柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell,FMC）是一种小型的柔性制造系统（Flexible Manufacturing System,FMS）,不仅能满足多变的市场需求,而且所需的投资少。随着企业规模扩大后能够进一步整合成更大型、功能更多的FMS,正是FMC的这些优势,使其受到中小企业的青睐。目前国内外对FMC的研究多数集中在单元设计、单元调度等方面,对FMC可靠性分析技术缺乏研究。基于此,本文从FMC寿命周期的设计和服役两个阶段系统性地研究了其可靠性建模与分析技术,论文的主要内容如下:（1）设计阶段基于功能分解的FMC可靠性建模技术研究。提出了设计阶段基于功能分解的FMC可靠性建模方法,该方法首先根据客户需求确定FMC的功能,然后对FMC开展SSE过程和EMA过程的功能分解活动,并根据功能分解结果参考故障树的构建方式建立两个过程的功能树模型,最后基于各级功能树模型建立对应的可靠性数学模型,完成整个FMC设计阶段的可靠性建模活动。（2）设计阶段FMC的故障分析方法研究。针对FMC设计阶段全面开展FTA和FMECA耗时、耗财的缺点,提出了一种混合故障分析方法。该方法拥有三层分析结构,分析思路按照系统层（SSE过程）、元动作层（EMA过程）和故障机制层。通过在每一层首先开展FTA,最大可能地找到所有潜在故障模式/原因,然后再开展FMECA确定关键故障模式/原因,通过逐层深入分析,完成FMC的故障分析工作。在开展FMECA分析时,考虑分析成本因素,引入理想解法（TOPSIS）用于确定故障模式/原因的风险优先级,克服了传统RPN的一些缺点。（3）服役阶段FMC的随机过程可靠性建模技术研究。分别建立了单机床FMC和双机床FMC的随机过程可靠性模型,包括不考虑设备故障和考虑设备故障两种情况下的随机过程可靠性模型。对所建模型进行求解,得到解析解,并在所求解析解的基础上,研究FMC的评价指标,包括设备利用率、生产率、制造能力和生产效率等。由于双机床FMC在实际运行时,机床的加工时间存在时间差,因此采用两种极限情况来表示机床的利用率和生产率,机床的实际利用率在这两种极限情况构成的区间内。在数值案例分析时,探讨了模型中随机变量服从指数分布和非指数分布两种假设的情况。（4）服役阶段FMC任务可靠性建模技术研究。建立了包含设备性能状态、产品质量和生产任务需求三个要素的FMC任务可靠性模型。首先给出了FMC任务可靠性模型的基本函数表达式;然后基于马尔可夫链和通用生成函数（UGF）方法构建了多性能状态的FMC任务可靠性模型;最后建立了包含产品质量、生产需求和设备性能的多种结构的扩展状态任务网（ESTN）模型,给出了整个FMC的任务可靠性的分析流程。（5）服役阶段的FMC故障分析方法研究。在服役阶段,基于随机点模型建立了四参数NHPP故障模型,通过求解模型确定收集的故障属于哪个故障期,便于开展后续的FTA分析活动。在分析FMC中机械系统故障时,将元动作理论和故障树分析方法结合,建立了元动作故障树（MU-FTA）,然后将所建立的MU-FTA映射为证据网络,通过Dempster合成规则融合产品的售后数据和专家经验信息,得到证据节点的BPA,进而通过网络传递得到元动作单元的BPA,根据各个证据网络节点状态的信度排序,完成定量诊断活动。