现场可更换单元(Line Replaceable Unit,LRU)是开展装备维修性设计与基层级维修保障的前提和基础。良好的LRU设计可以使装备故障得到快速修复,实现装备技术状态的保持和恢复。传统的LRU划分方法一般只考虑使用与服役阶段的维修保障因素,尚未有人考虑到设计因素的影响,特别是功能可实现性、可靠性、测试性、保障性等因素对LRU划分所产生的经济性和非经济性影响,导致LRU划分结果不尽合理。因此,本文遵循装备全寿命周期理念,系统而深入地研究LRU划分及优化方法。论文主要研究工作包括:(1)在调研传统修理级别分析技术及LRU划分国内外研究现状的基础上,充分考虑研制阶段可靠性、维修性、测试性等设计因素的影响,建立了包含全寿命周期经济性和非经济性因素的LRU划分指标体系,对不同阶段的LRU划分方法进行了总体规划。(2)针对装备研制早期阶段装备自身设计信息较为完备、但保障性信息较为粗略的特点,深入分析了LRU划分的各种定性影响因素,研究了基于全寿命周期非经济性影响的LRU定性划分流程,提出了基于层次分析法和集对分析技术的划分方案权衡策略。(3)针对装备维修相关的全寿命周期经济性因素和非经济性因素较为完备、准确的应用场景,制定了考虑可用度和费用的LRU优化划分流程,建立了多目标优化划分数学模型,分析了其计算复杂度,深入研究了基于遗传算法的LRU优化划分方法并进行了仿真验证。(4)以某型高炮的弹炮结合系统为案例进行了试验验证。调研并获取了系统的多阶段设计信息与维修保障信息,应用所研究的定性划分及权衡方法以及多目标综合优化方法进行了LRU划分实验,证明了LRU划分理论与方法的正确性与有效性,为其在装备中的实际应用奠定基础。