大型制造企业所运营的关键设备往往是由多个关键设备子系统构成的,子系统之间通过串联、并联以及混联的联接形式构成关键生产设施,一旦出现故障会给运营商带来严重的收益损失。近年,越来越多的运营商选择将关键设备的不同子系统的维修服务外包给相应的原始设备供应商,供应商追求个人利益,导致整个关键设备系统的可用度下降。本文通过设计多个PBC合同的方式对供应商进行协调,在保证系统可用度的前提下实现运营商的收益最大化。关键设备系统的故障方式与其结构有着很大的关系,其可用度既受到供应商生产阶段的可靠性投资水平的影响,也受到售后阶段的恢复能力投资水平的影响。运营商为了在保证系统可用度的前提下,提升自身的收益水平,设计相应的激励机制成为了重要的措施。当前基于性能的合同（PBC）成为关键设备运营商与供应商之间的新型主流服务合同选项,它是根据服务性能结果给予供应商补偿。鉴于关键设备系统领域这种新型服务模式,运营商如何合理的设计服务合同来增强对于供应商的激励以保证自身的可用度,同时又要使自身获得最大的收益,更具体的研究工作包括:（1）串联关键子系统维修服务的多PBC合同设计。以一个供应商与两个供应商所构成的供应链服务过程整体外包为背景,引入由于串联结构所带来的级联效应的惩罚分配规则,以委托-代理理论为建模框架,分别研究集中决策和三种不同形式的PBC合同下供应商服务能力及运营商合同的设计。探讨三种不同形式的PBC合同情景下供应商最优的恢复能力投资水平;重点分析了供应商决策变量随合同参数变化的规律;最后通过数值分析比较了三种不同形式的考虑对称子系统的合同下供应商服务能力以及运营商收益的大小。（2）并联关键子系统维修服务的多PBC合同设计。供应链由一个运营商与两个供应商构成,引入由于并联结构所带来的惩罚分配规则,计算并联子系统的期望停机中断时间,引入供应商对可靠性的投资,研究集中决策和S3型PBC合同下供应商服务能力及运营商合同的设计。最后通过数值分析比较了考虑对称子系统的S3型PBC合同下供应商服务能力以及运营商收益的大小。（3）潜在应用分析。以某企业运营的关键设备系统为例,收集相关子系统故障及供应商的数据,以上述合同设计理论模型为分析基础,给出最优PBC合同设计方案,验证上述模型的可行性以及有效性。本文研究为关键设备子系统复杂组成结构情景下的多PBC合同设计提供了决策支持工具和理论指导。