近年来,随着陆地油气资源日益枯竭,海洋油气开采事业迅猛发展起来。水下油气生产系统作为海洋油气的主流开发模式,备受各国关注并不断发展。水下油气生产系统工作环境恶劣,不仅受水下高压、温变、腐蚀等复杂因素影响,还受船舶和平台上物体掉落、渔网等撞击危险,一旦发生故障,会造成严重的经济损失和环境破坏。因此,开展水下油气生产系统可靠性分析技术研究,找出系统的薄弱部分,为保证系统安全、可靠的运行具有重要意义,并为我国南海水下油气生产系统国产化实施提供一定的可靠性理论技术支持。首先,本文对水下油气生产系统进行层次界定和划分,介绍其基本组成结构及功能,建立各子系统功能结构框图和典型水下油气生产系统模型。结合国内调研情况和国外可靠性数据库,进行系统失效因素构建和失效数据统计。采用失效模式及影响分析法（FMEA）对典型水下油气生产系统进行多因素失效模式分析,列出系统潜在的失效模式和失效原因,运用风险矩阵表对失效模式进行危害度划分,并针对每一失效模式提出对应的预防补救措施。其次,针对FMEA只能进行系统定性分析的缺点,本文提出了一种基于模糊故障树的系统可靠性分析方法。根据故障树下行法,定性分析出系统136个最小割集,通过引入三角模糊集合理论将各底事件失效概率模糊化,定量求解出系统可靠度区间及概率重要度,找出各子系统中的薄弱环节。再次,针对部件故障逻辑关系的不确定性问题,在前文分析的基础上提出了贝叶斯网络分析法进行水下油气生产系统可靠性研究,应用桶消元算法进行贝叶斯网络推理求解系统可靠度,与上一章FTA分析结果进行相互验证,又借助贝叶斯网络仿真软件Ge Nle进行系统反向故障推理,并对各根节点后验概率大小进行排序,完成系统可靠性预计。最后,针对南海某一国产化水下油气生产系统,建立系统可靠性框图和系统可靠性分配模型,综合考虑国产化因素,利用相似产品分配法和层次分析法（AHP）相结合的复合分配法进行系统可靠性分配,并运用专家评分系统构造判断矩阵,经过可靠性一次分配和再分配,将系统可靠性指标分配到各子系统及设备单元,完成系统可靠性分配。