可靠性作为产品的一个重要质量属性,不仅被国际军事强国列为国防重大工程的考核指标,而且也成为各国民生所必须考虑的因素。其中,系统的可靠性建模与评估理论及方法不仅是可靠性理论和工程的基础,而且也是可靠性工作的前提。然而,实际工程应用中的多变环境、任务和准则,给静态情形下的可靠性理论尤其是可靠性建模与评估提出了新的重大挑战。因此,本论文主要开展动态环境下系统的可靠性建模与评估工作,以离散时间、离散状态的系统为研究对象,考虑了周期环境、随机环境、多任务、多失效准则、多状态等因素对系统可靠性建模的影响,针对不同的动态情形,建立了相应的新的可靠性模型,提出了一些新的可靠性指标,推导了各种可靠性指标的计算公式,计算了某些逗留时间的分布,给出了系统可靠性的评估新方法。本论文的主要研究工作包括以下几方面内容:首先,以离散状态的不可修系统为研究对象,考虑了环境周期变化、部件具有“开”“关”两类失效模式的情形,利用马尔可夫链理论、Z变换等方法,建立了周期运行环境下离散时间的马尔可夫系统的可靠性模型。其次,推导出可靠度函数、平均寿命、失效率函数等一些可靠性指标的计算公式。再次,求得了完美运行逗留时间和两类不完美运行逗留时间的概率分布函数。最后,详细讨论了三个不同物理结构的阀门系统的建模过程,分别给出了环境逗留时间在两种情况下的数值算例。第二,以离散状态的不可修系统为研究对象,考虑了环境周期变化、部件或系统具有多种失效模式的情形,利用聚合随机过程理论、半马尔可夫链理论、Z变换等方法,建立了周期运行环境下离散时间的半马尔可夫系统的可靠性模型。其次,推导了可靠度函数、平均寿命、失效率函数等一些可靠性指标的计算公式。再次,求得了完美运行逗留时间和第一类不完美运行逗留时间的概率分布函数。最后,分别以环境逗留逗留时间服从负二项分布和几何分布为特例,详细给出了计算过程以及数值算例。第三,以离散状态的可修系统为研究对象,考虑了环境随机变化、部件或系统多状态的情形,利用聚合随机过程理论、马尔可夫链理论、Z变换等方法,建立了随机环境下离散时间的马尔可夫可修系统的可靠性模型。其次,推导了系统可靠度、非致命环境下系统的可靠度、点可用度、区间可用度、多点可用度以及多区间可用度等指标的计算公式。再次,求得了一些人们所感兴趣的逗留时间的概率分布函数。如:极好运行逗留时间、在指定环境下的运行逗留时间、基于时间阈值的逗留时间等。最后,以n中取k模型为例,给出了环境切换为马尔可夫链情形下的数值算例。最后,开展了工程应用案例研究。以某船舶电站系统为例,研究了其在正常行驶、停泊、进出港三种工况模式随机切换下系统的可靠性建模问题。不同的工况,系统的结构不同,可靠性准则不同,因此某些状态的聚类不同。推导出一系列适用于描述船舶电站系统的可靠性指标,如系统可靠度、非致命工况下系统的可靠度、系统的点可用度、系统在不同工况不同时间点的可用度等指标,计算了某些逗留时间的概率分布。这一案例研究为指导提高船舶业可靠度和经济效益提供了理论支持。本论文所研究的动态环境下离散时间的系统可靠性建模与评估方法,具有重要的理论和实践意义。本研究更符合实际要求和需求。新的模型、建模方法和计算方法,丰富了可靠性理论体系及内涵,拓展了其应用范畴,为进一步的维修与决策等提供了有效的方法支撑,为管理科学与工程领域的其他分支的应用提供了参考。