随着系统的高度综合化及运行环境的复杂化,复杂系统可靠性体现出来结构复杂、失效模式多样性、运行状态非线性等特点。传统可靠性分析方法是建立在大量失效数据基础上的,由于复杂系统长寿命、高可靠性,传统可靠性分析方法显然不实用。本文从系统的失效模式和失效机理进行分析,对复杂系统中多失效模式间的相关性和竞争性展开研究,以可靠性理论为基础,深入研究了多失效模式的复杂系统可靠性分析方法。本文首先综述了退化失效可靠性分析和多失效模式可靠性分析的国内外研究现状,介绍了可靠性的基本理论知识,描述了退化失效、冲击失效和突发失效三种失效模式,分析了多失效模式的相关竞争性,给出多失效模式竞争失效的一般模型。为复杂系统多失效模式的可靠性分析奠定了基础。其次,针对系统退化失效变化规律呈现出两阶段或多阶段的情况,分析了两阶段退化失效过程的变点问题,分别给出了Wiener随机过程和Gamma随机过程退化失效的一般模型;针对复杂系统的退化失效特点,采用了Wiener随机过程来对含有变点的两阶段退化过程进行分析,建立含有变点的两阶段Wiener退化过程模型,利用极大似然法来估计变点及未知参数并进行可靠性评估。再次,考虑到复杂系统同时存在多种退化失效和突发失效,多种失效模式往往表现为竞争失效。分析各种失效模式之间的作用机制及竞争性和相关性,能准确地评估系统的可靠性。提出考虑多退化失效和突发失效之间竞争失效的可靠性评估方法。由协方差分析了多元退化信息之间的相关性及相关程度,建立多退化失效模式的可靠性评估模型。分析退化失效和突发失效的关系,构建退化量突发失效的条件概率,通过多元退化模式的退化失效与突发失效的联合概率分布函数建立竞争失效的可靠性评估模型。以航空发动机的失效数据为例,验证了模型的有效性。最后,分析了可靠性管理PDCA循环和DMAIC可靠性管理技术方法,以民机系统为例,研究了复杂系统可靠性管理方法,从而在一定程度上提高了复杂系统的可靠性管理水平。本文以理论分析为基础,为复杂系统多失效模式共存的可靠性分析提供了研究方法,深入研究了两阶段退化过程、变点、多失效模式、竞争失效和可靠性分析等相关理论和技术问题,研究成果对复杂系统可靠性分析与评估的问题起到一定的指导意义和工程价值。