能源供应和安全事关我国现代化建设。近年,全球对深水油气的投资持续上升。作为直接决定深水油气生产装备运行的水下生产控制系统,其安全可靠性将在未来全球深水油气开发竞赛中发挥越来越重要的作用。但目前,国外供货商垄断了水下控制系统工程总承包的装备和技术,我国急切需要形成独立水下控制系统整体工程服务能力。目前,已有诸多论文就水下生产控制系统的安全可靠性进行多角度研究,但都仅停留在单一设备。综上,本文在国家工信部高技术船舶科研项目支撑下,针对测量控制功能进行可靠性分析并提出优化建议,以达到增加国产化系统的安全性能,降低运行风险的目的。本论文完成的主要研究内容如下:(1)水下控制系统测量与控制功能链路划分。详细划分水下控制系统执行不同类型的测量和控制功能时,电信号、液压油和化学药剂在水上主控站和水下阀门、仪表之间的传递路径。选取其中三种典型测控功能画出功能链路图,为后续风险分析和可靠性分析提供依据。(2)功能链路FMECA定性分析。采用失效模式、影响及危害性分析方法,对链路上设备在执行测控功能时的失效模式进行风险识别,并分析其失效影响、失效原因、严酷度和危害度。最终形成测控功能FMECA报告和危害性矩阵图,分析得到危害性较高的设备,为进一步定量分析及优化链路结构提供支撑。(3)功能链路可靠性定量分析与优化。建立各功能链路可靠性框图模型,根据失效数据定量计算各功能可靠度,生成可靠度曲线图。通过修改配置和增加冗余优化链路结构,比较优化前后可靠度,为水下控制系统设计维护提供指导。(4)水下控制系统可靠性分析与管理软件功能设计。设计水下控制系统专用可靠性管理软件,包括系统工具模块、可靠性框图绘制模块、参数输入模块、数据库模块、FMECA分析模块和RBD可靠性计算模块。为国产水下控制系统可靠性分析与管理软件开发提供了设计思路。本文通过上述研究,在分析水下控制系统整体可靠性时,创新性地提出针对功能链路进行可靠性分析和计算,为保证国产化水下控制系统的可靠性及工程应用奠定了基础。