可靠性作为衡量复杂机电产品性能的一个重要指标,其可靠性评估始终贯穿于产品设计、开发、制造、测试、使用和维修维护等寿命周期各个阶段。因此,对复杂机电产品可靠性评估方法的研究具有重要的理论价值和工程实际意义。传统的可靠性评估方法主要以产品整机的失效数据作为对象来进行的。随着现代技术的不断发展,机电产品的功能和结构越来越复杂化和智能化,逐渐向高可靠性、长寿命的方向演变,使得产品在较短的时间段内往往很难收集到大量的失效数据。另一方面,复杂机电产品（如数控机床）是一个具有成千上万零部件组成的复杂系统,在零部件层次建立可靠性评估模型会低估产品可靠性,直接从系统层面建立可靠性模型则容易忽略产品内部差异而造成产品可靠性评估不准确,这些都给复杂机电产品的可靠性评估带来了巨大挑战。近年来,以性能退化数据为基础的性能可靠性分析理论和方法逐渐成熟,为可靠性评估提供了一种准确而有效的手段。本文以产品性能退化造成的故障为背景,依托多项国家自然科学基金项目的支持,结合元动作理论提出了一套针对复杂机电产品切实可行的性能可靠性评估理论和方法,其主要研究内容如下:首先,系统论述了机电产品性能可靠性分析与评估课题研究背景及意义。介绍了传统可靠性评估,包括评估方法的一般流程、失效数据的来源方式等,然后论述了机电产品可靠性评估和性能可靠性评估方法的国内外研究现状及机电产品现有可靠性评估方法的不足。最后论述了本文的课题来源和主要内容及论文的总体框架。然后,简单介绍了元动作理论、FMA结构化分解和性能退化理论等基础知识。然后结合性能退化概念给出了元动作性能退化的定义,并以元动作的主要性能输出参数为对象,建立了元动作性能失效的判定表达式。结合元动作工作原理对其机理进行分析,确定了元动作性能退化的主要失效形式。针对元动作磨损、变形等失效形式产生的性能退化,利用Gamma随机过程推导和构建了性能退化模型,为后续元动作单元性能可靠性评估建模提供理论支撑。最后以国产THM某型号卧式加工中心的数控转台为例给出验证过程。接着,基于元动作单元与元动作的关系,分析了元动作单元结构对元动作性能可靠性的影响。针对单元结构造成的性能退化相关性,引入Copula理论,利用Copula函数来刻画单元零件间结构参数退化的相关性。为了便于分析,假设单元组成要素的退化同样遵循Gamma随机过程,利用串联系统概念,推导了元动作单元的性能累积分布函数和性能可靠度表达式。鉴于单一Copula函数表征相关性的不足之处,结合最优选择准则构造混合Copula函数,进一步提高了模型的预测精度,并利用改进的NSGA-II优化算法估计其未知参数。最后以加工中心分度转台的齿轮转动和齿条移动元动作单元为例展示了该评估模型的适用性和准确性。最后,面向机电产品提出了基于多单元性能退化的可靠性分析与评估方法。首先引入多状态系统理论,将元动作单元看作多状态系统,利用极限状态方程,构建了元动作单元多状态系统可靠度计算的一般模型。然后引入通用生成函数理论构造性能与状态的映射关系,采用连续型随机变量离散化的方法求解状态概率。根据产品结构关系选择不同的相互关系算子对多个单元的映射关系进行综合,推导和构建了考虑单条单元链和多条单元链的系统性能可靠度计算模型。最后以托盘交换架交换工件运动下的两条单元链为例展示了该评估模型的适用性。