关键设备系统一般是指资产密集型企业(如商业航空、国防工业等)中高附加值、高技术复杂度并与企业关键任务直接相关的设备系统。这些系统往往由多种部件(子系统)组成,部件一旦发生故障就会给企业带来严重的经济损失。当前,常用的维修服务合同为基于时间或材料的合同,然而在这种合同下,运营商付出了较高的成本却对运营设备性能的提升没有较大的帮助。鉴于此,近年来一种被称为基于性能的合同逐渐引起了人们的关注,已有研究表明基于性能的合同能有效缓解上述的弊端。目前,国内外对基于性能的维修服务合同研究很少,且大都集中于单部件系统,对多部件的维修服务性能合同设计问题研究较少。而考虑多个部件之间故障级联、多种故障概率情景及多种性能指标特点的性能合同问题更是鲜有学者对其研究。因此,本文针对上述特点对多部件关键设备系统的维修服务合同设计与激励问题进行了研究,重点包括：(1)研究了考虑多部件生命周期的维修服务合同设计问题。重点考虑了设备系统从研发到售后维修的整个过程,并将系统期望故障时间约束作为衡量系统性能的基准。建立了基于时间的合同与基于性能的合同,计算了供应商在两种合同下最优可靠性投资策略,比较了两种合同的效率,分析了关键参数对供应商投资行为的激励效果。(2)研究了考虑多部件故障级联的系统维修服务合同设计与激励问题。重点考虑了多部件之间的级联、多种故障概率情景的特点以及建立了多个性能指标。根据由级联故障导致的系统故障时间的两种分配方案建立了两种基于性能的合同,根据故障发生频率的不同设置了两个系统性能指标,重点分析了不同故障发生情景下基于性能合同的激励效果。通过总结本文研究工作,基于性能的合同表现出了比基于时间的合同更好的激励效果,同时基于性能的合同本身的激励效果也会随着故障发生频率和其他参数的变化而变化。本文的研究不仅丰富了相关的理论研究,而且为现实中基于性能合同的应用提供了重要的参考与指导,具有现实意义。