随着设备大型化、高性能化与自动化水平的提高，产品的质量、产量及生产的总经济效益对设备的依赖性越来越大，设备停产所造成的损失也随之增加。生产系统可靠性是以系统为研究对象，通过调节系统内各设备的状态，使系统在规定条件下，规定时间内，完成规定的生产任务。因此，对生产系统可靠性进行深入的研究，可减少事故的发生率，增加整体的经济效益。生产计划和维修计划是研究生产系统可靠性不可或缺的组成部分。当两者同时作用在相同的资源和设备上时，由于生产与维修的目标不同，两者在某种程度上相互矛盾，如何在生产与维修中寻求一种平衡成为一大难题。本文应用Bayesian理论、Markov理论、更新理论、粒子群优化方法以及遗传优化方法，从预防性维修模型、两状态可维修系统可靠性模型、多状态系统维修策略优化以及集成生产维修策略优化四个方面对多状态设备生产线维修策略进行研究，具体研究内容如下：　　1.对不完全维修模型的参数估计与拟合优度检验进行了深入研究。由于在故障机理不明确的情况下，仅通过故障数据无法准确选择不完全维修模型。本文将来自多个样本的维修数据，利用条件生存分布投射到u空间上，通过u值的均匀性验证模型拟合优度。当有多个模型均通过拟合优度检测时，利用拔靴法获得拟合参数的分布，提出基于Bayesian理论的最优模型选择方法。最后，利用Fisher信息矩阵给出设备故障率和预防性维修次数的置信区间。通过定时与定次两种触发预防性维修条件给出算例，分别验证了模型选择方法与置信区间计算方法。　　2.对两状态可维修系统可靠性指标计算模型进行了深入研究。首先，在Markov过程基础上以有备件的串联系统为例，分别从冷贮备与温贮备的角度出发，通过研究系统状态转移过程建立系统模型，运用Laplace变换和Tauber定理求解该模型，推导出系统稳态可靠性指标计算式。其次，研究基于更新过程的瞬时并联系统可靠性评估方法。采用p-S-N曲线转化而来的通用疲劳寿命分布表示系统中设备的寿命分布，并运用更新过程以及数值卷积方法得出设备瞬态可用度计算公式。针对系统模型中更新点匮乏的问题，借助单调关联系统的独立性来降低更新点确定条件。在此基础上建立设备可用度与系统可用度之间关系，以实现对系统失效过程以及动态特性的建模与分析。最后，研究了一般分布下的网状结构系统可靠性评估方法。在掌握单部件瞬时可用度计算方法的前提下，运用邻接矩阵与不交和算法推导出系统可用度函数表达式，并通过算例验证了该方法的正确性和有效性。　　3.对多状态可维修系统的可靠性指标与维修策略优化方法进行了研究。首先，研究退化串联系统瞬态可靠性评估模型。运用几何过程对设备的不完全维修过程进行了分析，并利用Markov理论构造了系统状态间转移过程。在此基础上，结合更新过程以及数值卷积积分得出在任意时刻下的系统可用度以及t时刻前故障次数期望的定量评估方法。其次，研究基于状态的多状态串并联系统维修策略优化分析方法。可以根据生产需求与部件的特性，决定检测、维修方案和系统结构。在考虑经济相关性与视情检测间隔的情况下，推导出多状态串并联系统各状态间的稳态转移概率计算方法。根据系统结构，运用半再生点性质和通用生成函数(UGF)求解出系统在相应维修方案下的安装维修费以及可用度。利用粒子群算法(PSO)和局部搜索算法(LS)的混合算法求解出在满足可用度约束条件下，使系统安装维修费用最小的系统结构以及所采用的维修方案。　　4.研究多状态系统生产计划与维修计划的集成优化分析方法。从设备使用退化的角度出发，将不完全维修模型引入到生产与维修计划集成的优化问题之中。采用内外两层优化模式对此问题进行寻优，外层利用遗传算法(GA)探索维修计划，内层采用整数规划的思想求解批量生产问题。通过算例与周期性维修计划进行对比，验证了算法的有效性，并利用复杂结构生产系统算例对模型的通用性进行了验证。