温备份能够提升系统性能裕量,被广泛应用到各种工程系统中。但温备份单元的失效过程复杂,对解决不完全故障覆盖与切换失效下含有温备份单元的系统靠性问题带来挑战,进而也会增加对含有温备份单元系统的可靠性优化问题求解的难度因此,本文从温备份系统的可靠性建模、可靠性优化等方面对含有温备份单元的系统展开研究。首先,针对故障级覆盖模型下的温备份系统可靠性分析问题,提出一种基于T-S动态故障树的二分决策图的分析方式。通过建立系统的T-S动态故障树,进而建造单元传统的二分决策图模型,之后构建符合温备份单元的二分决策图模型,并以迭代方式构建温备份系统的二分决策图,该方式在直观地反映温备份系统的失效过程同时也适应于非指数分布的单元寿命的可靠性计算。然后,针对单元级覆盖模型以及切换失效下的温备份系统可靠性分析问题,提出一种基于T-S动态故障树的时序多值决策图分析方式。所提方式在建造系统T-S动态故障树的基础上,以单元级覆盖模型为切入点构建温备份单元的多值决策图并在温备份单元多值决策图的基础上进行迭代以构建相应系统的多值决策图,结合温备份单元失效的相关时间性,建立系统的失效路径;与采用Markov方式对系统进行可靠性分析的方式进行对比,验证时序多值决策图的有效性。最后,针对微粒群算法易早熟收敛的不足,从作用力方式和种群拓扑结构两个方面对微粒群算法进行改进,提出一种生存进化阶段性搜索微粒群算法,经过Benchmark函数测试后,显示出了该算法较强的寻优性能;进一步,针对含有温备份单元的系统可靠性优化问题,提出基于生存进化阶段性搜索微粒群算法的温备份系统可靠性优化方法,求解出在系统成本约束下较高可靠度的最优温备份单元个数。