关于可靠性工程软件调研报告
根据所质标处的统一部署安排，我室对CARMES、Relex、MTBFcal等软件进行了试用。现对上述软件综合评价如下：
（一）可靠性预计方面，电子五所是GJB/Z 299和GJB/Z 108的起草单位。 其CARMES软件的可靠性预计软件包含了GJB/Z 299B(C)、GJB /Z 10
8、MIL-HDBK-217F及其修改通告、机电产品预计模型及数据库（如 微波器件、延迟线等）、软件等类型的可靠性预计方法，从我们应用其对485D项目进行可靠性预计的情况来看，完全满足我室可靠性预计工作的需要。而国外软件，如Relex软件就没有GJB/Z299B的计数法，一些复杂模型的的应力分析法计算（如双晶体管的失效率计算）也无法实现。无法满足我室承担重点工程可靠性预计工作。另外，Relex也没有非工作状态可靠性预计的GJB/Z 108的详细预计法和计数法。
GJB/Z 299B将随着国产军用电子元器件的发展而修订，增加许多新型元器件的预计模型，全面修正预计参数。目前，五所已完成了299C的征求意见稿，可提供给用户使用。299C已列入国家标准更新计划，其发布实施后，国外软件是不可能与之相适应的。299C主要增加和调整了以下内容：
a.根据收集的现场失效数据和统计分析,全面调整了各类元器件的失效率模型参数值。比较起来，299C预计的失效率大部分比299B的要低，部分类别的元器件的失效率比299B的低30%到100%。
b.增加了微波集成电路（如GaAs MMIC，即砷化镓微波单片集成电路）、VDMOS场效应晶体管(垂直双扩散MOS场效应晶体管)、光纤连接器和光电耦合器等新型器件的可靠性预计模型。
c.大范围地扩充了299B手册预计参数的范围限制，如集成电路的复杂度和管腿数等。
由于我室承担的重点工程中微波器件等新型器件占有相当比重，299C实施后，若采用如relex等国外软件，将无法满足我室可靠性预计的需求。可能重新回到手工计算的境地。
5所CARMES软件的可靠性预计和预计结果随环境、温度、和质量等级变化仿真、重新计算功能使得相同或相似设备用于不同环境情况下可靠性预计工作变得快捷高效：只要计算了该设备在某一种环境下的失效率，就可以将该环境下该 1
设备的可靠性预计（或维修性预计分配）结果复制到另一阶段，改变环境、温度和质量等级后，即可得到另一环境下的失效率数据和报表。这一功能对我室设备的可靠性预计有重要的作用，因为我室承担多项型号工程及可靠性维修性预计工作，很多相同或相似的设备用于不同的型号工程，因此，这一功能可以成倍提高预计效率。Relex、ALD等软件没有这一功能。
MTBFcal只有217F Notice2和Bellcore(贝尔)两种手册预计方法，不能满足型号工程可靠性预计要求。另外，MTBFcal没有产品树，很难胜任复杂产品（如很多层次）的可靠性预计工作。界面为Windows 3.x的，技术较落后，不直观，操作不方便，与CARMES和国际上一流产品有很大差距。在国内重点工程中几乎没有得到应用。
（二）基础数据库方面，CARMES的鉴定结论认为：“CARMES拥有国产和进口元器件信息数据量超过15万条记录，包含丰富的可靠性预计参数和优选信息。另外，还有机电产品1.3万多条可靠性统计数据及预计模型算法，是目前国内第一个具备工程适用性的实用数据库。”
目前，CARMES已将998（有1812条记录）、直
十、海军等型号工程的元器件优选信息库全部收录其中。可以视用户参与型号工程的情况配给用户使用。CARMES元器件库密切结合国防重点工程的需求和军工电子产品的发展，是目前对国防工程针对性最强、实用性最强的元器件库。
五所作为元器件新品检测和可靠性数据收集、处理机构，有能力及时充实和更新元器件及预计参数库。可以根据用户提供的元器件清单，找出用户需要的可靠性预计参数（例如，电子36所提供了其常用的元器件近5000条记录，五所免费帮其查找预计参数，加上特殊标志供其使用。）。从2003年1月底起，CARMES将实现数据库的网上更新。
CARMES的故障模式库收录了299B所有类别元器件的故障模式及其频数比数据以及国外最新的故障模式及频数比数据库（200多种产品）。国外软件没有299B的故障模式库，对我室进行FMECA分析会有较大影响。
Relex等国外软件仅提供国外元器件库（没有国内元器件数据库），且大部
份不包含预计的基本参数，也不可能拥有国防重点工程元器件优选信息库。
（三）可靠性维修性分配方面，五所的CARMES软件包含综合因子法等7种可靠性分配和优化方法，可以根据工程实际需要调整某些分配结果和验证调整后的分配结果是否满足指标要求，可以设定某些单元的可靠性指标再在如下单元进行分配剩余指标。维修性分配完全按照GJB/Z 47-94提供的方法。可完全满足我室可靠性维修性分配工作的需要。Relex提供的可靠性分配方法太简单（只有一种方法），且其输出只有最后结果，没有分配参数和中间结果，无法满足我室可靠性维修性分配的工作需要。
（四）工程应用方面，据了解，五所的CARMES软件已有近三年的工程应用。经过航天五院、航天二院、航天一院、电子29所、石家庄军械工程学院等150多家使用单位在卫星、导弹、军用飞机、电子对抗、雷达、C4I、舰船、兵器等系统中的广泛应用，证明CARMES完全符合型号工程可靠性维修性设计的需要。从5所提供的用户报告和我们试用情况看，CARMES运行情况非常稳定，已实现工程实用化。
例如：航天五院神舟飞船总体设计部在2001年购买了Relex软件，在使用了一段时间后，觉得不能满足工程需求（如可靠性预计应用299B极不方便且无计数法、FMECA分析不符合国军标要求等），且relex无法根据其工程实际需要做调整和功能扩充。因此，在2002年10月，航天五院正式与五所签订合同，委托五所在CARMES的基础上完成“神舟飞船可靠性安全性数据采集、分析和评估系统”的研发。
中国电子科学研究院与五所签订合同，确定在998工程总体及各分系统中统一配置使用CARMES的C_FMECA和C_FRACAS两个模块。
航天二院组织有关专家对包括CARMES、relex、ALD在内的各种软件进行了综合分析、比较、论证，根据软件的功能、工程适应性、性能价格比等方面的综合考虑，最终确定CARMES。
（五）性能上， CARMES的鉴定结论认为：“该软件覆盖了可靠性、维修性、可用性和保障性工程应用领域内的主要技术，已达到工程实用化。”CARMES密切结合国内型号工程需求，以服务可靠性工程为出发点，吸收了国内电子、航
天、航空、兵器、船总等型号工程可靠性实际经验和数据，具备完备功能和性能。a.CARMES的“可靠性评估工具 C_RAT”已在神舟飞船总体及各分系统中得到充分应用。其简洁的图形界面、多种可靠性评估和综合方法得到用户的高度评价。是目前国内在工程上得到最好应用的可靠性评估工具，目前进入中国市场的国外可靠性工程软件都不具备此项功能。
b.CARMES采用的预计标准和方法是最适合国内型号工程实际的。包括了GJB/Z 299B(C)、GJB /Z 10
8、MIL-HDBK-217F及其修改通告、机电产品预计模型及数据库，其参数的批量预置功能、不同设计方案（环境、温度和质量等级不同）可靠性自动仿真功能、可靠性结构框图（RBD）的任务可靠度随任务时间变化曲线等功能，都是CARMES独有的。在总结GJB299B等可靠性手册编制经验和元器件现场失效数据基础上提供的可靠性预计缺省值属国内首创，有实用价值。其EDA接口可以直接读取我室Protel软件的元器件明细(.BOM文件)到产品树中（已用实例验证）。
c.CARMES凝聚了多个型号工程可靠性经验和方法。例如，CARMES的可靠性分配根据工程实际需要增加了可靠性分配结果调整和验证、已知某些设备的可靠性指标在余下设备中分配可靠性指标功能；故障树分析（FTA）中引入了最小割集的阶数和容斥定理近似算法等多种工程用计算方法；C_RAT中增加了可靠性树到RBD图的自动转化等。
d.CARMES的图表输出符合规范和工程实际要求。所有图表均可选择纸张尺寸、页边距、标题、页脚和页码样式。并可自动转存为Ms Excel格式的文件。报表样式和内容满足型号工程需求（如可靠性预计结果输出报表样式符合998工程）。
e.CARMES从界面到操作方式完全按中国人的工程应用习惯，用户可以应用自如。而relex等国外软件内核是英文的，虽然对部分界面作了汉化，但一些界面仍然存在中英文混用的情况，而且汉化部分一些词语不规范，与可靠性维修性通常叫法不一致。例如，relex 的GJB/Z299B预计方法中所有下拉列表还是英文（且翻译与原军标有不一致的地方）。
(六)技术支持与服务方面，五所作为国内首家可靠性专业研究机构，是国军标GJB/Z 299B《电子设备可靠性预计手册》、GJB/Z 108《电子设备非工作状态可靠性预计手册》的编制和组织实施单位，具有雄厚的技术实力，能够提供及时、到位的技术支持。
同时，CARMES拥有强大的软件研发和技术服务团队，可及时增加新型元器件的预计模型和参数，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，可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。
5所承诺：向用户提供与CARMES相关的可靠性技术原理、背景知识、软件操作等方面高效、实用和到位的培训和服务。对客户提出的问题，24小时作出响应。
根据五所介绍，应航天五院总体设计部的要求，5所在3个月时间内就完成了“可靠性评估工具 C_RAT”的研发和测试，并提供在神舟飞船工程中使用；应航天二院的要求，增加了可靠性分配结果调整和RBD图的任务可靠度随任务时间曲线生成功能；应电子36所要求，在RBD模型中增加了权联模型；应航天771所的要求增加了FTA的图形分页功能和图形拷贝到剪贴板功能及打印纸张自适应功能;等等。
国外软件不能及时提供国产新型元器件预计模型。
（七）数据安全性方面，五所的CARMES单机版和网络版都拥有自主知识产权（国家版权局软件著作权登记号为2000SR2042）。其研发单位五所数据中心，作为信息产业部军工电子装备可靠性工程技术中心，可满足军事装备信息安全、保密的要求。五所对CARMES软件源程序和数据的自主知识产权，使得CARMES能够根据可靠性工程的实际需要顺利扩充功能和升级，保证了其持续可用。国外软件在使用和维护时存在安全、保密隐患。
经过试用，我们认为，电子五所的可靠性维修性工程应用软件CARMES覆盖
了目前国防重点工程可靠性、维修性工作项目的要求，是融可靠性建模、预计、分配、评估、仿真分析；故障模式、影响及危害性分析；故障树分析；故障报告、分析和纠正措施系统于一体的集成化软件工具，可完全满足我室可靠性维修性工作的需要.。CARMES在工程适应性、标准更新、数据库支持和技术服务方面较其他同类软件有很强的优势。可以帮助我室完成型号工程的可靠性维修性设计任务并极大地提高效率。
而其他国外软件在可靠性预计、国内元器件库、重点工程优选库等方面均存在严重不足，无法满足我室开展系统可靠性维修性工作的基本需要，将严重影响我室对型号工程进行可靠性维修性设计的质量和进度。
因此，我室建议我所选购五所的可靠性维修性工程软件CARMES。
二室车永明
2003年1月16日
