福岛核事故后,外界对核电站安全的要求越来越高,对跟安全高度相关的维修的要求也越来越高;同时,一方面维修费用已占到寿期管理30%左右,经济性影响着核电相比其他能源的竞争力,另一方面电站存在大量过度维修,造成不必要的维修成本浪费。因此,如何使核电站维修的安全性尽量高,维修成本尽量低对核电发展意义重大。本文从可靠性与维修优化基本理论出发,结合多目标优化等相关领域在维修优化方面的研究成果与实践,对核电站预防维修过程进行相关假设,引入动态役龄回退因子描述核电站不完全维修过程,推导出预防维修前后的有效役龄,进而得到每个维修节点上的失效率、可靠度表达式,并且在维修过程中引入预防更换,综合推导出核电站设备在运行期间的可靠性参数随时间变化的表达式,构建了以设备可用度、设备可靠度、设备成本为目标函数的设备级多目标预防维修优化模型。在设备级维修优化基础上,考虑一个系统各个设备间的结构关系对系统可靠性的影响,将设备级维修优化上升到系统级维修优化,通过邻接矩阵法和结构矩阵函数法推导出系统的不交化最小割集,由设备可靠度可求出系统可靠度,通过设备的成本信息推导出系统总成本表达式,构建了以系统可靠度、系统总成本为目标函数的系统级多目标预防维修优化模型。根据设备级、系统级预防维修的多目标优化模型,编写具有可视化界面的维修优化软件,该软件分为设备级维修优化、系统级维修优化两个模块,最终可分别求出一个设备或系统的维修优化方案供决策者使用。最后以核电站给水系统为例,对整个维修优化过程进行验证。通过多目标优化得到Pareto最优解集,然后给出核电站多目标维修优化筛选标准,最终得到理想的维修方案,给核电站预防性维修提供指导。