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针对多级保障系统的建模及其优化问题，基于广义随机Petri网建立了三级维修二级库存保障系统的工作流模型．根据不同等级的维修工作流，提出了广义排队时间的概念，运用扩展的排队模型分析各维修流程的性能等价时间．为了保证单元的可用度，提出了以最小化缺货次数为目标的优化策略．采用随机Petri网分析方法对模型进行规约优化，并构造同构的马尔可夫链，求解稳定状态概率分析系统性能，获得一种单元可用度的新计算方法．