贝叶斯网络广泛应用于系统可靠性评估及异常诊断。复杂系统失效模式的动态性、不确定性、相关性等问题对可靠性分析方法提出了挑战。首先,为评估存在不确定性的多态系统重要性测度,提出基于T-S故障树的贝叶斯网络多态重要性测度分析方法;其次,为直观准确地刻画分析系统中的动态失效行为,提出一种新型连续时间动态贝叶斯网络分析方法;进一步融合共因失效,提出考虑共因失效的新型连续时间动态贝叶斯网络分析方法;最后,为评估多因素影响下的系统可靠性,提出新型连续时间多维动态贝叶斯网络分析方法。首先,针对传统重要性测度方法无法评估存在非确定失效模式、多故障状态下部件对系统不同性能状态的影响,提出基于T-S故障树的贝叶斯网络多态重要性测度分析方法,包括概率、关键、微分、F-V、综合重要性测度、风险降低值和业绩值、改善函数,并对比验证所提方法的正确性与优越性。进一步对航空机械与通信系统进行重要性测度分析,为其优化与运维提供量化信息。其次,为直观准确地刻画分析系统中的动态失效行为,针对离散时间动态贝叶斯网络存在的分析计算误差问题,提出新型连续时间动态贝叶斯网络分析方法,利用节点时序条件概率表刻画事件关系,给出子节点故障概率、根节点后验概率及重要性测度算法,解决动态失效系统的可靠性建模问题。通过与Markov链以及离散时间贝叶斯网络进行对比,验证所提方法的正确性与优越性。然后,针对共因失效引起的系统相关性失效行为,提出考虑共因失效的新型连续时间动态贝叶斯网络分析方法,通过与考虑共因失效的贝叶斯网络分析方法、离散时间动态贝叶斯网络分析方法、Markov链、Monte Carlo法进行对比,验证了所提方法的正确性与优越性。并对太阳能光伏电源系统和智能电能表系统两种动态失效相关系统进行可靠性评估,研究共因失效对系统可靠性的影响。最后,针对系统中部件的性能状态会受到除工作时间外多重应力的综合影响,如冲击次数、工作温度等,为综合评估各因素影响下的系统可靠性,提出新型连续时间多维动态贝叶斯网络分析方法,包括系统故障概率及重要性测度的分析计算方法,解决多因素作用下系统可靠性分析问题,并评估砼泵液压系统在工作时间、冲击次数、工作温度作用下的系统可靠性。