1.技術(shù)性能

空中客車APSYS的SIMFIA基于模型的動(dòng)態(tài)安全建模分析軟件能夠提供的適航安全及RAMS研究的方，不但能滿足傳統(tǒng)的適航安全的研究和分析， 還能一步深入研究飛機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全特性， 滿足將來適航安全的新要求。SIMFIA簡潔的建模方式和高效快捷的自動(dòng)分析能力給型號(hào)任務(wù)的安全分析帶來巨大的工程和研究能力的收益。

SIMFIA軟件平臺(tái)能夠通過的模型演化就可以自動(dòng)分析生成FHA、PSSA、SSA、CCA、FTA、FMEA等飛行器系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)需要的結(jié)果， 滿足ARP4754和ARP4761關(guān)于飛機(jī)適航安全的全流程的分析要求； 同時(shí)也能夠自動(dòng)生成最小割集、動(dòng)態(tài)序列，并能自動(dòng)計(jì)算出各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)的定量的RAMS指標(biāo)。

使用該軟件平臺(tái)，用戶能夠?qū)崟r(shí)選擇模型中的任意輸出端點(diǎn)，生成該節(jié)點(diǎn)各種故障狀態(tài)為頂事件的故障樹， 同時(shí)能夠自動(dòng)生成該頂事件的任意階次的最小割集、多達(dá)11種的重要度因子、系統(tǒng)總體可用性指標(biāo)的分配及權(quán)重調(diào)整。

SIMFIA軟件平臺(tái)能夠自動(dòng)生成任意時(shí)間切面、任意時(shí)間區(qū)間、任意時(shí)間步長的RAMS指標(biāo)的定性計(jì)算及時(shí)間曲線的繪制。

同時(shí)SIMFIA軟件能夠基于模型自動(dòng)計(jì)算可靠性、可用性、可維護(hù)性、安全性等多種指標(biāo)。能夠自動(dòng)生成可靠性框圖，其中包含帶表決器的設(shè)計(jì)模式。

1.1 技術(shù)規(guī)格

SIMFIA軟件是一款由內(nèi)核SOFIA和一組功能模塊構(gòu)成的軟件，所有的功能都是圍繞內(nèi)核SOFIA構(gòu)成，軟件的內(nèi)核存儲(chǔ)并管理用戶輸入的數(shù)據(jù)（或知識(shí)）。

SIMFIA各個(gè)功能模塊的簡介如下：

SIMFIA內(nèi)核

● 正常與故障分析：功能模塊、功能、模塊狀態(tài)、功能狀態(tài)、邏輯交互、定量數(shù)據(jù)

● 系統(tǒng)實(shí)體的離散狀態(tài)自動(dòng)化、轉(zhuǎn)換與同步規(guī)則描述

● 定義任務(wù)與階段

● 事件的自下而上傳播：搜索事件的原因

● 失效的自上而下傳播：搜索失效的影響

● 顯示與編輯工具

● 模型驗(yàn)證工具：功能分析數(shù)據(jù)表格、界面系統(tǒng)數(shù)據(jù)表格、等等……

FMECA模塊

● FMECA表格的參數(shù)定制：AFNOR NFX 60-510、 MIL-STD 1629、內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)

● 任務(wù)的選擇

● FMECA的自動(dòng)生成

● 其他表格：定量分析、可維護(hù)性表格

SAFETY模塊

● 不期望發(fā)生事件的選擇

● 任務(wù)階段的選擇

● 故障樹的自動(dòng)生成：完整的故障樹、分解的故障樹、故障樹的操作

● 最小割集的確定

● 發(fā)生概率的計(jì)算

● 敏感度因子的計(jì)算

RELDIAG模塊

● 任務(wù)的選擇

● 可靠性框圖的自動(dòng)化生成

● 可靠性、可維護(hù)性、有效性的計(jì)算

● 時(shí)間曲線的繪制

● 敏感性因子的計(jì)算

SIMUL模塊

● AltaRica語言的使用

● 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為

● 序列生成

● 蒙特卡羅仿真

● 滿足ARP4754/ARP4761特定要求的定量計(jì)算

1.2 *性和特色

基于模型的動(dòng)態(tài)安全分析方法使得SIMFIA通過統(tǒng)一的模型描述復(fù)雜系統(tǒng)的行為模式和行為屬性，用戶能夠通過同一模型來描述研究對(duì)象的行為屬性和行為模式， 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的展開而逐步細(xì)化模型，在不同的設(shè)計(jì)階段，SIMFIA根據(jù)對(duì)應(yīng)的模型信息，根據(jù)系統(tǒng)安全分析的流程， 自動(dòng)生成安全性、可靠性、可用性及可維護(hù)性的分析的結(jié)果。SIMFIA是市場上能夠覆蓋四性分析的基于模型的動(dòng)態(tài)安全分析工作平臺(tái)。

其*性主要表現(xiàn)在以下方面：

● RAMS分析、建模及仿真

行為模型的建立：模擬系統(tǒng)運(yùn)行模式及功能失效

● RAMS分析的自動(dòng)生成

● 故障樹及割集的自動(dòng)生成

● 動(dòng)態(tài)安全序列的自動(dòng)生成

● 靜態(tài)FMECA及動(dòng)態(tài)FMECA的自動(dòng)生成

● 可靠性框圖的自動(dòng)生成

● 故障注入及動(dòng)態(tài)推演

● 安全指標(biāo)的自動(dòng)分解

● 多種重要度因子的自動(dòng)計(jì)算

● 定量的RAMS指標(biāo)計(jì)算

● 能夠覆蓋RAMS的自動(dòng)化分析的集成工作臺(tái)

● 假設(shè)系統(tǒng)發(fā)生更改

● 所有輸出自動(dòng)更新

● 迅速的配置管理

● 敏捷的迭代分析

其他同行軟件并不是“基于模型”的

可靠性、維修性、可用性及安全性制定模型必須依次建立并且必須由人為更新。例如：每個(gè)故障樹被依次建立，并且如果系統(tǒng)發(fā)生改變，并沒有自動(dòng)更新的功能

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和可靠性、維修性、可用性及安全性模型間沒有一致性和相關(guān)性的保障。

其他同行軟件不能完成“*的安全性研究”，它們只能建立故障樹，然而SIMFIA能夠處理和加工：

● 安全序列生成，將事故和危害分類

● 隨機(jī)計(jì)算，關(guān)注非標(biāo)準(zhǔn)安全指標(biāo)

● 標(biāo)準(zhǔn)的故障樹，不僅僅是簡單的概率性評(píng)價(jià)（同時(shí)還包括頻率，出現(xiàn)率及靈敏度因素）

以下表格比較了空中客車 APSYS公司的SIMFIA軟件與其他軟件的功能差異，該表格信息源自國外互聯(lián)網(wǎng)第三方信息。鑒于其他軟件公司也在不斷更新其軟件功能， 故不保證其他軟件功能的描述的準(zhǔn)確性和完備性，該表格僅供參考。

SIMFIA軟件的基于模型安全分析的解決方案是市場上現(xiàn)有的軟件比如Relax、ISOGRAPH、ReliaSoft所不具備的， 該軟件是一款集成RAMS研究于一體的四性一體化綜合軟件平臺(tái)。該軟件平臺(tái)能夠自動(dòng)推演FMECA的傳播、 可靠性框圖的自動(dòng)生成、故障樹的自動(dòng)生成等。能夠極大地縮小四性分析滯后時(shí)間、保證項(xiàng)目進(jìn)度、解決四性研究兩張皮的現(xiàn)象， 真正實(shí)現(xiàn)安全性可靠性分析的目標(biāo)，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品滿足安全性、可靠性、可用性、可維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性的需求充分實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。

基于SIMFIA的*的工作模式，用戶的工作是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立SIMFIA模型，輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)和故障傳播模式、狀態(tài)轉(zhuǎn)移模式等。 在此基礎(chǔ)上，所有的RAMS結(jié)果都可以根據(jù)該模型自動(dòng)生成，不需要再進(jìn)行手動(dòng)的故障樹繪制和可靠性框圖等的繪制。

SIMFIA軟件平臺(tái)是市場上現(xiàn)有的軟件中能夠提供動(dòng)態(tài)模型仿真分析的軟件，能夠使用戶一步滿足新的適航認(rèn)證的要求。 空中客車 APSYS公司不僅是RAMS軟件的開發(fā)商、同時(shí)也是適航和風(fēng)險(xiǎn)工程的技術(shù)培訓(xùn)、咨詢及解決方案的提供商。 公司提供的不僅是RAMS的技術(shù)工具，同時(shí)也是用戶工程技術(shù)難題及適航認(rèn)證的堅(jiān)強(qiáng)后盾。 而其他RAMS軟件供應(yīng)商則不具備強(qiáng)大的工程經(jīng)驗(yàn)和豐富的飛機(jī)型號(hào)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

SIMFIA軟件平臺(tái)能夠通過的模型就可以自動(dòng)分析生成故障樹、可靠性框圖、FHA、PASA、CCA、FMEA等飛行器系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)需要的結(jié)果， 同時(shí)也能夠自動(dòng)生成最小割集、動(dòng)態(tài)序列，自動(dòng)計(jì)算出各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)的定量的四性指標(biāo)。根據(jù)狀態(tài)圖理論自動(dòng)分析出11 種類型的模型單元的重要度因子。 亦即，將四性分析過程中所需要的所有工具都有機(jī)地整合成為了一個(gè)整體，而不是像其它軟件一樣大量的進(jìn)行模塊堆積。

從經(jīng)濟(jì)性方面分析，購買一套SIMFIA軟件，就可以解決所有四性分析中的問題。相比購買其它幾套軟件才能夠解決四性分析問題的方案來說， 購買SIMFIA所花費(fèi)的總代價(jià)并不高。而且，SIMFIA軟件本身從功能上就遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它靠模塊堆積的軟件， 因而，SIMFIA可謂是質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新一代RAMS智能基于模型的安全分析軟件工具。

SIMFIA軟件是根據(jù)模型自動(dòng)求解飛機(jī)系統(tǒng)安全的問題，跟傳統(tǒng)工具和工作方法相比， 準(zhǔn)確、完整、快速、敏捷的特性可以提高工作效率、降低工作強(qiáng)度、提高安全分析的交付質(zhì)量。

另外，空中客車 APSYS公司經(jīng)過三十多年的工程積累及型號(hào)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，可以通過采購SIMFIA軟件獲得APSYS公司專家的專業(yè)培訓(xùn)和指導(dǎo)， 對(duì)我單位飛機(jī)安全分析和評(píng)估的技術(shù)和管理能力有很大的提升。

2.試驗(yàn)對(duì)象

2.1 試驗(yàn)的主要項(xiàng)目和要求

SIMFIA軟件主要用于解決復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護(hù)性及安全性（RAMS）的綜合建模與仿真分析。

傳統(tǒng)的RAMS分析涉及故障樹、可靠性框圖、FHA、PASA、CCA、FMEA等飛機(jī)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)需要的結(jié)果， 成最小割集、動(dòng)態(tài)序列及各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)的定量的四性指標(biāo)等。

當(dāng)前的飛機(jī)安全性研究輔助工具主要是一些非基于模型的編輯器類型的離散工具包，雖然涵蓋了大部分的傳統(tǒng)安全性研究內(nèi)容， 但是對(duì)于日益復(fù)雜的飛機(jī)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、設(shè)備級(jí)的安全分析項(xiàng)目，存在著管理分散、知識(shí)傳遞不暢通、項(xiàng)目迭代效率比較低下、 重復(fù)性勞動(dòng)強(qiáng)度大和重復(fù)性建設(shè)卻沒有得到整合解決方案的問題。

基于模型的系統(tǒng)工程MBSE和基于模型的安全分析MBSA方法真正解決了上述的問題。通過建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型和安全分析模型， 能夠很高效地管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全分析的信息，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的建模語言保證了模型能準(zhǔn)確完整地描述設(shè)計(jì)對(duì)象的屬性和行為模式。 其內(nèi)嵌的*智能算法能夠快速求解問題，得到系統(tǒng)的安全分析和評(píng)估的支撐結(jié)果。

SIMFIA軟件能夠通過簡潔強(qiáng)大的可視化建模界面建立層次清晰、覆蓋整個(gè)設(shè)計(jì)周期的飛機(jī)、系統(tǒng)、設(shè)備、元器件層級(jí)的統(tǒng)一模型。 SIMFIA可以根據(jù)模型的信息，通過內(nèi)核的智能算法，自動(dòng)求解問題，自動(dòng)輸出安全性、可靠性、可維護(hù)性和可用性的定量和定性的分析結(jié)果。

這一工具無論從技術(shù)的角度還是從管理的角度，都很好地解決了現(xiàn)有的飛機(jī)安全分析不夠高效、完整、準(zhǔn)確、一致的問題。

基于模型的安全分析評(píng)估方法，能夠引導(dǎo)飛機(jī)設(shè)計(jì)沿著正向“Ｖ”字模型的系統(tǒng)工程方向靠攏，結(jié)合基于模型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法， 能夠讓我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全分析*和國際的飛機(jī)設(shè)計(jì)公司接軌。

同時(shí)空中客車APSYS公司的SIMFIA軟件還有高級(jí)的動(dòng)態(tài)安全分析功能，可以考慮系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移和系統(tǒng)重構(gòu)的情況下， 系統(tǒng)安全屬性的分析和評(píng)估。這可以一步滿足將來適航安全標(biāo)準(zhǔn)的新要求。

2.2 產(chǎn)品試驗(yàn)需要該設(shè)備的主要原因

IMFIA軟件是基于模型的安全分析方法（MBSA，Model Based Safety Analysis）開發(fā)出來的一款專門針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性、可用性、 可維護(hù)性及安全性（RAMS）的綜合建模仿真分析軟件。

該軟件是市場上現(xiàn)有的一款能夠基于同一模型自動(dòng)化完成可靠性、可用性、可維護(hù)性及安全性的分析的軟件平臺(tái)。

基于該平臺(tái)，用戶能夠*同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)程，實(shí)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的RAMS設(shè)計(jì)驗(yàn)證，*解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)與RAMS分析的兩張皮現(xiàn)象， 可以真正地促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的RAMS質(zhì)量，達(dá)到水平的適航認(rèn)證水平、實(shí)現(xiàn)RAMS設(shè)計(jì)的任務(wù)要求和項(xiàng)目目標(biāo)。

SIMFIA軟件能夠在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)和模型下，管理系統(tǒng)的各個(gè)基本單元的RAMS參數(shù)、故障傳遞關(guān)系、故障失效模式及其屬性、 狀態(tài)空間的轉(zhuǎn)移、壽命屬性?；谕荒Ｐ瓦M(jìn)行不同狀態(tài)的配置，從而實(shí)現(xiàn)同一模型分析飛機(jī)在不同飛行階段的仿真分析。

借助于SIMFIA軟件平臺(tái)可以建立系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)部門與適航安全及四性研究部門的系統(tǒng)工作環(huán)境，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)地滿足適航安全審查的要求，建立友好快捷的工作模式。

用戶只需要建立并維護(hù)一個(gè)統(tǒng)一的、的模型，就可以在此基礎(chǔ)上利用軟件進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)行分析，即時(shí)生成飛機(jī)設(shè)計(jì)各個(gè)階段的分析結(jié)果， 使得四性部門與系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門保持及時(shí)的溝通，進(jìn)行快捷的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的迭代， 同事可以避免不同設(shè)計(jì)人員由于對(duì)系統(tǒng)理解的偏差和專業(yè)知識(shí)的差異帶來的分析結(jié)果的不確定性和不一致性。

同時(shí)SIMFIA也可以很好地繼承系統(tǒng)及四性專家的專業(yè)知識(shí)，借助于一個(gè)共同的平臺(tái)，通過SIMFIA的模型這一載體， 使得適航安全及四性的專業(yè)設(shè)計(jì)能力不斷提升。對(duì)于不同的型號(hào)、項(xiàng)目都能很好地通過SIMFIA模型繼承與共享已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。

基于模型的安全分析是將來的技術(shù)發(fā)展趨勢，作為市場上現(xiàn)有的一款能夠基于同一模型自動(dòng)化完成可靠性、可用性、可維護(hù)性及安全性分析的軟件平臺(tái)， SIMFIA軟件的動(dòng)態(tài)安全分析功能于ARP4761的要求，該方法也被新的ARP4761標(biāo)準(zhǔn)所推薦，將會(huì)成為的適航安全分析評(píng)估工具， APSYS公司是空中客車旗下的專門風(fēng)險(xiǎn)工程咨詢公司，適航安全領(lǐng)域的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富、實(shí)力雄厚，有三十多年的工程經(jīng)驗(yàn)積累。 其技術(shù)團(tuán)隊(duì)一直在更新完善SIMFIA軟件，使其保持的地位。

從技術(shù)發(fā)展的角度來看，SIMFIA軟件的采購在飛機(jī)安全分析和評(píng)估能力建設(shè)、信息融合和項(xiàng)目實(shí)施方面會(huì)帶來顯著而豐厚的收益。 能夠在發(fā)揮長期的應(yīng)用價(jià)值，為后續(xù)飛機(jī)的運(yùn)營、維護(hù)、改型等活動(dòng)提供持續(xù)的支持和保障。

SIMFIA軟件符合技術(shù)發(fā)展的需要，而且也有軟件的前期使用檢驗(yàn)，軟件工程化程度很好，容易從傳統(tǒng)的方法轉(zhuǎn)移到SIMFIA平臺(tái)開展工作。

IMFIA軟件能滿足用戶的多種運(yùn)行和管理需求，能夠在單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，也能在通過服務(wù)器管理軟件許可證，不同的用戶分享浮動(dòng)的license。