WQS软件介绍 - 图文

产 品 说 明

北京兰德星宇科技有限公司

BEIJING RAND AERO SCI-TECH.CO.LTD.

产品说明

目 录

1. 2.

WQS软件概要 ................................................................................................................. 1 WQS 10.2 总体特性 ........................................................................................................ 2 2.1. 2.2. 2.3. 3.

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. 3.10. 3.11. 4.

网络架构 .............................................................................................................. 2 运行环境 .............................................................................................................. 3 管理特性 .............................................................................................................. 4 WQS Reliability Prediction 可靠性预计分析 .................................................... 5 WQS OpSIM/RBD 可靠性框图 ......................................................................... 7 WQS FMEA 故障模式影响分析 ....................................................................... 9 WQS FTA 故障树分析 ..................................................................................... 11 WQS Weibull 寿命失效数据评估 .................................................................... 12 WQS Maintainability Prediction 维修性分析 .................................................. 14 WQS LCC 寿命周期费用分析 ........................................................................ 15 WQS Markov 马尔可夫模型分析 ................................................................... 16 WQS FRACAS 故障信息闭环管理系统......................................................... 17 ALT 加速寿命试验数据分析 ........................................................................... 21 其他特性 ............................................................................................................ 21

WQS 10.2 功能说明 ........................................................................................................ 4

结束语 ............................................................................................................................. 22

10.2 兰德星宇科技有限公司 I

产品说明

1. WQS软件概要

WQS软件是兰德星宇科技有限公司提供的面向产品质量可靠性的平台产品，并是一种完全集成的软件套件，被视为业界功能最强的可靠性分析工具包。WQS软件解决方案适用于几乎所有行业中的大型和小型制造商，可帮助用户开发质量更高和更可靠的产品。

WQS软件成为领先的可靠性分析软件已将近25年，它提供优异的特性和功能包括： ? 业界最全面的分析方法套件，包含可靠性预测、系统建模、故障模式和影响分析、风险

分析和防范、生命周期成本分析和统计工具，可独立部署，也可作为集成的可靠性解决方案部署；

? 内置法规和行业标准，另外还支持美国和国际上所有公认的预计规范，可帮助确保各行

各业（从航空航天和国防、汽车、电子和高科技到工业设备和医疗设备）中的产品合规 ? 利用有效的嵌入式算法，能在几天而不是几周内完成复杂的可靠性分析，这与烦琐的定

制式电子表格形成鲜明对比

? 企业级部署可帮助在所有业务单位中标准化可靠性过程；像这样的过程统一性可让制造

商通过共享和重复使用分析结果来优化其可靠性资源

? 由于所有可靠性结果均存储在一个中央存储库中，因此，可以使用某种分析方法产生的

数据来执行其他后续的分析方法，从而有效利用数据的价值，同时保持数据的完整性 ? 从早期的预测和建模工具到后期的现场故障分析和纠正措施工具，WQS 软件解决方案支

持整个产品生命周期，从而确保不断改进产品

? 利用强大的制图和报告功能，可以快速输出清晰的数据结果，这对竭力满足严格的报告

要求和最后提交期限的守规制造商而言是一个优点

? 集成的WQS软件工具集可自动在多个模块之间共享可靠性数据，以便做到实时更新。此

工具集还能够通过简单的导入/ 导出实用程序或XML连接器轻松地与企业中的其他工程应用程序相集成

? 支持 Microsoft Windows? 和 Web浏览器界面，以及支持Microsoft SQL Express?、

Microsoft SQL Server?和Oracle?数据库环境，从而为小型组织提供一个高效的经济型解决方案，并为大型的企业基础结构提供一个高度可伸缩的可靠解决方案

2010年末，兰德星宇科技有限公司推出了WQS软件产品的最新版本，WQS 10.2，其功能组成如下。

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产品说明

图 1 WQS 10.2组成

2. WQS 10.2 总体特性

WQS 10.2提供Team版本和Enterprise版本，均可实现网络化应用。

2.1. 网络架构

在网络架构上，WQS 10.2支持分层体系结构，包括以下三层： ? 数据库层（Data）——用于数据存储与共享使用；

? 业务逻辑层（Business Logic）——用于数据加密/解密和功能调用； ? 功能展示层（Presentation）——用于客户端输入/输出以及其他功能。 软件的网络体系结构如图 2所示：

图 2 WQS 10.2的三层体系结构

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2.2. 运行环境

WQS 10.2 Enterprise版面向企业级应用，包括服务器和客户端两大部分，其服务器包括： ? 数据库服务器； ? 应用服务器； ? Web服务器。

软件的License管理和服务在应用服务器上，其中数据库服务器和应用服务器支持多台计算机的并行存储和计算。上述三个服务器可以分别安装在不同的计算机上，也可以合并安装在一台计算机上，需要根据用户数量配置网络方案。

以下分别对各服务器及客户端所需的硬件及软件环境进行描述。

数据库服务器

数据库服务器上必须已经安装好Microsoft SQL Server 2000/2005或Oracle 8i Server（及以上） 数据库管理系统，只要安装了Microsoft SQL Server或Oracle（及以上）的计算机均可担任WQS的数据库服务器。

应用服务器

最低硬件要求：

? Pentium Processor（1.8 GHz 或更高） ? 1G RAM（或更高） ? 2G hard disk space（或更大） 操作系统要求：

? Windows 2000 or Windows 2000 Server（SP4以上） ? Or Windows XP（SP2以上）

? Or Windows 2003 or Windows 2003 Server（SP1以上）

Web服务器

我们建议Web服务器与应用服务器合并安装。

Web 服务器需要Microsoft Internet Information Service 6.0或以上版本的服务管理工具支持，其它无特殊要求。

客户端

WQS 10.2（Enterprise版或Team版）的客户端的操作系统必须是Windows系统，支持以下操作系统：

? Windows 2000 or Windows 2000系列； ? Windows XP系列 ? Windows 98/Me 系列

? Windows 2003 or Windows 2003 系列

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WQS软件的客户端，对硬件需要1G以上的剩余硬盘空间，在运行速度上只要上述操作系统工作正常即可，其它无特殊要求。

2.3. 管理特性

WQS 10.2 Enterprise版针对企业的可靠性工作采用了自顶向下的解决方案，软件针对企业的网络架构、工作流程、工作标准以及企业化的工作特点都提供了全面的解决方案，此外，软件在数据安全、授权管理、适应信息化技术发展的Web技术应用与交互等方面都体现了非常卓越的特性。可以辅助企业自主的数字化可靠性工作体系的建立与运行，主要体现在以下几个方面。

? 在软件平台中灵活定制企业的部分可靠性工作流程和规范，包括：

? 工作流程的定制（数据提交及审核流程） ? 标准工作界面的定制

? 按照企业的职能分配进行WQS软件用户的人员权限管理，包括：

? 工作组的权限设定 ? 工作人员的权限设定 ? 针对数据库访问权限的设定 ? 针对不同项目的权限设定

? 针对数据的读、写、删改等更为详细的权限设定

3. WQS 10.2 功能说明

WQS 10.2平台用于产品的可靠性工作、信息管理，可靠性设计分析等。该软件集成了国内外现有的最新的可靠性设计分析技术，直接针对产品设计原理进行分析，通过分析结果及时的指导产品设计，从而在研制阶段提高产品的固有可靠性，以达到提高产品质量的目的。

WQS 10.2软件主要包括以下十一个产品： ? WQS Reliability Prediction－可靠性预计、分配 ? WQS OpSIM/RBD－可靠性框图 ? WQS FMEA－故障模式影响分析 ? WQS FTA－故障树分析 ? WQS ETA－事件树分析

? WQS Weibull－寿命失效数据分析

? WQS FRACAS－故障信息闭环管理系统系统 ? WQS Markov－系统马尔可夫模型分析 ? WQS Maintainability Prediction－维修性分析 ? WQS LCC－寿命周期费用分析

? WQS ALT－加速寿命试验数据分析（新）

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3.1. WQS Reliability Prediction 可靠性预计分析

WQS 10.2的可靠性预计分析模块可用来预计产品及其组成单元的故障率和MTBF等可靠性参数，支持Mil-HDBK-217、FIDES Guide 2004、Telcordia、217 Plus 、IEC TR 62380、HRD5、Chinese GJB/z 299C、Siemens SN29500、PRISM等共十种可靠性预计模型，可按应力分析法和元件计数法进行可靠性预计，支持复杂的任务剖面设计，同时具有降额设计分析功能。在WQS 10.2可靠性预计中，同时集成了8种可靠性分配功能。丰富的敏感性分析功能帮助您洞察产品可靠性的薄弱环节和直观地显示设计改进的效果，强大的报告设计器可以帮助您输出个性化的报告。

图 3 WQS软件可靠性预计分析的工作界面

? 支持国内外通用的可靠性预计标准，包括Mil-HDBK-217、FIDES Guide 2004、Telcordia、

217 Plus 、IEC TR 62380、HRD5、Chinese GJB/z 299C、Siemens SN29500、PRISM，支持机械产品可靠性预计（NSWC-98/LE1）、非电产品可靠性预计（NPRD95）等。同时支持用户自定义的专用模型；

? 能够以树形结构准确反映分析对象结构和组成关系，清晰无歧义的建立产品组成模型，

反映系统层次结构，层次不限；

? 建立产品特定的任务剖面，并结合任务剖面进行可靠性预计； ? 下级部件能够继承上级组件的环境条件以简化输入；

? 能够建立自定义的元器件数据库，支持元器件数据信息的实时存储及自动调用； ? 能够设置系统的工作占空比，能够进行工作状态和非工作状态下的可靠性预计； ? 支持数据导入/导出，能够与其它软件中的数据进行有效交互； ? 支持多种故障分布如指数分布、威布尔分布等类型的数据分析；

? 对于机械产品的可靠性预计，支持NPRD/EPRD、NSWC-98/LE标准和相关数据库以用于

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参考使用；

? 支持针对产品寿命周期内不同研制阶段或不同部署场所定义产品结构信息，评估产品在

不同阶段或不同场所条件下的产品可靠性水平；

? 可靠性预计的结果可包括每个元器件的失效率和各种Pi因子，以及产品及其组成单元的

故障率、MTBF、可靠度、可用度、及与任务剖面结合的相关参数等；

? 提供八种可靠性分配方法（正规加权分配法、非正规分配法、部件等分配法、分系统等

分配法、ARINC分配法、AGREE分配法、专家分配法、可修系统分配法），适用于可修系统和不可修系统的指标分配，并适用于新研产品和改型产品的分配； ? 支持MTTR计算从单元到组件的向上滚动功能；

? 支持的产品结构的层次数不限，能自动计算出各个元件、组件、子系统以及系统的故障

率预计值；

? 丰富的敏感性分析功能，能够对温度、环境、应力进行敏感性分析，并以图形的方式直

观形象的反映出来；

图 4 WQS敏感性分析图形

? 可以针对系统的计算结果（可靠度、MTBF、故障率等）或系统单元的某项具体数值生成

随时间变化的图形，并允许添加相应过滤条件；

? 提供航天优选器件数据库，在进行可靠性预计时能够自动填入属于该元件的相关数据； ? 支持降额设计（MIL-HDBK-338-2，GJB/Z 35-93，用户自定义等）及降额文件的报告生

成，并在进行可靠性预计计算时能够自动完成降额分析任务；

? 支持结合单元或元器件的老化数据、试验数据和现场数据来对可靠性预计结果进行修正。 ? 具有全局变换功能，可以对产品任意约定层次的所有单元的温度、质量等级、应力等因

素进行更改，以判断某一因素的改变对系统可靠性的定量影响程度，并由此确定影响系统可靠性的关键因素；

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? 可扩展并可以智能化搜索、过滤、浏览的元器件数据库（40万以上的电子元器件，18000

余条非电器件，器件种类和数量定期更新）。

? 强大的过滤查找功能，可根据元器件分类、元器件名、任意参数信息等对元件进行查找； ? 软件具有灵活的报告设计器，允许用户自定义报告，并自带丰富的报告输出模板，生成

的报告能够直接输出到其它文档中（如Word、pdf等）；同时在报告设计器中还可自定义计算公式，生成符合用户特殊需求的统计分析报告；

? 软件具体灵活的图形设计器，允许用户自定义图形，并自带丰富的图形输出模板，生成

的图形能够直接输出为其它图片格式（如bmp、jpg等），同时生成的图形也可直接转换为报告形式，作为其它报告的子报告；

3.2. WQS OpSIM/RBD 可靠性框图

WQS 10.2 OpSIM/RBD是一个功能完善的可靠性建模工具，它提供了高度图视化界面，通过图形快速建立复杂系统的任务可靠性模型，支持串联、并联、表决、旁联等可靠性逻辑关系，支持指数、正态、对数正态、威布尔、二项等分布形式，能够针对可修系统进行任务可靠性和可用性分析。嵌套功能可使复杂系统的可靠性模型简单明了，内嵌的解析算法和蒙特卡罗仿真器可对复杂模型进行快速和准确的可靠性计算。

图 5 WQS软件OpSIM工作界面

? 图形化的可靠性建模工具（即图形化的绘制可靠性框图并且设置相关数据）；建模对象既

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可以针对整个系统，还可以是单个部件或设备； ? 对于大型可靠性模型，支持框图的分解和合并；

? 支持建立串联、并联、表决、贮备、混联、限制维修、复杂网络等各种可靠性模型； ? 能够结合可靠性、维修性和其它特性综合建模；

? 能够计算并显示系统在某一个时间范围内的可靠度函数R（t）的变化趋势，能够显示任

意一个指定时刻的可靠性参数，并且计算精度可自行设置；

? 内嵌的解析算法和功能强大、智能化的蒙特卡洛仿真算法，支持对于包含不同故障分布类

型的复杂可靠性模型，进行快速和准确的可靠性计算，并可智能选择计算方法； ? 支持部件具有不同检测周期的OpSIM计算；

? 能够处理多种失效率分布及维修分布的数据，如指数分布、正态分布、对数正态分布、威

布尔分布、瑞利分布、均态分布、二项分布等；

? 能够调用可靠性预计、FMEA、Weibull中的数据，并支持从产品树中直接将相关部件的

数据拖放至OpSIM框图中；

? 能够进行任务可靠性的计算，能够针对任务剖面所包括的各个任务阶段进行计算； ? 能够实现多种参数的计算，包括可用度、故障率、预期故障次数、可靠度、总停工时间、

MTTF、MTBF、首次故障时间、维修可靠度、平均可用度、稳态可用度、能力指数、费用等；

? 能够及时输出可靠性框图，实现所见即所得的效果，图形模块外观能够进行定制；能够以

图形和报告的方式输出计算结果；

? 可对不同寿命分布、不同冗余类型及维修方式进行功能可靠性及可用性分析，可对可修复、

不修复或有限度的修复的系统进行可靠度及MTBCF的计算，对于一些解析法无法求解的系统结构，还可以使用蒙特卡罗方法进行可靠度、可用度的区间估计，蒙特卡罗计算时可自行设置计算精度；

? 支持可修系统的任务可靠性分析，能够进行路集计算，能够进行多任务阶段的可靠性计算； ? 计算可靠度的时候考虑到维修因素，对几个重要参数可进行置信度计算；

? 能够通过模拟系统的运行、检测、维护、维修、报废等过程，按指定的优化目标通过仿真

运行得到系统资源的最优配置；

? 能够提供符合实际需要的以下优化目标：总费用最低、可靠性最高、可用性最高、停工期

最短等；

? 能够模拟以下特征量：故障分布及参数、单元储备方式、维修时间分布、维修方式（修复

性、预防性或定期检修）、维修费用、备件特征量（备件数量、补充策略、存放位置、运输时间和费用、贮存故障率等）；

? 能够支持如下优化配置项：各备件存放点的备件数量、检测周期、维护周期； ? 支持对于可靠性框图中的可视化单元及风格进行完全控制；

? 支持以表格的形式直接修改各单元的通用属性，如组件名称、元器件型号、参考标识等；

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产品说明

? 针对同一单元应用于不同框图中的特性，支持框图单元共享数据，修改其一则整体修改，

确保数据实时统一；

? 支持以图形和报告的方式输出计算结果，具有灵活的报告设计器，生成的图形和报告能够

直接输出到其它文档中（如Word、Pdf等）。

3.3. WQS FMEA 故障模式影响分析

使用WQS 10.2 FMEA 模块可以对系统及各组成单元进行故障模式及影响分析，支持各种FMEA、CA标准和用户自定义标准，包括了庞大的电子和机械元件故障模式数据库，提供FMEA 创建向导来帮助您形成FMEA分析的项目文件，支持功能法和硬件法，WQS 10.2提供了丰富的分析模板，可针对设计、工艺和测试进行FMEA工作。

图 6 WQS软件FMEA工作界面

? 支持国内国际通用的FMEA分析标准，如GJB 1391-92、 MIL-STD-1629A和QS-9000等；

能够在软件中自行定义FMEA标准；

? 支持故障模式库功能，具有庞大的通用电子、机械和机电产品故障模式数据库，故障模式

数据库可独立以文件方式保存；体系构架的三层体系结构为数据库的扩展提供了极好的扩展性；可以根据需要建立适合自己使用的故障模式数据库，也可以对已有故障模式库进行添加、修改、删除和合并等；

? 支持硬件分析法和功能分析法，支持多种FMEA、CA分析功能，包括：

? 故障模式、影响分析（FMEA） ? 设计FMEA（Design FMEA） ? 过程FMEA (Process FMEA) ? 功能FMEA (Functional FMEA)

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产品说明

? 产品树及产品树中相应部件的“故障模式→对上一级的影响→最终影响”链可显示在同一

个界面中，可扩展的FMEA库使分析的过程更加简单，并且使分析和报告更加精确； ? 风险分析至少包括危害度分析（CA）和风险顺序数分析（RPN）两种风险分析方法； ? 能够自定义危害度矩阵和风险矩阵的参数和度量方法； ? 支持结合任务剖面进行FMEA分析；

? 支持采用单元、故障模式、故障原因、故障影响四层结构的FMEA分析，用户可以自定

义分析级别；

图 7 WQS FMEA自定义分析级别

? 支持由FMEA自动生成原始故障树；

? 支持自定义严酷度、安全性严酷度、危害度级别；

? 支持破坏模式和影响分析（DMEA）、危害性分析（Critically Analysis）、安全性分析(Hazop)、

测试性分析(Testability Analysis)等方法，可为每个部件采用不同的测试方法；

? 具有HAZOP (Hazard and Operability)分析模板，可识别偏离设计要求的潜在故障和运行问

题；

? 能够提供多种标准的FMEA报告和图形模板，并且用户可以自定义报告和图形输出模板，

如FMEA表、CA表、关键件和重要件列表、危害度矩阵图和风险矩阵图等。

? 内嵌式FMEA自动推理构造系统，能够按照分析对象的结构层次自动推理上下级的故障

模式和故障影响等信息，并且可以自动计算上级单元的模式故障率及模式百分比，同时可显示关联的模式代码；

? 提高FMEA分析工作效率，提供列表选项功能；并且支持对列表选项读/写权限的设定，确

保输入信息的规范、统一；

? Enterprise版支持基于Web方式的FMEA；

? 与其它模块集成，实现数据共享，对FMEA进行定量计算；

? 支持故障信息匹配功能，可将满足给定条件的结果信息直接输出，大大提高FMEA工作

效率。

? 支持电子和机械元件的故障模式数据库，数据库具有扩展性；

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产品说明

? 能够针对单元以上级别（如组件、部件等）建立其故障模式；

? 在同一个工程项目中可以同时执行设计、工程和过程FMEA，CA分析，可以针对不同的

产品结构进行配置。

3.4. WQS FTA 故障树分析

WQS 10.2 FTA是一个强大的故障树综合分析工具，可用来发现影响系统安全性的潜在问题。FTA友好的图形界面帮助您快速建立复杂的故障树，包含了进行FTA所需的全部的门和事件类型，支持共因故障分析，能够将大规模的故障树进行拆分和集成，提供多种算法进行割集、重要度和事件发生概率计算；此外，还可以从现有的FMEA文件中自动生成完整的故障树。

图 8 WQS软件FTA工作界面

? 支持国内国际通用的故障树分析标准，如GJB 768-89；

? 具有友好的图形操作界面，能用规范的符号方便地建造故障树，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，能手动调节故障树布局，能方便地对故障树进行修改；

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产品说明

? 故障树绘制及模拟，强大的编辑功能，可建立及分析大型复杂系统的故障树，包括各种逻

辑门和事件，其中有转移门，具有大量的逻辑门和事件的建模能力，门最大数为64000个，是目前能够处理的门数最多的软件； ? 支持静态故障树分析和动态故障树分析；

? 支持FTA技术包含的各种常用逻辑门（15种逻辑门，包括与门、或门、非门、与非门、

或非门、异或门、表决门、功能独立门、禁门、穿越门、优先与门、注解门、强制序列门、备件门和转移门）和各类事件（5种事件，基本事件、房事件、备件事件、重复事件和省略事件）；

? 可以切换逻辑门与事件的类别，并进行逻辑门转移；能够按照系统功能故障的先后关系，

严格按照事件发生次序计算顶事件的可用度； ? 支持故障树的拆分和集成；

? 能根据底事件的发生概率计算顶事件和各个中间事件的发生概率；能计算故障树各个底事

件的概率重要度、关键重要度等；

? 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、平均不可用度等；能对最

小割集以及平均不可用度排序显示，并支持最小割集在故障树中的加亮显示； ? 支持局部树计算功能；

? 支持对故障树的精确计算和简单计算；

? 能够按照一定的规则对故障树计算进行自动简化； ? 支持重复故障事件，支持共因故障分析； ? 支持仿真算法和置信分析；

? 可进行事故后果定制，可计算事故发生概率等；

? 可直接从产品树及FMEA对故障树中事件的参数进行更新；

? 故障树的树形结构、计算结果、组成清单都能够及时输出，实现所见即所得的效果，树形

结构的外观和报告输出的内容能够按照要求进行定制；

? 能够连续的显示故障树系统在某一个时间范围内的计算结果的变化趋势，能够显示任意一

个指定时刻的概率参数；

? 能够与FMEA分析、可靠性预计、RBD等模块结合起来，共同完成可靠性工作项目； ? 支持对故障树中的可视化单元及风格进行完全控制；

? 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。

3.5. WQS Weibull 寿命失效数据评估

WQS 10.2 Weibull是权威的寿命失效数据分析工具，它利用已有的产品数据对其可靠性和寿命进行分析，尤其适用于针对小子样和不规则数据进行可靠性分析。具有全面的威布尔分布分析功能，同时支持指数、正态、对数正态、瑞利、坎布尔、贝叶斯等分布形式，利用贝

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产品说明

叶斯可以对少量的故障数据进行精度更高的可靠性评估；具有自动寻找最优分布的功能，提供了在一张图上展示多维数据集的视觉效果。

图 9 WQS软件Weibull工作界面

? 能对指数、正态、对数正态、威布尔、坎贝尔、瑞利、威贝叶斯分布数据进行数据评估，

给出点估计和区间估计结果；

? 能对由成败型、指数型、正态型单元组的复杂系统进行系统可靠性综合评估； ? 能够指定包括极大似然法在内的多种评估方法；

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