北京怡然瑞丰科技有限公司

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Isograph可靠性工程

Isograph 可靠性工程

    Isograph软件是由英国Isograph公司开发的可靠性、可用性、安全性、维修性和保障性工程设计分析软件,是目前世界上应用最广泛的专业软件之一。Isograph公司的技术人员从1974年就从事可靠性技术研究,1986年公司正式成立,专业从事航空航天和核工业领域的咨询和软件开发,与英国国防部有着深厚的历史渊源。目前,公司在全球拥有7000多个用户,在航空航天、电子、国防、能源、通讯、石油化工、铁路、汽车等众多行业以及多所大学科研机构中得到广泛应用, 尤其是在航空航天领域,占据了95%以上的市场份额。
    北京怡然瑞丰科技有限公司作为Isograph的中国区行业代理,将可靠性产品的销售、可靠性技术咨询和服务作为公司的主营,并配备了多名专职销售和工程师,技术人员结构合理,均具有硕士和硕士以上学历,专业涉及可靠性、电子、机械、化工等,具有一定的工程应用经验,无论从技术方案的提供,还是软件售后的培训和技术支持,怡然瑞丰公司都能提供很好的服务和保障。
    Isograph系列软件可以独立运行在Windows 2000//XP/2003平台及其网络环境上,软件界面已经全面汉化,支持中文输入输出。软件界面简洁清晰,对象明确,功能强大的菜单、按钮和快捷键使用户的操作简便快捷,易于上手。
软件的模块众多,功能覆盖广泛,其名称和主要分析功能如下表所示: 

模块名称

版 本

主要分析功能

Fault Tree+故障树分析包

10.1

故障树分析;事件树分析;马尔可夫分析

AvSim+可用度仿真工具

9.0

可靠性框图或故障树建模;可用性和能力仿真;集成的威布尔数据分析;可靠性、维修性、保障性分析;

Reliability Workbench
可靠性工作平台

9.1

可靠性预计、维修性预计;故障模式、影响及危害性分析;可靠性框图分析;故障树分析;事件树分析;马尔可夫分析;

RiskVu概率风险分析

3.0

设计方案风险评价;实时概率风险评价和风险监控;

RCMCost以可靠性为中心的维修分析

4.0

功能FMECA分析;集成的威布尔数据分析;预防性维修、修复性维修、视情维修和状;态监控等维修工作分析;维修费用优化;维修人员、设备和备件成本优化

LCCWare寿命周期费用分析

3.0

寿命周期费用计算

HaZop危害性与可运行性分析

2.0

危险与可运行性分析

NAP网络可靠性专用工具

1.0

复杂网络系统可用性、可靠性分析

1.故障树分析专用工具 FaultTree+
       FaultTree+是Isograph公司在1986年开发的,也是世界上最优秀的故障树分析工具。美国国防部即将统一采购故障树和事件树分析软件,经过首轮筛选,Isograph进入了第二轮的竞选名单。该工具包括三个功能模块:
            ① 故障树分析FTA
            ② 事件树分析ETA
            ③ 马尔可夫分析MKV
  故障树分析 FTA
    故障树分析是进行系统可靠性、安全性分析的一种重要方法,其最大特点是可以考虑人的因素、环境因素对顶事件的影响,还可以考虑多种原因相互影响的事件组合。
    软件能够在可视化环境下快速建立故障树并进行综合分析。建树时可以按照产品层次结构,划分为多个小型故障树进行分析。通过“分页”功能,将故障树的不同结构在同一个页面或各自独立的页面中进行设计分析,支持分页显示和打印。
    软件支持的逻辑门类型有:与门、或门、非门、禁止门、转移门、表决门、优先与门、异或门。事件类型有:基本事件、未展开事件、房形事件、条件事件。
    软件在建树时可以迅速检索、定位逻辑门或事件,可以对图形和数据进行动态管理。
    软件支持共因故障分析和人因故障分析,并能设置多种共因故障模型。
    软件可以对故障树进行精确计算和简化计算,并提供多种优化计算功能。用户可以从割集阶数、割集发生概率、故障后果发生概率和成功事件概率因子等角度进行设置,以简化计算结果,节省分析时间。
    软件具有运行速度快、占用内存少等技术特点,并能分析多达20,000个逻辑门和20,000个底事件的大型故障树。 
    软件可以计算故障树顶事件的不可用度、故障发生概率、MTBF、MTTR、总停工时间等可靠性参数,还可以计算底事件的重要度、出现频数,以及最小割集的不可用度、故障发生频数、重要度等。
    软件在对复杂系统的系统级进行故障树分析时,可使用马尔可夫模型对关键子系统或设备进行动态分析。
  事件树分析 ETA 
    ETA用于分析给定初因事件和后续事件的后果影响,可以有效地分析复杂系统的可靠性和安全性。尤其适用于具有冗余设计、故障监测与保护设计的复杂系统的安全性和可靠性分析,同时兼顾对人为失误的考虑。
    软件可以在可视化环境中快速建立事件树,支持大型事件树分页设计,并在分析报告中分页输出。
    事件树中各事件的故障模型可以由用户直接输入,或者直接引用故障树中的逻辑门或事件分析结果,或者直接调用马尔可夫模型进行动态分析。
    软件具有后果影响分析与风险评价的功能,后果影响可分类定义和分析,可以从安全性、经济性、环境性和使用性等多方面进行定量计算。
    在ETA模块中,完全事件树序列中的每个事件都包含了两个分支(成功和失败),用户根据工程实际情况对事件树分支进行简化,或指定为局部故障树逻辑门或事件。
  马尔可夫分析MKV
    马尔可夫过程用于描述连续时间变化下具有离散状态的随机过程,用来分析可修系统的可靠性和可用性。Isograph公司的Markov工具采用马尔可夫过程分析方法,使用系统状态转移图进行可用度分析。
    马尔可夫分析结果包括:可靠度、可用度、故障发生频率、平均故障间隔时间MTBF、平均故障前工作时间MTTF、平均维修间隔时间MTTR等。
2.可用度仿真专用工具AvSim+
    软件通过故障树或可靠性框图建立系统可靠性模型,结合蒙特卡罗仿真方法对系统可用性和可靠性进行分析。在软件中,用户可以分别对系统的余度设计、共因故障、使用时间、部件从属关系、任务剖面各工作阶段和寿命周期费用等不同使用条件进行设置并建立相应的仿真模型。
    通过仿真计算,AvSim+可以分析复杂系统的故障树或可靠性框图,并解决部件老化对故障率的影响、关联部件之间的影响、维修人员、维修设备和备件影响等问题。通过计算维修人员、设备或备件的成本,对不同维修工作方式,如修复性维修、预防性维修、视情维修和故障状态监控等设置相关的维修性参数,进行维修工作仿真和优化。
    当建立可靠性模型后,用户可以通过故障模型设置产品可靠性、维修性和保障性信息。在故障模型的寿命分布中,用户可以定义多种寿命分布,如指数分布、威布尔分布、正态分布、对数正态分布等的特征参数,或者直接引用威布尔数据分析工具中的数据集结果
    软件还可以对系统各组成单元间维修时机的从属关系进行定义,从而在仿真过程中呈现系统的实际工作状态。同时,软件还支持冷备份、温备份和热备份模型。
    软件的另一个技术特点是将产品的任务剖面按不同工作阶段建模,通过房形事件不同状态的设置,可以在同一可靠性框图或故障树模型中表示不同的可靠性模型。
    软件内置了一个集成的威布尔数据分析工具,可以对外场或实验室中的可靠性试验数据进行自动拟合,支持指数分布、威布尔分布等。可以分析已有的故障数据并将分析结果关联到可靠性框图或故障树模型的零部件。
3.可靠性工作平台Reliability Workbench
    Reliability Workbench是一个集成的可靠性设计分析平台,能够完成可靠性分析的基本工作。包括以下几个分析工具:
           ① 可靠性预计Reliability Prediction
           ② 故障模式、影响及危害性分析FMECA
           ③ 可靠性框图分析RBD
           ④ 故障树分析FTA
           ⑤ 事件树分析ETA
           ⑥ 马尔可夫过程分析Markov
    在统一的界面下,用户能在各个模块之间自由切换。通过简单的剪切、复制和粘贴功能可以实现模块间数据的传递。各工具模块之间的设计分析信息通过强大的数据链接集成在一起,在一个模块中修改的数据将同时在其  它模块中自动更新。同时可以通过数据链接将FMECA或预计的信息自动生成可靠性框图或故障树。
    Reliability Prediction的特征
           电子产品的可靠性预计标准包括:
           MIL-HDBK-217F Notice 2 Prediction
           GJB/299B
           Telcordia
           RDF2000
    机械产品的可靠性预计标准包括:
    NSWC standard 98/LE 
    软件严格按照不同的预计标准,将元器件组织分类,同时在报价的时候,按不同的预计标准分开报价,保护用户投资。配合不同的标准,软件提供相应的元器件库,并对库做定期更新。
    维修性预计特征
    Isograph的预计工具中附带了维修性预计功能。参照MIL-HDBK-472标准,用户可以对系统级和子系统的MTTR进行预计分析。其修复时间包括:准备时间、故障隔离时间、分解时间、更换时间、重装时间、调准时间、检验时间、启动时间。
    FMECA特征
    依据的标有MIL-STD-1629A、GJB1391-92、工艺FMECA和设计FMECA、商用飞机FMECA,或者根据用户需求定制FMECA。
    FMECA模块在可视化界面下构建框图,以表示构成设备或系统的部件或子系统的内在逻辑关系。该框图可以扩展开来以表示不同层次水平的失效模式。
    软件能够在整个系统中自动跟踪故障影响、严酷度等级和故障原因。故障率和严酷度值由软件自动计算得到。FMECA能够在报告中过滤可以监测和不可监控的故障,并决定可监测故障和总故障的比例。
    FMECA模块还提供了丰富的可以扩充的数据库,包括故障模式库、严酷度库和短语库。这样可以节省大量的录入时间并保持术语的一致性。
    FMECA提供的分配库工具允许用户创建常用零件和故障模式组。组中每种故障模式都有一个指定百分比,用户在FMECA框图中添加元件时可以通过在分配库中选择合适的条目同时加入失效模式,这样极大地提高使用效率。
    RBD特征
    RBD在一个集成的环境中进行可靠性框图分析。RBD能分析大规模、复杂的可靠性框图,处理指定系统或子系统的所有最小割集。
    RBD能完成大量度量标准的计算,如系统或子系统的不可用度、不可靠度和预计故障数等。程序允许用户构造单一的工程数据库,包含一个或多个系统的失效模式数据和框图。一个大的框图可以分割成几个子系统(工程的层次数没有限制)。通过改变页和查找工具很容易实现子系统之间的导航。
    RBD利用有效的最小割集生成算法来分析大型复杂的可靠性框图。马尔可夫分析法可以用来分析备用的方框组。考虑到维修队列可以为热备份、冷备份系统建立模型。
    RBD模块还能够分析一个特定?因子的共因故障(CCF)。
    FTA、ETA和MKV
Reliability Workbench中的故障树分析工具FTA、事件树分析工具ETA和马尔可夫过程分析工具MKV和FaultTree+软件中对应模块的功能是一致的。
4.实时风险分析工具RiskVu
    RiskVu分析以FaultTree+软件生成的风险概率模型为输入,包含故障树模型和事件树模型,这些模型通过系统和分系统故障把部件故障和其它事件与那些风险可以量化的后果联系起来。软件给那些不知道故障树和事件树模型的具体细节,却要做方案评估和概率风险评估的工程师和管理者使用。
    软件可以实现以下主要功能:
        通过改变部件或部件组的可靠度来确定对风险和费用的影响。该功能从风险和费用的角度实现对系统的优化设计。
        确定由于维修和故障造成的零部件停工所产生的风险性影响。该功能通常被称为“实时概率风险评估”,使操作者对正在工作系统当前的安全状态进行监控。
        确定计划维修活动对风险的影响,实现最小风险的计划维修工作。
    通过显示在软件主窗口中的产品结构层次图,用户可以修改零部件可靠性和维修性数据。当数据发生改变时,软件马上进行评估。在评估过程中,软件将自动重新分析那些由于用户改变信息而发生变化的故障树和事件树。用户在评估完成后可以对修改前后的风险值进行对比,并确定修改所产生的利润。利润不仅可以用风险结果来表示,也可以根据用户需要由费用结果表示。
评估的结果采用风险收益图、F-N曲线图、风险分布和灵敏性曲线图来表示。
    RiskVu允许用户在一个工程项目中定义一个或多个事件。每个故障事件被定义为风险值可评估的非期望事件。每个故障事件通常都有独立的故障树。与事件相关的总风险值由FaultTree+工程项目中的故障树和事件树评估以及工程中定义的每个事件结果的风险值求和得出。
5.以可靠性为中心的维修工作分析工具RCMCost
    以可靠性为中心的维修工作分析是以确定设备优化的预防性维修工作为设计目标,同时兼顾设备经济性、安全性和环境因素的设计要求。通过这项工作,用户可以找出系统的零部件中对系统性能产生最重要影响的零部件及其维修工序。
    软件使用可视化界面创建与FMECA分析一致的系统结构层次图,同时进行FMECA/FMEA分析工作,基于预防性维修策略的选择,对维修工序分组,自动分析维修工序,提出设计修改建议。软件支持冗余模型,并且能使用威布尔分布分析故障数据。
    软件分析的内容有:产品零部件的组成和功能、故障模式、故障原因、故障模式影响、成本费用、安全性、环境技术要求和工作使用要求、备件信息和维护人力需求。
    软件依据的标准有:MSG-3标准;MIL-STD-2173(AS)标准。
    软件得到的结果有:FMEA/ FMECA、RCM决策分析表、备件分析、维修人力预计。
6.危险和可运行性研究工具Hazop
    危险和可运行性研究是新研或改型产品进行初步安全性评估的一种标准分析技术。Hazop研究是由专家组对构成产品的零部件在超出其额定设计要求的工作状态下所预期发生后果的详尽分析。是FMEA技术的扩展,除了考虑系统的故障模式外,还要研究与运行有关的因素。分析的目标是确定与装备系统设计的偏差,然后确定这些偏差与安全性有关的问题,最后针对安全性问题接受风险或提出建议。
    软件在可视化界面下通过模板或定制用户Hazop研究,提供了标准对话框以输入分析数据并以与Access数据库兼容的类型存储分析数据结果,可以对数据实现过滤、分类和显示。还提供功能强大的报告生成器,可以用来创建和打印高质量专业的报告。
    软件采用危害度矩阵进行分析,当用户将产品参照其严酷度类别及故障模式发生概率输入到软件后,该工具将利用危害性矩阵自动得到产品各故障模式的危害性值。用户可以将风险等级评估结果自动形成报告,尤其是当分析结果的危害度很大的时候。 
7.寿命周期费用分析工具 LccWare
    寿命周期费用分析是计算产品从方案酝酿到使用直至报废的时间历程中全部费用的总和。
    软件在可视化界面下,通过费用分解结构树来分析影响总费用的因素,将这些因素进一步分解,并确定与之相关的成本变量及费用。
    软件分析的工作项目包括:方案探索定义阶段、演示验证阶段、工程研制开发阶段、生产部署阶段、使用保障阶段、退役处理阶段。
    软件使用了多种费用分析类型:参数型、相似型、从下向上型、直接费用分析型。提供了费用库,可以创建时间序列、费用节点和费用函数。可以对LccWare成本库进行修改,如增加成本节点、成本函数,还可以将用户的成本加入到成本库中。
    考虑通胀率,可以按时间间隔进行费用计算。可进行不同方案间费用比较权衡和比较不同的设计方案。软件还提供敏感度分析和净现值计算。
8. 复杂网络分析工具NAP
    NAP使用系统网络图建立可靠性模型, 是一个通信网络系统、电路网络系统、交通网络系统、计算机网络系统等复杂系统可用度分析专用工具。具有任意结构的复杂系统,根据系统各部分之间的结构关系与功能关系,可以得到系统工作原理图,有了系统工作原理图,即可画出系统网络图。
    NAP软件使用最小割集计算结果来分析同一故障的多重影响。软件的分析结果包括:系统可用度、可靠度、MTBF等。同时软件的危害度计算可以使用户定义系统中的薄弱环节,并给出提高网络系统可用度的最佳解决方案。
    9. 报告生成器工具 Report Generator
Isograph软件的每个工具都内挂了一个可视化报告生成器。用户进行可靠性设计的输入数据和输出结果均以数据库格式存储。报告生成器可以对这些信息进行检查、分析、分类和显示。
    报告生成器可以输出文本、图表和图形等多种形式的报告,并且可以自定义图形的现实和样式,提供了饼图、条形图、散点图等多种标准的图形样式。报告可以直接打印,也可以输出到Word文件进行编辑。
    软件提供了数十种标准的报告模板,提供了输出各种可靠性、可用性、维修性、安全性费用分析报告功能,用户可以直接使用模板输出报告,也可以根据企业需要定制报告模板 。

 
 
 
   
 
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