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本文以HXD3D型电力机车供应链可靠性为研究背景,该型号机车是国产HXD3型电力机车改进型,目前是中国铁路干线主要车型。虽然HXD3型电力机车主要产品部件正在向国产化转变,但是还有一些技术没有完成全部过渡,技术转变必然引起相关管理、服务及市场的转变,这些影响因素促使了HXD3D型号电力机车供应链结构发生改变,而这些内部影响因素存在不确定性,故供应链存在不确定性。为了提高其竞争力、使其更具发展潜力,针对企业发展的需求和上述存在的问题,本文应用蒙特卡洛数值仿真方法,开展了不确定环境下HXD3D型电力机车供应链可靠性分析及优化方面的研究。主要研究内容包括：HXD3D型电力机车供应链可靠性的数值理论分析、结构体系搭建和可靠性优化。研究工作取得如下成果：(1)完成基于HXD3D型电力机车供应链可靠性的数值理论分析。首先结合概率可靠性基本原理,针对供应链问题,推出可靠性设计基本方程及计算方法,之后分析了可靠性中可靠度、灵敏度、失效概率方程及内在联系,最后结合蒙特卡洛数值仿真方法原理,给出蒙特卡洛数值仿真方法的基本步骤。(2)建立了HXD3D型电力机车供应链结构体系。根据HXD3D型电力机车的特点,依据可靠性计算基本原理,借鉴以往研究学者的供应链构建方法,结合产品供求关系,进行HXD3D型电力机车供应链的结构重组,得到适合可靠性分析及数值仿真计算的机车供应链结构体系模型。(3)建立了HXD3D型电力机车供应链结构体系数学模型,完成可靠性分析及优化工作。首先完成了HXD3D型电力机车供应链的可靠性分析,得到了可靠度分布数表,之后完成了该计算模型的灵敏度计算,随后优化了该供应链结构体系,最终完成了该供应链体系的优化工作,得到了优化后的HXD3D型电力机车供应链模型。研究工作取得的上述阶段性成果,在HXD3D型电力机车供应链可靠性分析中得到了具体应用,优化了该型号电力机车的供应链结构,结果表明：优化后可靠度95%以上发生的概率,从92%提高到99.5%,可靠性概率大大增加。本文提出的可靠性数值分析方法在机床、飞机等大型机械产品供应链可靠性研究方面也具有推广应用价值。