起重装备结构庞杂、工作任务繁重且长期处于露天腐蚀环境中,为了适应吊装量的激增以及吊装效率的迫切要求,起重机械正进一步朝着高效、大型化的方向发展,起重机的尺寸和重量在不断增加,结构机构也越来越复杂,在这背后的隐患和风险随之而来,很多设备在使用十年左右后,受当时设计方案、制造工艺、使用环境等诸多因素的影响而故障频发。本文针对上述问题所做的主要工作如下:(1)通过大量文献检索和企业调研,发现起重装备系统化的管理得到一些重视,使用企业和维护企业对起重机械的运维有了一定的数据积累,相关政府机构也出台了一系列政策法规用以规范使用企业对起重机的维护管理。本文提出将运维信息反馈到起重机械的设计中,从而改善现有的设计。(2)研究了故障模式及影响分析的相关理论,在此基础上,提出了将DFMEA方法应用到复杂起重装备金属结构的设计中,总结出了基于DFMEA方法的设计优化思路和关键步骤,并拟定了实施该种方法的大致流程,为本文的研究思路提供了依据。(3)以岸边集装箱装卸桥为DFMEA具体分析对象,对起重机进行了系统结构划分,选取了需要分析的金属结构子系统,对其故障维护信息进行调研统计后,根据所得统计信息的特点,结合DFMEA的相关评价标准,提出了一种适用于起重机械金属结构故障信息统计特点的评价计算方法,初步确定了结构的关键部位和主导潜在故障模式,之后结合有限元分析计算,选取了需要进行状态监测的关键部位,通过相关力学知识,制定了应力传感器的布置方式,并对所得监测数据分析处理,将其作为边界条件,为后文设计优化提供了数据支撑。(4)针对风险较高的关键结构部位及主导故障模式提出了用变截面厚度板替代搭接重磅板的设计优化意见,并将具体案例的应力监测数据作为有限元仿真的边界条件,对比同种工况下该处结构优化前后的应力状态,发现优化后结构整体应力水平有所下降,原焊缝部位的应力大小下降明显,应力分布更加均匀,验证了优化结果的合理性和有效性,从而为大型复杂起重装备的设计提供参考。