随着现代工业系统和技术装备朝着结构的复杂化和大型化、功能的集成化、运行的智能化方向发展,其可靠运行和安全服役问题日益凸显。有效保障系统可靠运行的基础在于准确描述系统及部件状态的复杂退化演变规律,评估系统在服役阶段的可靠性。一方面,系统和部件在服役阶段呈现出性能退化、状态渐变的多状态特征;另一方面,由于多部件失效规律的差异性,单一类型的退化模型无法准确地描述多个部件退化行为的多样性。此外,由于部件间载荷共享机制、部件暴露在相同环境应力、部件物理位置相邻等因素,部件状态间的状态转移以及部件间的退化过程存在相关性。因此,如何准确地描述部件退化行为的多样性以及系统部件的各类相关性,是准确评估复杂系统可靠性的关键所在,也是当前可靠性领域研究的热点和难点。本论文针对多状态系统可靠性评估中状态转移的相关性和观测数据的不精确性,开展考虑状态转移相关性的多状态系统可靠性建模与评估方法研究。在此基础上,针对部件退化行为的多样性和部件间退化的相关性,开展考虑两类退化相关性的系统可靠性建模与评估方法研究。本文主要研究内容和创新点有:(1)提出了考虑状态转移相关性的多状态系统可靠性建模与评估方法。针对多状态系统由于相同环境和工作条件而出现的状态间的状态转移具有相关性现象,本文基于Copula函数建立了一种考虑状态转移相关性的多状态系统可靠性评估模型,结合系统的连续和非连续状态观测数据,利用极大似然估计法推断模型中的未知参数,并利用三种模型选择准则选择最吻合状态观测数据的模型。在此基础上,评估了多状态系统的可靠度和条件可靠度。算例分析表明,考虑状态转移相关性时,系统可靠度评估结果与假设状态转移相互独立时的可靠度评估结果存在显著的偏差。此外,本文提出的方法对于状态转移相互独立的多状态系统同样适用。(2)提出了考虑状态转移相关性和不完全状态观测的多状态系统可靠性建模与评估方法。围绕着多状态系统可靠性评估中系统状态转移间的相关性和观测数据的不精确性,本文提出了一种不完全状态观测下的状态转移相关多状态系统可靠性建模与评估方法。首先,采用Copula函数表征多状态系统状态转移之间的相关性,并利用观测概率矩阵量化系统状态观测数据的不精确性。在此基础上,利用期望最大算法推断模型中的未知参数,并基于贝叶斯信息准则选择最优模型。最后,对多状态系统的可靠度和给定状态观测数据下的条件可靠度进行评估。算例分析表明,不完全状态观测数据下的可靠度评估结果与系统真实的可靠度评估结果基本吻合。(3)提出了考虑两类退化相关性的系统可靠性建模与评估方法。针对多部件系统中部件退化行为的多样性、部件状态间的转移相关性、部件间的退化相关性,本论文提出了一种考虑两类退化相关性的系统可靠性建模与评估方法。首先,利用Copula函数表征多状态部件状态间的状态转移相关性以及利用多阶段随机伽玛过程表征性能连续随机退化部件与多状态随机退化部件之间的退化相关性。其次,结合系统的同步和异步观测数据,利用极大似然估计法推断各部件可靠性模型中的未知参数。最后,基于蒙特卡洛仿真方法对系统可靠度进行评估。算例分析表明,对于具有状态转移相关和部件间退化相关的多部件系统,考虑两类相关性时与假设它们独立时的可靠度计算结果有显著的偏差。