现代工业的高速发展在完善工程系统多功能性的同时,使得这些工程系统逐渐大型化和复杂化,一旦发生故障可能带来巨大的损失,因此系统可靠性问题一直是社会关注的热点,保证系统具有良好的可靠性是系统发挥工作优势的关键。真实世界的复杂系统大多具有多状态、失效概率模糊及共因失效等特性,基于“二态”假设的传统可靠性分析方法已经不能适应于复杂系统的特性带来的需求变化,现有的可靠性分析方法又大多存在计算复杂度高和“状态空间爆炸”等问题。因此本文以具有多态、模糊及共因失效特性的复杂系统为研究对象,针对其可靠性分析及优化展开相关研究。首先,本文针对不考虑共因失效的模糊多态系统,基于模糊通用生成函数和多值随机计算方法,提出随机模糊多态模型。该模型结合模糊通用生成函数对元件及系统的性能概率建模的优势以及随机计算快速计算的特点,以提高复杂系统可靠性分析效率。本文设立模糊通用生成函数和蒙特卡罗仿真方法作为对比实验,实验结果表明随机模糊多态模型能够正确评价模糊多态系统的可靠性,同时具有较高的分析效率。其次,本文针对考虑共因失效的模糊多态系统,提出随机共因模糊多态模型。该模型采用隐式分析法,将系统的共因失效和独立失效分开考虑。共因失效部分基于α因子模型进行分析;独立失效部分基于随机模糊多态模型进行分析。设计随机共因单元将共因失效和独立失效进行融合,通过可用度分析得到考虑共因失效的模糊多态系统的可靠性。通过与融合共因失效的模糊通用生成函数和蒙特卡罗仿真方法进行对比实验分析,其结果表明随机共因模糊多态模型能够准确且高效地分析共因失效型模糊多态系统可靠性。最后,本文采用扩展的可靠性成果价值重要度方法,对存在共因失效的模糊多态模型的各元件进行重要度排序,得到对系统可靠性贡献度由高到低的元件排序,从而为系统的优化提供相应的决策,以提高系统的可靠性。