本文以国家自然科学基金重点攻关项目"虚拟制造的理论与技术基础"为研究背景,围绕面向制造工程的虚拟制造中生产系统预防性维修控制策略的优化问题,构建了相应的理论分析模型和仿真分析模型,给出生产系统预防性维修策略建模与优化的一般方法,用于指导生产系统预防性维修工作的开展.本文的主要研究工作包括:从最为简单的生产系统-单台设备的情况入手,建立了有限时间区间非完备预防性维修理论分析模型.针对复杂生产系统难以采用理论分析的特点,提出了采用面向对象仿真建模方法研究预防性维修控制策略的解决思路.针对仿真分析只提供了多方案对比的试验环境,而无优化能力的缺点,提出集成GA与随机仿真的仿真优化算法.建立了仿真环境下各种复杂预防性维修控制策略故障伪随机数的生成机制.运用截短变换推导小修策略、非完备预防性维修下故障事件的触发过程,从理论上保证故障事件的发生是可控的,为特定规律的故障仿真及特定控制策略的定量仿真分析提供正确的数据驱动源.在理论和技术方法的指导下,开发实现了各种控制策略的仿真模型与随机遗传算法的仿真优化工具,为相关领域的基于随机仿真的优化提供算法支持.