随着我国高速动车组的快速发展和运行速度的不断提高,对动车组的安全运营提出了越来越高的要求。为了更好的确保动车组安全运行,提高动车组部件的可靠性,为动车组部件制定合理的维护计划是十分必要的。此外,我国动车组从投入使用至今,早期投入运营的动车组正在大量进入高等级维护期,但对动车组部件的维护策略研究成果相对较少。为此,本文以CRH型动车组部件为研究对象,基于预防性维护理论,考虑外部环境和外部风险对维护策略的影响,开展了考虑外部因素的动车组部件预防性维护策略的数学建模与仿真研究,研究结果以期为动车组制定维修计划决策和现场维修提供一定的参考。首先,引入比例故障率模型,建立了考虑外部环境的动车组部件低级修维护策略的数学模型。采用蒙特卡罗仿真方法,通过优化维修总成本率,得到了动车组部件在整个低级修维护周期内的最优维护计划。结果表明,考虑外部环境的动车组部件低级修维护计划使动车组部件的可靠性更高,维护次数更少,在保证设备安全运行的前提下,满足经济效益最大化的要求。其次,针对我国动车组现行的多级修维修体制,结合两级非完美维护策略模型,以CRH型动车组四级修时需要进行检修或更换的部件为研究对象,建立了在其维修周期内考虑外部环境的多级修维护策略的数学模型。结果表明,该数学模型有最优解,且在理想的可靠度阈值范围之内,从而得出最优维护计划。此外,研究发现,考虑外部环境的的最优维护计划,对设备的可靠度阈值要求更高,这与实际情况较为符合。最后,考虑到动车组部件的运行环境较为复杂,涉及影响因素较多,仅考虑单一因素下的维护计划并不能完全符合动车组部件的实际维护状态。为此,建立了联合考虑外部环境和故障风险的动车组部件预防性维护策略模型。通过引入故障风险因子,将行车安全风险、列车晚点风险、故障严重程度进行评估。结果表明,该模型得出的最优维护计划与顺序预防性维护模型得出的最优维护计划相比,其可靠度阈值提高了 16%。