中国已经连续七年成为世界机床第一消费国和第一进口国。中国是世界机床制造企业首选市场,世界机床市场的焦点。然而我国仍然处于机床入超国,尤其中高端数控机床产品大量依赖进口,国内产品的市场占有率一直偏低。在中高端机床领域国产机床与进口产品在性能质量上确实存在差距,国产数控机床的可用性差,要用时不可用,成为制约国产机床占领市场的一大要素。本文结合多项国家课题,以国产数控机床为研究对象,制定了数控机床可用性考核方案并建立了数控机床可用性评价体系,进行了可靠性与维修性建模,对可用性特征量进行了综合评定;开发了通用于各类型数控机床的可用性信息管理系统,为数控机床的可用性研究提供基础研究平台。在进行数控机床的可靠性数学建模时,首次采用基于粒子群算法的相关系数优化法进行三参数威布尔分布的参数估计。将主次图法与危害度法相结合,对数控机床进行了故障分析,为数控机床的可用性改进指明了方向。首次采用基于粒子群算法的改进灰色模型G(1,1,P)对数控机床进行故障预测,为进一步有针对性地制定预防性维修策略提供理论依据。在对可用性特征量进行综合评价时,首次对包括数控机床的可靠性与维修性分布模型参数及稳态可用度等在内的可用性特征量进行了区间估计,将Bootstrap仿真法引入区间估计过程,基于分布模型的点估计,经重新抽样最终确定可用性特征量的置信限。建立了基于寿命周期的数控机床可用性增长技术的体系,提出了实施可用性增长技术的具体措施,可用性增长技术实施前后的考核数据分析显示受试数控机床可用性水平有明显增长,说明所提出的可用性增长技术对于提高国产数控机床可用性水平具有较高的实用价值。