Las máquinas rotativas son una parte importante del equipo industrial. Es esencial mejorar su rendimiento mientras se reducen los costos de fabricación, operación y mantenimiento. Asegurar su fiabilidad también es crucial porque una avería de la máquina puede resultar en costos significativos y daños potenciales al medio ambiente y a la seguridad. La optimización basada en la fiabilidad es un enfoque que busca encontrar un diseño óptimo y robusto que garantice la fiabilidad de una máquina. En este estudio, nos centramos en optimizar el diámetro del eje y la temperatura del aceite de un rotor soportado por rodamientos hidrodinámicos. Consideramos los módulos de elasticidad, la densidad y el despeje de los rodamientos como parámetros inciertos. Nuestro objetivo era asegurar un 99% de fiabilidad tanto en la amplitud de vibración como en el umbral de estabilidad. Para modelar la máquina, utilizamos el método de elementos finitos y representamos los rodamientos utilizando coeficientes de rigidez y amortiguamiento, considerando el modelo de rodamiento corto lineal. Debido a la complejidad del modelo, empleamos modelos sustitutos para resolver el problema de optimización basado en la fiabilidad. Nuestros resultados mostraron que el problema de optimización podría resolverse con éxito utilizando Kriging, expansión de caos polinómico y Kriging de caos polinómico.