产品的可靠性是设计出来的，是产品的一种固有属性。但是，我们在开展产品可靠性工作时，往往有这种感受，即现有的可靠性预计、可靠性框图、FMEA等可靠性工程技术，在实际实施过程中往往容易与设计脱节，实施后很难得到比较具体、有建设性的改进措施，主要结症在于：
现有的可靠性预计、可靠性框图、FMEA等可靠性设计与分析技术、软件工具，更多是从产品各组成单元之间的故障逻辑关系推断、分析产品发生故障的可能，而没有与产品的功能、性能设计工作相结合，缺乏精细化、精准化的分析能力，工程适用性不强，造成在产品研制过程中对设计方案潜在薄弱环节的定位不具体或不全面，很难表征产品使用微观环境变化、应用方式变化、性能参数变化等对产品的可靠性、安全性影响，很难形成有针对性、建设性的改进措施等问题。 例如，通过可靠性框图和故障模式影响及危害性分析，可以宏观地了解相控阵雷达天线的可靠性与其组件故障有关系。但是，雷达天线的可靠性与具体的故障位置参数、组件失效数量参数的关系如何，则无从了解，更谈不上如何去改进。
为改进上述问题，促使可靠性设计分析工作与产品设计工作更为紧密，国内外相关机构推出了模型驱动的可靠性设计技术方案。目前模型驱动的可靠性设计分析方案主要包括两大类，一类是功能模型驱动的可靠性设计与分析技术；一类是物理模型驱动的可靠性设计分析技术。
图1 模型驱动的可靠性设计分析技术
模型驱动的POSFIA方案：
广州宝顺现已推出了功能模型驱动的可靠性、安全性设计技术解决方案POSFIA。
POSFIA完全是基于模型驱动的可靠性与安全性设计分析平台。POSFIA适用于硬件、软件以及软硬件混合产品的可靠性、安全性设计分析，也适用于航空产品的适航性分析与验证.
POSFIA系统以产品的数字样机模型或设计方案为输入，构建产品的功能与结构混合模型。在此混合模型基础上，建立各个功能模块/设备之间的故障逻辑关系等，即可完成全部建模工作。后续的可靠性框图、FTA、FMEA、FHA、故障验证仿真等相关可靠性分析、安全性分析工作，由POSFIA自动生成，设计人员只需对分析结果进行相应的检查、分析即可。当产品功能、结构设计发生更改时，只需要修改相应的功能模型、接口或者状态配置即可，有效解决产品设计不同阶段或者发生设计更改时带来的重复设计分析工作问题，最大化解放设计人员的工作压力，有效提高产品研发效率、准确性。
依托POSFIA分析，可自动完成可靠性、安全性、测试性等特性的分析工作，可以得到产品的MTBF、可用度、不可用度、顶事件发生概率、最小割集、重要度、MTTR、MDT、可靠度、敏感度、风险等量化分析结果，也可以得到关键故障模式清单、关键产品清单、危险清单等定性分析结果。可输出RBD、FMEA、FTA、FHA、PHA等分析报告/报表。
图2 POSFIA解决方案示意图
POSFIA组成：
POSFIA的组成包含建模、分析、仿真、数据管理功能模块。
建模模块包括产品的层次化功能与结构建模、功能模块的配置、功能模块逻辑关系配置管理、输入输出接口建模、接口故障逻辑关系建模、故障测试关系建模、功能模块状态及状态转移建模等功能；分析模块包括RBD（可靠性框图/可靠性建模）、FMEA、FTA、FHA、PHA、设计准则检查等分析功能；仿真模块包含单一故障、组合故障的仿真与验证，各功能模块输出状态（危险项）的故障路径/逻辑验证仿真等功能；数据管理模块包括故障模式库管理、案例数据管理、分析数据管理等功能。
功能特点：
1、建模功能：
支持层次化、可视化建立产品的功能与结构混合模型，可设置各功能模块的配置信息，设置各功能模块的逻辑关系、关联关系。
可配置产品的外部输入、外部环境接口模型，满足不同产品研发部门的集成设计、分析工作需求，满足企业开展产品外部环境输入影响分析需求。
可配置功能模块的输入、输出接口，且支持输出接口的状态配置。
支持功能模块的状态设置，可设置正常、故障、退化/降级状态，且状态可自定义。
支持输入/输出接口状态、功能模块状态的发生概率定量计算功能，提供根据分布计算、根据测试、试验数据计算、直接输入等6种不同方式量化状态发生概率的模型。支持指数分布、威布尔分布等10多种分布类型的发生概率计算。
支持故障逻辑关系建模功能，可选择产品的任意功能模块的任一输出状态，建立该状态的关联输入与输出关系，以及建立功能模块的状态转移模型，支持与门、或门等常用逻辑关系建模。
2、分析功能：
根据产品的功能和结构混合模型，支持自动完成可靠性框图、FTA、FMEA、FHA、PHA分析，输出相应分析结果。
可选择功能模块或者整个系统的任一输出状态（或危险项）作为输出，生成其可靠性框图模型及分析结果。可输出可靠度、MTBF、MTBCF等分析结果。
可选择功能模块或者整个系统的任一输出状态（或危险项）作为顶事件，生成该顶事件的FTA树以及分析结果，可输出顶事件发生概率、最小割集、重要度等分析结果。
可选择产品的任一层次作为约定层次，分析不同层次的功能模块、组件、构件的独立失效导致的故障影响、最终影响以及影响概率。生成FMECA、FHA分析报告。
可选择产品的任一功能模块的独立失效作为输入，分析其故障影响以及影响概率。
可选择产品的任一功能模块的输出状态（危险项），输出导致该输出状态的关联功能、关联输入、关联状态，生成PHA分析报告。
可进行各功能模块的设计准则符合性检查，输出设计准则符合性分析结果。
支持分析结果的汇总、统计与输出。可输出相应的RBD、FMEA、FTA、FHA、PHA分析报告。
3、仿真功能：
可选择各功能模块的输出状态、危险项，仿真导致该输出状态、危险项的故障传播路径以及关联的输入及组合。
支持选择单一的功能模块输入或功能模块本身独立失效的故障仿真分析，可生成相应的故障传播路径以及影响的功能、导致的危险项清单，验证输入故障、功能模块故障的故障影响。
支持选择功能模块输入组合或功能模块组合失效的故障仿真分析，可生成相应的故障传播路径以及影响的功能、导致的危险项清单，验证输入故障、功能模块故障的故障影响。
4、数据管理功能：
支持项目案例数据管理，可将项目、功能模块的数据存为案例，支持案例的增加、删除、编辑管理。
支持失效模式库、设计准则库、设备/功能模块库等管理。
支持项目生成的建模、设计分析报告等数据管理。
示例（某飞机起落架可靠性、安全性分析）：
下面以某飞机的起落架系统为例，说明模型驱动的POSFIA实施可靠性、安全性分析的流程
步骤一：根据某飞机起落架系统的组成结构，以及功能设计要求，建立其功能、结构混合模型。左边结构树中蓝色标记
为功能模块，其他为硬件。
图3 某飞机功能、结构混合模型
步骤二：建立各个功能、硬件模块之间的功能逻辑关系、参数关系、状态关系以及故障逻辑关系、故障测试关系等。 例如，起落架的应急模式放下功能，主要由上位锁、下位锁作动筒、选择阀、液压系统、ERS、作动筒共同完成。其中，作动筒与其他设备之间的输入、输出端口关系建模如下图所示。
图4 作动筒与其他设备之间的输入输出端口关系
作动筒与其他设备之间故障逻辑关系（区分外部输入、内部输入以及本身的状态），即该模块的输出状态与内外部输入之间的关系，如下图所示。
图5 作动筒输出状态与其他设备之间的关系
步骤三：FTA、FMEA等分析
在上述建立的模型基础上，选择任意系统、子系统、模块的输出，查看该输出相关的FMEA分析结果、FTA分析结果。例如查看“起落架收放与锁定功能”的FMEA、FTA分析结果，如下。
图6 FMEA、FTA分析
图7 FTA分析结果
步骤四：故障仿真
为验证不同输入端的故障影响、状态影响及传播路径，可以使用故障仿真功能，进行仿真验证。如下图，是上位锁故障的故障、状态仿真结果。
图8 上位锁故障仿真
案例
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