ITEM软件总体介绍

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1. 前言
北京汇航科技有限公司成立于2014年,位于北京市海淀区中关村,属于高新技术企业。“汇英才,助远航”是我们的愿景。公司致力于可靠性设计、风险分析,工程数据处理以及RAMS的咨询和服务。MARSTD是Maintainability,Availability,Reliability,Safety,TestabilityandDiagnostics的首字母缩写。我们以可靠性和安全性技术为核心、以维修性和测试性技术为辅助,以提高产品设计的可靠性、可用性和易用性为最终目标。
北京汇航科技有限公司是ITEM公司软件产品在中国指定的独家代理商,我们提供ITEM软件两大核心工具包ToolKit和QRAS的销售及软件产品的二次开发。同时我们还提供可靠性、安全性、可用性、易用性、维修性、测试性的解决方案、咨询和培训。
北京汇航科技有限公司联系方式:邮件:sales@marstd.com电话:010-82078766

2. ITEM公司简介

ITEM公司成立于1986年,是世界公认的可靠性,可用性,维修性和安全性(RAMS)工程软件的先驱和领导者。该公司一直致力于RAMS和质量领域工程软件开发,提供技术先进的可靠性和安全性分析软件工具,为客户提供技术先进的产品和完善的售后服务,技术支持队伍由经验丰富的可靠性工程师和软件专家组成。ITEM公司总部位于英国汉普郡,目前的研发中心在美国加利福尼亚州,同美国马里兰大学紧密合作,始终保持ITEM软件所用可靠性理论的先进性和前沿性。ITEM软件每一版本都通过马里兰大学鉴定及测试许可。
ITEM公司的软件产品广泛应用于国防、通信、航空、航天、船舶、电子、医药等行业。产品分布于世界上36个主要国家和地区,其在欧、美市场的占有率超过50%,装机量超过7,500套。
ITEM公司相关资质包括:
英国质量基金会(TheBritishQualityFoundation)认证
系统安全性协会(TheSystemSafetySociety)发起人
ITEM公司是以下可靠性、安全性等组织的会员:
美国质量管理协会(TheAmericanSocietyforQualityControl)
安全性和可靠性协会(TheSafetyandReliabilitySociety)
可靠性分析中心(ReliabilityAnalysisCenter)
Farnborough宇航协会(TheFarnboroughAerospaceConsortium)
电工协会(IEEInstitutionofElectricalEngineers)
电子电气工程师协会IEEE(InstituteofElectricalandElectronicEngineers)

ITEM公司部分合作伙伴:
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ITEM公司国内主要客户:

西安飞机集团公司 航天066基地
航天708所 航空014中心
航天一院一部 航空607所
航天502所 航空608所
航天504所 航空614所
航天812所 航空615所
航天813所 西北工业大学
航天十院 船舶705所
广州电子5所 秦山核电站

3   ITEM软件概况

在国际上众多的可靠性分析工具中,ITEM软件具有功能强大、集成性良好、计算精确和高度灵活等独特的优点。它适用于电子、机械、机电一体、尤其是大型复杂系统的可靠性分析和优化,并跟踪和集成了最新的、极其丰富的电子元器件库,集成电路库和非电部件库。
从集成化角度看,Item软件的功能模块能够做到高度集成化,能够方便实现数据共享,如数据库与预计模块的集成、FMECA模块与故障模式库的集成、各模块相互间相互转化,再比如做完可靠性预计后很方便地就生成可靠性框图、进行FMECA分析,由FMECA直接自动生成故障树等,因此极大地减少了可靠性分析的工作量、提高了劳动效率。另外,可靠性工程是一个多学科的工程,需较强的可靠性工程背景,集成对于初步涉及可靠性设计分析工作的工程技术人员非常重要,因为可以减少人工数据输入和人工软件的干预,只要一次性数据输入,可以同时完成可靠性预计、可靠性框图、FMECA和故障树分析等。
从版本上看,Item不但有单机版,还有网络版,可以实现全网络浮动及网络上的并行处理。
从软件扩展性、易用性以及兼容性方面看,用户有比较大的扩展余地。如元器件库、失效模式库、默认值库等。用户既可以调用标准库,还可以修改添加库的内容,甚至可以自定义库。提供了可视化图形显示处理、可视化报告生成。对于分析报告,Item软件采用的是模板技术,用户可以采用标准模板,也可以对模板进行修改,可以通过自定义模板生成中文的报告。另外,所有报告均可以输出到Word、Excel等应用程序。在软件界面方面,Item采用工业标准Windows界面,尊重操作人员的软件操作习惯,使操作人员只需经过短时间的培训即可顺利操作软件。
ITEM软件由三个部分组成,分别是QRAS、ToolKit和iQT。下面会分别介绍这三个子软件。

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#p#ITEM-QRAS#e#
4. QRAS
4.1. 什么是QRAS
QRAS(QuantitativeRiskAssessmentSystem)是NASA进行复杂系统概率风险评估(ProbabilisticRiskAssessment,PRA)的建模工具。QRAS基于NASA概率风险评估的应用程序,是世界上公认的经过验证的系统安全性设计、分析和评估系统。QRAS能够对复杂系统进行安全性评估,在核工业、化工、航空航天、轨道交通等领域的安全性工作中有着重要的地位。

系统安全性是近40年来适应复杂装备安全性需要而发展起来的一门综合性应用学科,也称为安全系统工程。它是以效能、进度和费用为约束条件,在装备寿命周期内的各阶段中,利用专业知识和系统工程方法,识别、评估、消除或控制系统或设备中的危险,从而使系统具有最佳的安全程度的工程技术。由于其重要作用,早在六十年代,美国原子能委员会就提出了用风险来评估安全性。目前美国的国防、航空航天、核工业部门,以及欧空局和俄罗斯(前苏联)的航空航天部门都制定了系统安全性工作规范和风险评价方法。并制定了相应标准,如NASA的NASA8070.4《风险管理》和ESA的PSS-01-40《风险评价要求与方法》。
作为进行概率风险评估(PRA)强大辅助,QRAS可以构建和量化风险情景的模型,估计数值风险水平,便于找出主要风险来源,允许分析者对人任何系统或者过程进行概率风险评估。基于NASANPR8705.5,QRAS很容易对复杂系统和时间相关的时间序列进行风险评估。QRAS提供割集分析、风险水平量化、故障树、情景和最终状态的分析能力。也包括计算不确定分布的能力。QRAS提供了包括在故障树和事件序列图在内的完成的图形使用界面,以图形和表格的形式展示计算结果。
所有的分析都使用二元决策图(BDD)的技术,BDD是故障树的新技术,具有更快的速度和更好的。

关于QRAS的具体介绍,请参考QRAS的介绍文档。

4.2. QRAS历史
QRAS软件的创始人MichaelStamatelatos博士是NASA总部任务安全保证办公室负责人,负责PRA在NASA的推广
1996年在NASA的要求下由美国马里兰大学开发
1997年完成第一版1.0,NASA各航天中心成功地将QRAS用在航天飞机的概率风险分析中
2001年发行1.6版,加强了QRAS的各项功能,并在NASA进行测试
2003年NASA、美国马里兰大学授权ITEM公司进行QRAS的商业化
2005年发行iQRAS1.8版
2015年发行iQRAS2.5版

4.3. QRAS功能模块简介
QRAS综合采用事件序列图、事件树分析、故障树分析等方法对风险、系统安全性进行分析和评估。通过定性与定量相结合,以定量为主的方法分析系统各部分的风险及其潜在后果,帮助设计者掌握系统的风险等级及其各因素在风险中的贡献,以便于改进设计。其功能模块如下表所示。

# 功能模块 产品描述
1 主逻辑图 支持复杂系统的层次结构
2 事件序列图 任务场景分析工具,能对系统任务剖面的全过程进行分解和综合,并对事件进行定性和定量分析。支持任务阶段分析,在每个任务阶段内能够进一步进行工作和非工作分析,能够对处于工作状态和非工作状态的设备的任意时间段定义故障模式和危害性分析。内部集成事件树分析功能,能通过事件链自动生成相对应的事件树。
3 故障树 适合构建大型复杂故障树,支持GJB769的故障树分析标准,可以方便地建立完整的故障树,输入有关的参数进行快速准确的计算。支持静态故障树分析和动态故障树分析。支持多种逻辑门和事件,包括与门、或门、表决门、转移门、优先与门,事件类型包括基本事件房形事件、未开展事件。

具有友好的图形操作界面,能用规范的符号(事件、逻辑门、转移方便地建造故障树;创建故障树时能够自动调整、对齐、居中、合并具有复制、粘贴功能;具有手动调节故障树布局的功能;能方便地对故障树进行修改。能够将大规模的故障树进行拆分和集成。对于一页显示不下的故障树,在打印和打印预览时,能够自动的进行跳转并且注明跳转关系。
能够快速的求出故障树顶事件和各个中间事件的所有最小割集,最小割集要能够在故障树中直观地显示出来。能根据底事件地发生概率计算顶事件和各个中间事件地发生概率。能计算各个底事件的3种重要度分析。
故障树模块支持导入、导出操作。故障树的结构,底事件的参数均可导出至Access,Excel等外部软件中;故障树的结构,底事件的参数也可从Access,Excel等外部软件导入,大大方便建模过程和二次开发。

4 二元决策图(BDD) 计算效率高、结果精确,支持10万以上最小割集的计算

4.4. QRAS技术优势
4.4.1. 使用领先的和经过验证的风险分析技术
QRAS采用PRA方法作为数学模型,PRA是最典型、应用最广的定量风险评估方法,又称PSA(ProbabilisticSafetyAssessment,概率安全评估)。PRA主要针对复杂系统进行风险评估,在核工业、化工、航空航天领域的安全性工作中有着重要的地位。PRA是一个综合的过程,是各种安全性分析方法的集成运用,它的主要工作包括风险模型建立和风险模型的定量化。风险模型包括描述危险事件发生可能性的模型和描述危险事件造成损失的模型,通常采用事件树与故障树相结合的方法建模。风险模型定量化主要是计算基本事件、危险事件发生概率的点估计和区间估计以及不确定性,用概率的方法分析各种不同因素对风险影响的重要程度。
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4.4.2. 技术领先的交互式界面和强大的建模功能

4.4.3. 基于二元决策图(BDD)的算法在精度和效率上都具有独特优势
4.4.4. 强大的数据处理能力
4.5. 工程应用实例
4.5.1. OSP轨道航天飞机
“轨道航天飞机”(OSP)是一种多用途航天器。OSP承担国际空间站航天员救生和航天员运输任务,从而替换俄罗斯的联盟号飞船,并将航天飞机从人员运输中解放出来。
据NASA称,OSP比联盟号飞船具有更高的安全性和可靠性。

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5. TOOLKITS
ToolKits是一个全集成的可靠性工具集,该工具集含有大量分析电子/机械元器件和系统的可靠性、可用性、维修性和安全的预计和分析模块。这些工具符合业界公认的标准和技术。
ITEMToolKit是一个集成的平台,该平台提供了量化的分析,能够大量节省时间和资源。ToolKit包括了一下模块。这些模块都可以单独销售,也可以任何组合的集合到一起。
MIL-HDBK-217可靠性预计模块
IEC62380可靠性预计模块
Telcordia可靠性预计模块
NSWC可靠性预计模块
China299B可靠性预计模块
失效模式影响及危害性分析(FMECA)
可靠性框图(RBD)
故障树(FTA)
事件树(ETA)
马尔可夫
维修性
备件费用模块
另外ITEM软件还包括了诸多的元器件库,如下所示。

库名称 介绍
CapLib 包含超过27,000个电容,按制造商组织
ResLib 包含超过40,000个电阻,按制造商组织
MicroLib 包含超过10,000个微处理器,来自不同的制造商
CrystalLib 包含超过900个晶体
DiodLib 包含超过35,000二极管,按制造商组织
MilLib/ComLib 包含超过3,000元器件,来自MIL‐M‐38510
BelLib/ComLib 包含超过3000元器件,来自微电路库MIL‐M‐38510
FMLib 包含超过1940个元器件,失效模式和比率
ComponentLibrary 包含超过100000元器件
PartsCount 来自于MIL-217,失效率基于计数法所有可能类别的模板
NonElec’95 包含超过11700元器件,来自于非电部件库NPRD

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5.1. 可靠性预计(ReliabilityPrediction)模块
可靠性预计是GJB450规定的一项必须进行的可靠性工作,通过可靠性预计可以计算系统在某一任务时间内的故障率。Item软件包为可靠性预计提供了强有力的工具。利用Item,不仅可以在各个设计阶段对电子、电工、机械、机电产品的可靠性进行分析和预测,准确快速计算系统的失效率、MTBF和可靠度,还可以找出设计过程中的各种薄弱环节,提出潜在的改进方案,以提高和改善产品的可靠性。
Item可靠性预计模型有多种,可根据具体设计自行选择。包括:
GJB/Z299B(国产电子产品)
MIL-HDBK-217F(进口电子产品)
NSWC98(机械产品)
Bellcore(Bell试验室电子产品标准)
RDF2000(法国电讯电子产品标准)
预计模块的优势如下:
结合多种预计方法,包括国军标,应用于各种复杂系统
可视化图形显示
可扩展并可方便搜索、浏览的元器件数据库
丰富的数据库支持
与其他分析模块相互转化
优化设计以满足既定指标
比手工方法有更高的准确度和效率

5.2. Item可靠性框图(RBD)模块
可视化建立和分析大型复杂的软/硬件系统的任务可靠性模型,利用最小割集算法计算各种可靠性模型,如串联、并联、n/k、冗余等的可靠性(如可靠度,MTBF等)、维修性(MTTR等)和可用性(如可用度等)等参数。
ItemRBD采用面向对象建模,并且支持分层次建模,建模的层次和规模都没有限制,因此特别适合复杂、大型的系统的可靠性框图分析。
该模块能够支持各种可靠性模型,如:串联、并联、表决、旁联和混联等多种可靠性模型。
ITEMRBD模块优势:
 面向对象建模,方便、灵活、高效、易用
 建模规模没有限制,充分满足工程需要
 分层次建模,特别适合大型、复杂系统
 适合于可修系统和不可修系统的可靠性框图分析
 支持串联、并联、表决、旁联、温联等多种可靠性模型
 适合于基于系统、分系统、设备、单元、元器件甚至故障模式建立可靠性模型
 可与Item可靠性预测等模块链接,实现数据共享
 能自动辨认串、并联模型
 能够进行重要度分析

5.3. Item故障模式、影响及危害性分析(FMECA)模块
FMECA是“FailureMode,Effects,andCriticalityAnalysis”的缩写,其核心部分是对特定系统进行分析研究,确定怎样修改系统以提高整体可靠性,避免故障发生。为了准确计算故障的危害性,在分析时,提供了系统化的处理过程,包括确定所有可能故障的元器件及其故障模式,确定每一种故障模式的局部影响、下一级别的影响以及对系统的最终影响,确定故障引起的危害性,确定致命故障模式以消除或减少发生的可能性或剧烈程度。
ItemFMECA可完成以下功能:
 故障模式、影响分析(FMEA)危害性分析(CriticallyAnalysis)
 功能FMECA(FunctionalFMECA)硬件FMEA(HardwareFMEA)

5.4. Item故障树分析(FaultTreeAnalysis)模块
利用ItemFTA模块,在系统设计过程当中,通过对造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析,画出逻辑框图(即故障树),从而确定系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率以计算系统故障概率,采取相应的纠正措施,以提供系统可靠性的一种分析方法。它以图形的方式表明了系统中失效事件和其它事件之间的相互影响,是适用于大型复杂系统安全性与可靠性分析的常用的有效方法。它已经在航空、航天、电子、核能、兵器等领域得到广泛的应用。利用FTA,用户可以简单快速地建立故障树,输入有关参数并对系统进行定性分析和定量分析,生成报告,最后打印输出。

5.5. Item维修性分析(Maintain)模块
ItemMaintaina能够简单快速准确地对系统进行维修性分析和维修度预测。用户只要输入系统及其组成的故障率,定义好系统的基本维修任务,如更换螺栓、移动集成电路板等等,把维修任务和FD&I输出与系统中对应的单元相连接,就可以系统有效地进行分析,包括计算和生成报告。另外,ItemMaintain还可以对故障检测和隔离率进行分析。
ItemMaintain为可靠性分析提供了一个强大的工具。只需输入Item系统树的层次关系,确定可修理的元器件和相关的参数。

5.6. Item马尔可夫分析(Markov)模块
Markov分析为系统组成具有很强相关性的系统可靠性和可用性分析提供了一种手段。其它系统分析方法(如通常嵌于故障树分析的Kinetic树理论)通常假设部件之间是相互独立的,因而所计算出的系统可用性和可靠性参数是偏于保守的。

5.7. 事件树(EventTree)分析模块
事件树分析法(EventTreeAnalysis)是故障分析中的一种常用方法,它在给定一个初回事件的情况下,分析该初因事件可能导致的各种事件序列的结果,从而定性与定量地评价系统的特性,并帮助分析人员获得正确的决策。既可因素、多目标,也可通于分析大型的复杂系统。通过该模块,可以进行简单快速的事件树中事件序列的概率计算,可生成事事件树报告、完全图形化的分析界面,同时与其它模块可方便共享数据,如可直接同故障树模块等数据进行链接。

5.8. 备件规划分析模块
目前备件供应工作在全世界都是热门课题。庞大的备件库存一直是各国航空后勤管理最头疼的问题之一。因此在提高战备完好性和降低费用周期两大课题中,备件问题占有重要地位。该模块是符合我国最新国军标(2003年5月1日开始实施)GJB4355-2002《备件供应规划要求》的要求

6. IQT介绍
IQT提供一个可定制的、跨平台、多用户、开放式工作的新功能集合。建立在已经证实和认可的分析引擎之上,IQT是对可靠性、安全性和风险分析软件的革命方法,不再限于软件厂商的技术选择和他们产品的基础设施需要的束缚。QT的框架提供多用户在任何有权限的项目中同时,并且独立编辑模型和分析的能力。IQT的定量引擎开发、性能提炼和使用了很多年。这是精确分析结果的坚实基础。IQT支持ITEM的的ToolKit的全部功能。如果想进一步了解IQT,请联系我们。

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