近些年,设备制造商逐渐从单纯的产品价格、产品质量的竞争,向售后维修服务竞争转变。绩效保障式（Performance Based Logistics,PBL）也成为关键设备售后服务的新型模式,PBL模式规定设备客户根据供应商所能提供的服务绩效（系统可用度）进行付费。在PBL模式下,设备供应商必须解决如何设置售后服务系统的备件库存水平、维修能力等运作决策问题。针对市场扩张阶段的新型设备售后服务问题,因在不同区域市场的装机速度、故障率等因素差异导致维修服务备件需求呈现非线性时变增加特征,又基于区域市场的服务快捷和整体服务系统的成本考虑,两级备件库存结构成为多数设备供应商售后服务系统的主流模式。针对这种PBL模式下时变需求两级备件库存系统优化的新问题,本文主要从以下3个方面进行研究:（1）面向不可维修备件时变需求的两级库存系统优化模型。针对不可维修备件和两级备件库存系统结构,在PBL模式的多层级可用度收益函数和新设备市场扩张阶段不断增大的时变维修需求下,以系统可用度（备件满足率）作为供应商服务性能的衡量标准,采用多阶段的（Q,R）库存策略,决策中央仓库和区域仓库库存策略所分的最优阶段数和每个阶段的最优库存水平,从而使供应商获取最大的利润。（2）面向可维修备件时变需求的两级库存系统优化模型。针对可维修备件和两级备件库存系统结构,在PBL模式的多层级可用度收益函数、新设备市场扩张阶段不断增大的时变维修需求下,由于系统维修能力有限且设备扩张阶段设备数量有限,故采用M/M/c/∞/nk有限顾客源排队模型,以系统可用度（备件满足率）作为供应商服务性能的衡量标准,采用多阶段的（S-1,S）基库存策略,决策中央仓库和区域仓库库存策略所分的最优阶段数和每个阶段的最优库存水平,从而使供应商获取最大的利润。（3）企业应用案例。以D医疗集团新型CT机市场扩张阶段的备件服务为案例,根据新型CT机和D医疗集团两级备件库存系统的相关数据,采用遗传算法对本文模型进行求解,并通过供应商利润对新型CT机的故障率和增长率的敏感性分析,供应商利润受M/M/c/∞/nk与M/M/c/∞/∞的影响分析,以及对PBL的绩效指标价值进行分析,从而验证本文模型的优越性。在理论方面,本文研究将新型PBL模式与传统备件库存控制问题相结合,更加符合近些年设备制造商向售后服务竞争转变的现实,同时采用有限顾客源排队模型M/M/c/∞/nk来量化设备供应商的有限维修能力,从而更精确地描述了新设备扩展阶段有限设备数量的研究背景。在应用方面,本文研究对管理者在PBL模式下如何设置备件库存水平、如何设置供应商维修能力、如何认知设备故障率对供应商利润的影响等方面都给出了一定的启示作用。