evaluativos de este requisito pueden ser la probabilidad del trabajo sin fallo y el tiempo entre fallos, entre otros.

Se entiende por requisito de economía que la máquina debe ser capaz de cumplir las funciones a que ha sido destinada, con niveles aceptables de costo de producción, explotación y reparación.

Durante el diseño de cualquier máquina, deben de ser garantizados niveles de fiabilidad y economía aceptables. No es fácil, lograr a la vez un diseño de máquina con fiabilidad y economía elevada, por lo tanto este problema se convierte en una cuestión de compromiso para el diseñador. Como regla general, el diseñador debe de lograr un balance adecuado de fiabilidad y economía en la máquina que se diseña. La Fig. 11 muestra un gráfico del comportamiento de la economía en función de la fiabilidad. En ella puede ser observarse una zona donde existe un nivel admisible de compatibilidad entre fiabilidad y economía. Además, se aprecian dos zonas donde los costos son elevados y por ello la máquina se dice que no es económica al cumplir las funciones a que ha sido destinada.

Figura 11 - Relación economía vs fiabilidad.

En la zona de alto costo para baja fiabilidad, durante la producción de la máquina son empleados materiales baratos que garantizan pobremente las exigencias de explotación, procesos simples de producción que impiden optimizar las configuraciones de los componentes mecánicos. En estas condiciones de fabricación, aunque se abaratan los costos de producción, incrementan apreciablemente los costos de reparación y mantenimiento.

En la zona de alto costo para alta fiabilidad, como se rompe poco el equipo o las piezas, los costos por reparación y mantenimiento son bajos, pero en cambio los costos iniciales de la producción aumentan apreciablemente, debido al empleo de materiales de calidad y procesos de producción (quizás más complejos y pocos flexibles) para garantizar un nivel de fiabilidad en explotación alto. El uso de elevados coeficientes de seguridad y controles de la calidad incrementan los costos de producción en la inversión inicial.

Los costos de producción es quizás el factor en el aspecto económico que más cuidado presta el diseñador en su trabajo. Se sabe que la propuesta de un proceso de fabricación puede tener influencia decisiva en los costos de producción. En muchos casos, para la producción de un elemento de máquina, pueden ser igualmente satisfactorios varios procesos de fabricación sin que resulten afectadas las características funcionales deseadas. Excepto para los valores intermedios, cuando se compara el costo de dos o más modos de fabricación, la cantidad de elementos a fabricar es generalmente un buen indicador del método de producción más adecuado. Por ejemplo, como se muestra en la Fig. 12, la decisión de fabricar una pieza un torno automático o un torno manual dependerá de los costos totales en función de los costos de la mano de obra, de la preparación de la máquina, de los utillajes a emplear y de los gastos indirectos de la producción.

Figura 12 - Comportamiento del costo de fabricación en función de la producción de piezas con torno manual o automático. El punto de equilibrio corresponde a 50 piezas, reportando que para producciones mayores de 50 piezas debe usarse el torno automático en caso contrario el torno manual.

Generalmente, las prácticas asociadas con exigencias de la calidad en el maquinado deben de tener un fundamento real y práctico, pues se ha comprobado que para la mayoría de los procesos de mecanizado, la dependencia entre los costos en el mecanizado y la calidad del maquinado tienen un comportamiento hiperbólico según se muestra en la Fig. 13.

Figura 13 - Costo relativo de fabricación en función de la rugosidad superficial de la rosca de un tornillo de biela (Costo% = 0,968 · e0,05 Rz ). (Valores obtenidos de un estudio presentado en Dobrovolski, K; Elementos de Máquinas. 1976.)