鉴于复杂系统研制、生产和维修保障费用全面增长的严峻挑战,人们逐渐认识到若仍以曾经长期采用的研制与生产费用作为费用决策的依据,会产生极大的偏差。在这一研究背景下,1950年美国军方提出了LCC的概念,保证在有限资源的约束下,以最低的花费实现使用方对系统性能的要求。LCC理念被广泛应用于军用和民用系统的费用决策当中。根据帕莱托曲线,结合复杂系统技术复杂、周期长、费用巨大等特点,在研制阶段从性能要求、经济、维修、保障等方面进行LCC决策分析是很有必要的。因此,本文拟将成本优化、维修策略、库存保障与系统性能指标设计整合研究,弥补传统研究中分开处理的弊端,综合考虑各方面因素,提出系统LCC优化模型,从理论层面保证复杂系统性能和费用间的均衡,实现系统的整体优化。首先,针对由多个同质部件组成的复杂系统,结合其结构特点和费用特性,经维修管理决策引入经济的预防性成组维修策略,提出可靠性约束下系统LCC优化模型。通过均衡区域的决策方法,从局部最优解组成的离散曲线寻找系统的全局满意区间,获得可靠性设计均衡区域,在满足系统可靠性最低要求下实现系统LCC最小。通过与无预防性维修下系统LCC模型的比较分析,效用曲线验证所构建模型的经济性;通过算例分析说明了该优化模型与算法的工程应用价值。其次,考虑两阶段后勤保障网络,依据改进的指数分布方法建立威布尔分布下的使用可用度模型,在系统可用性、可靠性的综合约束下构建LCC优化模型,研究系统性能指标与费用、库存水平之间的解析关系。算例分析说明了模型及算法的应用价值。最后对模型的关键参数进行灵敏度分析,确定它们对系统LCC的影响程度,提高决策的正确性。上述模型及算法有助于系统工程师在研制阶段分析估算备选方案的全寿命周期费用,为复杂系统管理决策提供科学依据,并为实际工程中系统性能参数设计提供参考。