维修决策的目的在于选取合适的维修方式,安排合理的维修计划,提高系统的安全与可靠性,降低系统的运行和维修成本。对于诸如风电机组等大型复杂的系统,系统中部件存在相互依赖关系,且在寿命周期内的失效演化过程中往往呈现出多状态的特征,各个状态下工作性能和效率不尽相同,故对此类系统需开展具有多个状态的多部件系统维修决策建模与优化研究。维修决策建模中,通常将系统中部件的劣化过程视为一个连续的随机过程,然而,某些系统或部件的实际检测状态中存在许多无需区分的无价值状态,只需将其状态值进行区域划分即可准确反应其运行性能,且连续状态建模很容易导致组合爆炸问题。离散状态建模可以有效减少连续建模中状态数据的冗余、降低计算过程复杂度。因此,本文针对劣化独立且劣化过程相同的多个同类型部件组成的系统,研究基于马尔可夫过程的联合劣化状态空间划分建模与维修决策问题。主要研究内容如下:(1)基于马尔可夫过程的多部件系统劣化状态空间划分建模研究。将单个部件的劣化过程描述为具有时间连续状态离散的马尔可夫过程,并将其按照维修需求划分为具有若干离散状态点的多个区域,然后将多个部件的劣化状态空间组合形成多部件系统的多状态劣化空间划分模型,由此确定空间区域与维修需求组合的对应关系,以此为基础推导了各维修需求组合的概率表达式;(2)多部件系统平稳概率特性分析与建模研究。在多状态劣化空间转移特性分析的基础上,运用马尔可夫过程理论求解了系统中单个部件各状态的平稳概率表达式,推导了多部件系统的平稳概率模型,并通过数值实验验证了该模型的正确性和有效性;(3)基于劣化状态空间划分的多部件系统维修决策研究。以所建立的多部件系统劣化空间划分模型为基础,建立了具有多状态劣化特性的多部件系统的平均费用率最优决策模型,求解在系统长期平均费用率最小的情况下的最优检测间隔、机会和预防维修阈值;(4)以风电机组维修决策为对象的应用研究。以风电机组为案例,验证维修决策模型的正确性和适用性,结果表明该模型可以辅助实际的多部件系统给出较为经济合理的维修策略。