近年来,随着工程需求的不断增加,许多大型装置往往需要多个相同或相近的单系统共同协作完成任务。这种由多个相同或相近单系统组成的完成特定任务的复杂装置(简称为机群),有效提升了装置在执行任务过程中的能力,但由于其构成复杂,运行成本高的特点,也增加了对其进行可靠性管理的难度。良好的可靠性管理会大大减少机群在运行过程中发生故障的次数和机群的运行成本。对于可修机群,准确的评估其可用度并分析影响可用度的因素是机群可靠性管理的重要组成部分。本文在现有的文献基础上,考虑执行任务过程中对任务运行及维修时间的限制,研究可修机群任务可用性的建模及算法,这些模型及算法扩展了传统的任务可用性研究,使得可用性的研究对象更宽广,研究问题更贴近实际。研究的主要内容及创新成果如下:(1)提出了指数分布条件下可修机群的任务可用性模型及算法;可靠性工程中指数分布是最常见的一种分布,完全由随机事件或偶然事件引发的故障服从这种分布。论文首先研究机群中系统运行和维修时间服从指数分布,且存在运行和维修时限时机群的任务可用性建模方法。对于N/N(G)机群,通过分析系统与机群运行和维修时间的关系,得到机群的失效和维修时间分布,建立其任务可用性的概率模型。对于k/N(G)机群,提出利用仿真与解析相结合的方法计算其任务可用度。(2)在(1)的研究基础上,提出了weibull分布条件下可修机群的任务可用性模型及算法;在工程应用中,大型复杂系统的运行(失效)时间往往服从weibull分布。基于指数分布下机群任务可用性的建模方法的研究,提出当系统失效时间服从weibull分布,维修时间服从指数分布时,N/N(G)和k/N(G)机群的任务可用性建模方法。(3)给出了任务可用度与运行和维修时限的关系曲线;以特定装置为例,说明(1)和(2)中可用性模型和算法的具体步骤,验证了算法的有效性。同时,分别研究在指数分布和weibull分布两种情况下,运行和维修时限对装置任务可用性的影响,得到装置任务可用度与随运行和维修时限的变化曲线,为工程应用中可靠性及维修性设计及运行和维修计划的制定提供方法基础和决策依据。