CARMES五性一体化分析软件-模板

五性一体化协同设计平台
五性工具与数据集成环境
五性工程软件
CARMES6
工业和信息化部电子第五研究所数据中心
协同一致的五性工作平台，全面到位的五性解决方案
CARMES 6突破五性（指可靠性、维修性、保障性、测试性和安全性，即RMS ）工具集的定位，从型号五性一体化设计和全寿命、全过程、全特性管理需求出发，统一筹划，构建企业级五性协同工作环境和平台，强化五性项目、任务、流程、状态和数据的管理监控，功能更加强大实用，可有效辅助企业全方位实现型号五性工作的顶层管理、过程协同和数据共享，提供五性工程一体化解决方案。

1. 全面覆盖，全局掌控
2. 综合集成，工程实用
CARMES 6集成了型号五性工作所需的22个功能模块和丰富的基础数据库，覆盖30多个RMS 工作项目，形成工程实用的先进RMS 平台和解决方案。

发展历程
五性工程软件CARMES自2001年推出以来，历经10多年的工程磨砺，持续创新，集科研成果和工程经验于一体，已成为集成化的五性工程领域专业软件平台。

CARMES 6是在系统总结型号五性
工程发展需求和吸取广大用户多年应用
经验及反馈意见基础上的一次重大升级，
是CARMES发展历程的一个重要里程
碑。

CARMES 6充分体现了装备RMS
全寿命周期、全系统、全过程、全特性
管理的需求，在寿命周期RMS任务、过
程和状态集成管理，五性协同设计，功
能与数据的一体化集成共享等方面取得
突破，在五性系统性、集成化、规范化、
自动化和易用性方面取得重要进展。

工程应用
CARMES全面融合我国国防工程所需的五性技术和标准，立足国际前沿，密切结合型号工程实际，以贴身服务五性工程为出发点，在RMS工程领域得到广泛应用并取得显著实效，已成功应用于神舟飞船总体及分系统，以及卫星、导弹、核装备、飞机、电子对抗、雷达、C4I、舰船、兵器等系统的500多家用户。

CARMES项目获国防科学技术进步奖，并因成功应用于我国载人航天工程而荣获中国载人航天办公室嘉奖。

CARMES 6新特性
1.五性综合管理协同设计平台
CARMES 6强化了型号五性综合管理和监控功能，从五性系统工程角度对装备全寿命、全过程的RMS工作实施有效的监管。

通过增加五性管理层，实现型号寿命周期五性工作项目、任务、过程和数据的集成管理。

型号总师、项目负责人、设计师和任务委托方等不同类型用户通过这一管理层次，借助相应的五性工具，实现全局掌控、任务分配与监管、设计分析和监督考核等功能，形成高度一致的五性协同工作环境和集成平台。

2.丰富实用的五性基础数据库
CARMES 6从工程应用实际出发，从多年的型号五性工作和实践中积累了大量的五性基础数据，建立起丰富实用的五性基础库。

CARMES 6的五性基础数据库覆盖了航天、航空、电子、船舶、兵器、工程物理等领域主要型号用国产和进口元器件可靠性预计参数库、模块失效率数据，以及机械、机电产品可靠性数据。

依托这些丰富的可靠性预计参数库，可快速便捷的实现可靠性预计的自动化。

CARMES 6包含大量的传感器和敏感元件的性能和可靠性参数，为测试系统的设计提供重要技术支持。

此外，还积累了大量的产品故障模式库、型号元器件适用信息库、保障资源库、危险源信息库等。

CARMES 6提供按用户型号需求定制五性参数库服务，满足用户个性需求。

3.有机融合型号元器件优选和进口元器件风险管理功能
型号元器件优选、国产化和进口电子元器件风险管理是当前型号管理的重要工作，与型号五性工作存在紧密联系。

CARMES 6通过下列手段将型号元器件优选管理与可靠性工作有机融合在一起：
✧针对型号元器件优选目录中的元器件清单建立通用产品库、可靠性预计参数库和故障模式库等。

✧结合元器件国产化工作，建立进口电子元器件风险信息库，实施进口元器件风险控制，依据国产化前后电
子元器件的可靠性水平差异对设备或模块的可靠性进行对比分析，从使用风险、可靠性和费用等方面权衡各种国产替代方案，辅助国产化决策。

4.一体化建模
CARMES 6从五性系统工程角度设计出一体化可靠性综合建模方法，一次建模即可完成系统基本可靠性、任务可靠性和可靠性评估等多个五性工作项目的模型构建、数据录入和分析评估工作。

系统树模块增加了节点逻辑关系定义功能，建立系统树时可直接定义节点间的可靠性逻辑关系（如串联、并联、表决、储备等），据此自动生成可靠性框图（RBD）和可靠性评估需要的可靠性树。

建立系统树时可录入节点的逻辑结构、分布类型、失效率、试验数据等信息，选定相应的节点后，即可生成RBD图和可靠性评估逻辑树，点击RBD计算或可靠性评估计算按钮，就可计算生成RBD的任务可靠度和可靠性评估的可靠度置信下限等计算结果报表。

同理，依据FMECA结果可自动生成相应的故障树。

CARMES 6充分利用五性工程的内在联系，高度融合集成各工作项目所需的功能和数据，形成高效的五性设计分析和评估集成环境。

✧工作状态可靠性预计/非工作状态可靠性预计/降额设计集成在一个页面表格中进行，元器件类型、结构参
数、复杂度、应力等参数集中录入，一次完成，避免重复录入和不一致问题。

✧可靠性预计得到的失效率数据，在RBD、可靠性评估、FMECA、故障树分析（FTA）、以可靠性为中心的
维修分析（RCMA）等模块中可直接自动引用，不需要用户额外操作按钮再获取。

✧可靠性预计模块中用户设定了预计依据、环境、温度和降额准则等应用模版的缺省值后，按[保存]按钮，
依托CARMES 6强大的预计参数库，系统即可自动完成可靠性参数查找和失效率计算功能，极大提高可靠性预计效率。

✧可靠性预计模块得到的失效率数据、FMECA模块的故障模式及其频数比数据可直接用于测试性建模分析
和RCMA模块的逻辑决断分析。

5.高效的五性工作导航
CARMES 6用工作导航图的方式，依据顶层国军标要求给出了产品寿命周期各阶段的五性工作流程和主要项目，为用户在产品寿命周期的不同阶段开展五性相应工作项目提供导航式的指引，用户双击相关工作项目框即可进入相应的工作项目。

CARMES 6中各模块都有清晰的帮助向导，用户双击相应的流程框即可激活所需的工作窗口，快速地协助用户完成工作。

6.符合RMS标准，满足工程要求
CARMES 6支持国内外RMS标准规范，符合国内工程标准和管理要求，其算法与报表完全满足国家军用标准要求。

☆GJB 450A《装备可靠性工作通用要求》
☆GJB 368B《装备维修性通用大纲》
☆GJB 2547 《装备测试性大纲》
☆GJB 1371《装备保障性分析》
☆GJB 900《系统安全性分析大纲》
☆GJB/Z 299C《电子设备可靠性预计手册》
☆GJB/Z 108A《电子设备非工作期可靠性预计手册》
☆MIL-HDBK-217F《电子设备可靠性预计》
☆MIL-HDBK-217F NOTICEⅡ
☆电信、电力等行业预计方法
☆GJB 1378 《装备预防性维修大纲的制订要求与方法》
☆GJB/Z 57《维修性分配与预计手册》
☆GJB 2961 《修理级别分析》
☆GJB 4355 《备件供应规划要求》
☆GJB/Z 35《元器件降额准则》
☆GJB/Z 841《故障报告、分析和纠正措施系统》
☆GJB/Z 1391《故障模式、影响及危害性分析指南》
☆GJB/Z 768A 《故障树分析指南》
☆GJB 899A 《可靠性鉴定和验收试验》
☆GJB 1407 《可靠性增长试验》
☆GJB/Z 20517 《武器装备寿命周期费用分析估算》
☆……
7.一流的技术支持服务
工业和信息化部电子第五研究所作为国内唯一的可靠性专业研究机构，是国军标GJB/Z 299C《电子设备可靠性预计手册》、GJB/Z 108A《电子设备非工作状态可靠性预计手册》的编制单位，是国产军用电子元器件产品手册编制单位和信息中心，具有雄厚的技术实力，能够提供及时、到位的本地化技术和数据支持。

能够以工程和用户需求为牵引不断对软件创新和持续稳定升级。

CARMES拥有强大的软件研发和技术服务团队，提供源代码级技术支持，可及时增加新型元器件的预计模型和参数，动态跟踪国内外元器件最新产品，定期更新扩充元器件库。

CARMES可开发用户EDA电路设计软件接口，可按工程及用户要求编制报表。

惟有CARMES能够郑重承诺：根据用户提供的元器件清单完成可靠性预计参数等数据的收集、分析与整理，建立用户自己的、针对用户型号工程常用元器件的预计参数库、优选信息库和故障模式库等基础数据库。

可以根据用户的不同需要，协助用户做好可靠性预计、分析和设计，生成用户需要的可靠性设计报告。

8.高度的数据安全性
CARMES 6可按系统树节点设定五性各工作项目的权限，实现任何级别产品的安全管理要求，可定义三员管理，完全符合国防军工保密要求。

并能根据系统日志实现关键数据的恢复，即使在突然宕机、退出CARMES的情况下，仍然可恢复系统树及相关五性分析的关键数据。

9.架构先进，支持跨平台，多样化呈现
CARMES 6充分利用程序设计技术发展的最新成果，采用先进的三层架构，支持跨平台、跨数据库应用和分布式部署，具有良好的可扩展性和按模块独立升级能力。

CARMES 6采用WPF（Windows Presentation Foundation）用户界面框架，支持多窗口、多线程、多属性并行操作，功能和界面设计更加合理易用，呈现方式更加丰富多彩、规范明晰。

例如，系统树用树形表格呈现，用户可在系统树中获取更多的信息，诸如节点名称、型号规格、产品层次、功能等，输出形式更加多样化。

CARMES 6功能模块
RMS任务及信息综合管理RMSMIS
通过实施RMS工作项目管理、任务分配、流程指引、参数管理、状态监控及报表归档等综合管理手段，构造企业级五性协同工作环境，实现RMS一体化管理。

主要功能包括：
✧依据GJB 450A《装备可靠性工作通用要求》、GJB 3872《装备综合保障通用要求》等五性顶层标准和五性
大纲要求，结合本单位型号特点，柔性设定五性工作项目、规划和分配五性工作任务，检查五性任务和报告提交状况，监控任务进度和五性状态。

✧检查五性任务和报告提交状况，监控任务进度和五性状态。

✧依据研制合同要求，确定和集中管理工程项目各层次产品的五性参数（目标值/规定值、门限值/最低可接
受值、预计值、评估值、验证值等），能直接从提交的五性报告摘要中提取五性参数值。

✧根据产品层次（系统树）对生成的各种五性设计分析报告进行集中管理，并具备报告提交、审核和归档功
能。

✧具有根据五性工作流程导航功能，能够根据导航引导开展相应的五性工作。

可靠性建模RBD
可靠性建模RBD能完成系统任务可靠性建模及可靠度计算功能。

具有可靠性一体化建模功能，能够在一个统一的程序界面中实现可靠性一体化建模，包括其结构和逻辑关系、分布参数、试验数据等方面的定义和数据录入，实现系统树、可靠性预计、可靠性框图和可靠性评估等工作项目一体化建模和综合分析计算。

该模块的主要功能和技术指标包括：
✧支持串联、并联、n中取k、储备系统、和权联等模型。

✧支持指数分布、威布尔分布、正态分布、对数正态分布和均匀分布等可靠性统计分布函数。

✧用户可选取框图任意部分计算其可靠度、可用度，可通过仿真确定冗余系统的设计方案。

✧支持超大型复杂系统任务可靠性计算与仿真。

✧支持定期检修系统、多功能设备系统等任务可靠性计算，支持共因故障模型。

✧计算模型支持子图结构和系统树结构。

✧可按用户要求添加特定系统的可靠性模型。

✧支持时间变化仿真曲线。

✧支持温度变化仿真曲线。

✧自动转故障树。

可靠性预计可在设计阶段对产品作初步寿命预测，检查产品研制方案和电路设计的合理性，比较不同设计方案（不同环境、温度、电应力、元器件质量等级）的可靠指标，选择最优的方案。

主要功能包括：
✧支持GJB/Z 299C《电子设备可靠性预计手册》、MIL-HDBK-217F Notice2、GJB/Z 108A《电子设备非工作
状态可靠性预计手册》等预计标准，能够对产品进行工作状态和非工作状态可靠性预计。

✧根据环境、温度和质量等级变化进行仿真计算，实现不同可靠性设计方案比较。

✧高效的可靠性预计参数自动批量设定和自动可靠性预计功能。

能够通过设定产品的使用应力（环境类别、
电应力等），自动调用预计参数库实现产品失效率的自动计算。

✧支持温度变化仿真曲线。

✧支持应力变化仿真曲线。

✧支持工作状态、非工作状态和降额设计一体化建模。

将可靠性要求逐层分配到系统/产品的较低层次，主要功能包括：
✧含等分配法、ARINC分配法、AGREE分配法、最少工作量法、目标可行性法、动态规划法和直接寻查法
等多种可靠性分配和优化方法。

✧可指定某些单元的分配值后在余下单元中进行分配。

✧分配结果按工程需要调整、验证功能。

✧支持自定义分配因子功能。

✧支持根据产品的组成结构分配任务可靠性。

✧支持分配余度模型。

✧支持多分配方案比较。

降额设计DRT
元器件使用的电、热、机械应力的降额设计是保证系统或设备可靠性的重要技术途径。

模块实现的降额准则参考GJB/Z 35，支持自制定型号降额准则，含丰富的元器件降额参数库，具有降额参数录入、符合性检查和统计输出功能。

维修性预计MPRED
该模块根据GJB/Z 57进行维修性预计，包含丰富的维修任务和维修作业库，可按不同维修级别预计MTTR和Mct。

维修性分配MALOC
支持GJB/Z 57提供的维修性分配方法，可按型号要求逐级分配维修性指标(包括MTTR和MPMT)。

分配方法包括：
✧等分法
✧按故障率分配法
✧相似产品分配法
✧按故障率和设计特性的综合加权分配法
✧按可用度和单元复杂度的加权分配法
故障模式、影响及危害性分析FMECA
FMECA模块全面覆盖GJB/Z 1391-2006中硬件、功能、软件、过程（工艺）FMEA、损坏模式与影响分析（DMEA）的内容，支持自选FMEA标准（如汽车行业的SAE J-1739等）。

用户通过简单易用的FMEA标准和表格设定，即可按自选的标准开展FMEA分析，得到符合自选标准的FMEA 结果图表。

具有丰富的产品故障模式库，根据故障模式影响树形图，可自动将其转为故障树，实现了FMEA和FTA的一体化建模。

主要功能包括：
用户可选定任一约定层次产品的一个故障模式，列出与该故障模式相关的各层次产品的影响及其概率、严
酷度，并列出可能引致该故障模式的原因，从而清晰、最大限度的了解该故障模式相关的信息，从而有针对性的采取有效补偿措施，改进设计和预防、控制系统风险。

✧先进的FMECA分析方法，由最低约定层次(产品树叶节点)的故障率、故障模式、故障模式频数比及高一
层次影响概率，可以分析产品树各层次节点的危害度及最终影响概率。

✧预定义的产品故障模式、故障模式频数比、故障原因数据库，可以在产品树建立时自动形成产品的故障模
式等参数。

✧故障模式、影响及危害性分析报表及危害性矩阵的自动生成。

可以根据工程实际需要输出最为重要的前n
个故障模式的危害性矩阵。

✧智能化故障模式自动添加功能和故障模式代码及名称合并功能。

✧支持多任务阶段的FMECA 综合分析功能。

故障报告、分析和纠正措施系统FRACAS
建立故障报告、分析和纠正措施系统（FRACAS）的目的，是为了及时报告产品的故障，分析故障原因，制定和实施有效的纠正措施，以防止故障再现，从而改善其可靠性。

FRACAS不但适用于产品的研制阶段，而且适合于产品的生产和使用阶段。

FRACAS模块的主要功能有：
✧故障报告管理。

✧故障分析报告管理。

✧纠正措施实施报告管理。

✧故障检索、故障归零管理。

✧故障件统计。

✧报表与图形输出。

故障树分析程序FTA
FTA模块的主要功能：
✧故障树编辑（标准化的故障树图形、快速建立故障树功能、事件自动编码、故障树图形字体和对齐方式设
置）。

✧动态故障树建模与分析。

✧最小割集求解（可按工程需要求n阶以下割集）。

✧顶事件发生概率求解（精确解、近似解）。

✧概率重要度、结构重要度、关键重要度求解（可根据工程需要按重要度排序输出前n个重要度较大事件
的重要度）。

✧子树转移、故障树分页输出功能。

可靠性评估工具RAT
可靠性评估是根据产品的可靠性结构、分布类型及试验信息，利用统计学数值估计理论和方法，获得产品可靠性特征量的点估计和区间估计值。

RA T的主要功能包括：
✧经典法和贝叶斯（Bayes）法。

✧系统可靠性逻辑树的建立及可靠性结构框图的生成与输出。

✧设备数据管理和试验数据表管理。

✧环境因子折合。

✧多结构、多分布下的系统可靠性综合。

✧单个设备、串联、并联、表决、储备系统的可靠性评估。

✧含二项分布、指数分布、威布尔分布和正态分布等分布类型。

✧支持由验前信息和试验信息产生验后特征量，并能进行相容性检验。

✧正态分布下的性能可靠性评估。

✧可靠性评估仿真分析，辅助确定试验方案。

✧评估结果(MTBF、可靠度置信下限)输出。

可靠性试验设计与数据分析RTDAPro
可靠性试验是GJB 450A规定的可靠性工作项目，其中的可靠性鉴定和验收试验（GJB 899A）与可靠性增长试验（GJB 1407）被普遍采用。

确定试验方案是正确进行可靠性试验的关键，对试验数据进行分析可判定试验产品是否达到要求。

RTDAPro的主要功能包括：
(1) 可靠性鉴定和验收试验设计分析
✧指数寿命型定时截尾鉴定试验
✧指数寿命型定数截尾鉴定试验
✧指数寿命型定时试验标准方案
✧指数寿命型定时试验的LQ方案
✧指数寿命型序贯试验方案(PRST方案)
✧成败型可靠性一次抽样检验方案(定时试验方案)
✧成败型可靠性一次抽样检验方案(定数试验方案)
✧拟合优度检验
(2) 元器件可靠性试验设计与数据分析
✧元器件失效率（定级、维持、升级）试验
✧元器件抽样检验（LTPD抽样检验、AQL抽样检验、逐批抽样检验和周期抽样检验）
✧元器件寿命试验
✧元器件加速寿命试验
(3) 可靠性增长试验设计分析
✧图分析法（Duane模型）
✧统计分析法（AMSAA模型）
马尔可夫过程分析MarkovPro
MarkovPro模块主要功能如下：
✧可修系统稳态特性和瞬态特性分析。

✧状态转换图建模。

✧瞬态/稳态可用度、故障频率、MTTF、MTTR计算。

✧瞬态/稳态可用度、故障频率、MTBF/MTTF、MTTR计算。

✧每一状态的概率、转移频率计算等。

电路故障仿真和最坏情况分析CFSWCA
CFSWCA以仿真模型库为基础，用故障注入的方法，实现电路故障状态下性能仿真，通过与正常状态下的仿真结果的比较，分析潜在故障模式对产品功能的影响，采取有效的补偿措施改进设计；通过元器件容差注入和电路最坏情况分析，改善电路容差设计，实现产品设计与可靠性设计一体化。

CFSWCA的主要功能包括：
✧电路图导入。

✧电路正常状态仿真。

✧元器件仿真模型参数库。

✧电路故障注入与故障仿真。

✧正常与故障状态仿真对比分析。

✧元器件容差注入。

✧最坏情况分析。

软件可靠性估计SRE
软件故障数据管理、7种软件可靠性评估模型计算与结果输出等。

软件可靠性评估模型包括：
✧Schneidewind模型
✧Jelinski-Moranda模型
✧Goel-Okumoto(NHPP)模型
✧Goel-Okumoto改错不彻底模型
✧Schick-Wolverton模型
✧Moranda模型
✧Yamada-Ohba-Osaki模型
保障方案权衡分析及备件优化SCTSPO
支持保障方案管理，权衡分析和综合评价。

具备件量计算、分析和优化功能。

修理级别分析LORA
使用与维修工作分析O&MTA
使用与维修工作分析（O&MTA ）是保障性分析的重要组成部分。

O&MTA 实现在装备的设计与研制过程中，将保障装备的使用与维修工作区分为工作类型并分解为作业步骤进行详细分析，以确定工作频度、工作间隔、工作时间，需要的备件、保障设备、保障设施、技术手册，各维修级别所需的人员数量、维修工时及技能等要求。

主要功能包括：
LORA 决策树、非经济性分析、经济性分析、修理与报废对比模型、LORA 汇总等。

✧使用工作分析（使用操作步骤、保障设计要求、操作人员和作业时间要求）。

✧使用保障资源分析（备件及消耗品、工具和设备、技术文档、设施等资源要求分析）。

✧
维修工作分析（工作类别、作业步骤、工作频度、维修级别、维修工时）。

✧维修保障资源分析（更换件、测试/保障/运输设备、保障设施、技术文档等资源要求分析）。

以可靠性为中心的维修分析RCMA
RCMA模块符合GJB 1378《装备预防性维修大纲的制订要求与方法》的要求，主要功能包括：
✧逻辑决断分析。

✧预防性维修间隔期计算。

✧RCMA分析记录表生成。

✧预防性维修要求汇总。

✧预防性维修计划管理。

寿命周期费用分析工具LCC
包括费用分解结构
（CBS）树分析、费用要素
分析、敏感度分析、费效
比分析等功能。

测试性建模、分析与设计TestMADS
实现系统测试性建模、预计、分配、分析和辅助设计等。

主要功能包括：
✧具有测试传感器管理和选型功能，辅助测试系统设计。

包含丰富的传感器数据库，覆盖主要的传感器
类别，提供其性能、使用环境条件、可靠性等参数，为系统测试性设计提供充足的数据支持。

✧可对大型装备及存在多种操作模式的复杂系统进行测试性建模、分析和设计，支持多层次图形化的建
模，支持在模块属性中添加与测试相关的信息，能对多配置系统进行测试性指标的评估。

可针对装备的某一层、某一具体组件、某一类测试、某一维修级别，进行测试性分析和评估。

✧能产生一系列测试性分析报告，可给出测试性量化参数，如检测率、隔离率、重测合格率、模糊组等，
并可以直方图的形式给出模糊组的比例，以及故障相关性报告，指出存在的冗余测试和故障隐藏，并能推荐测试点设置位置。

✧具有测试性部分电路模块仿真功能，基于测试性多信号模型和PSpice等软件电路仿真功能，对模型中
的模块进行部分模拟仿真，为半实物仿真提供前期准备。

✧能给出隔离故障源的测试步骤，输出诊断树、诊断策略，辅助测试性设计优化。

✧具有BIT预计和系统测试性预计功能，预计故障隔离率、检测率等参数并输出测试性预计工作单。

✧测试性分配方法包括下列3种：加权分配法、按故障率分配法和系统中有部分老产品时的分配法。