关于 ReliToolbox

平台定位

ReliToolbox 为过程工业与制造业的可靠性工程师提供一套完整的、可在浏览器中独立运行的分析工具集。平台以工程实用性为首要目标，在核心算法、可视化深度与交互可审查性上对齐国际主流商业软件（ReliaSoft Weibull++/BlockSim、Meridium APM、Maros、AvSim+、Isograph）的常用工作流，覆盖寿命数据分析、可靠性框图、故障树、FMEA/RCM、RAM 仿真、SIL 验证、RBI、备件库存、可靠性增长、分配、生命周期成本等典型场景。

设计理念

① 算法透明 · 所有概率分布拟合、截尾似然、置信区间、容斥概率、蒙特卡洛事件处理均由 JavaScript 原生实现，可被工程师直接审查与复核，不存在闭源黑盒。

② 离线与隐私 · 全部计算在本地浏览器完成，数据不离开工程师的设备；不依赖账户体系，不进行使用追踪，满足企业内部敏感数据与断网环境的需求。

③ 工程实用优先 · 每一模块均围绕"一名工程师能独立完成一项实际可靠性任务"设计——例如从失效时间清单直接产出 Weibull 概率纸、B-Life、置信区间与维修策略建议。

④ 标准对标 · 方法学对标 IEC 61508/61511 (SIL)、API 580/581 (RBI)、MIL-HDBK-217 (可靠性预计)、MIL-HDBK-189 与 IEC 61164 (Crow-AMSAA 增长)、ISO 14224 (失效分类)。

功能模块

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寿命数据分析 / Weibull Analysis

寿命数据分析：Weibull / 指数 / 对数正态 / 正态四分布极大似然拟合，AIC/BIC 自动选优，B-Life 特征寿命 (B1/B5/B10/B50)，标准双对数概率纸含 Fisher 置信区间带，R(t)/h(t)/F(t) 任意时刻查询，维修策略诊断 (β<1 早期失效 / β≈1 随机 / β>1 磨损)。进阶模块支持区间截尾与 Fisher 信息矩阵置信区间。

MLE · AIC/BIC · Fisher Information · Nelder-Mead · Censored Data

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可靠性框图 (RBD)

通用拖拽式 RBD 构建器：任意节点、串并联混合、k/n 冗余；精确求解采用最小路集 + 容斥 (Sylvester-Poincaré)，大系统自动回退到 Esary–Proschan 上下界；提供系统级时域 R(t) 曲线与节点重要度排序 (Birnbaum)；模型以 JSON 形式持久化，可被 MCS 模块复用。

Minimal Path Sets · Inclusion–Exclusion · Esary–Proschan · Birnbaum Importance · R(t) Curve

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故障树分析 (FTA)

文本式 AND/OR 门定义，MOCUS 算法求最小割集，Birnbaum 重要度排序识别最脆弱基本事件；顶事件概率 ≤12 割集精确容斥，>12 割集稀有事件上界。

MOCUS · Minimal Cut Sets · Birnbaum · Inclusion–Exclusion

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FMEA / RCM 工作表

失效模式与影响分析：RPN = S × O × D 自动计算，实时颜色预警 (红≥200 / 橙≥100)，Pareto 图识别高风险失效模式；多工作集管理，CSV 双向导入/导出；IndexedDB 本地持久化，与设备台账联动。

RPN · Pareto · IndexedDB · CSV

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RAM 仿真分析

事件驱动蒙特卡洛仿真（最多 5000 次迭代），k-out-of-n 冗余结构，产能传递建模（串联系统容量 = 最小瓶颈），三级维修计划（设备级 / 装置级 / 全厂停车），指数 / Weibull TTF，截断正态 TTR；Web Worker 后台运行不阻塞界面；输出可用度、可用产量、关键路径与收敛曲线。

Event-driven MC · k-of-n · Capacity Propagation · Web Worker

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SIL 安全完整性等级验证

遵循 IEC 61508 / 61511，计算安全仪表功能 (SIF) 在低要求模式下的 PFD 与高要求/连续模式下的 PFH，支持 1oo1 / 1oo2 / 2oo2 / 2oo3 架构，考虑诊断覆盖率 (DC)、共因失效 (CCF β-factor)、安全失效比例 (SFF)；自动验证目标 SIL1–SIL4 等级。

IEC 61508 / 61511 · PFD · PFH · DC · CCF · SFF

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基于风险的检验 (RBI)

基于 API 580 / 581 简化方法，PoF 与 CoF 各 1–5 评分形成 5×5 风险矩阵；剩余寿命计算（壁厚裕量 / 腐蚀速率）；自动推荐检验间隔（1 / 3 / 5 / 10 年）；高风险设备优先排序。

API 580/581 · 5×5 Matrix · PoF / CoF · Remaining Life

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可靠性增长分析 (Crow-AMSAA)

NHPP 幂律过程模型，MLE 拟合形状参数 β 与尺度参数 λ，Duane 图，累计失效曲线，Fisher 置信区间，用户可设 MTBF 目标水平线；增长趋势判定（β<1 持续改善 / β=1 稳态 / β>1 退化）。

NHPP · MLE · Duane Plot · Fisher CI · Growth Target

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可靠性分配

三种方法：AGREE 法（考虑子系统复杂度、重要度、单元数）、等分配法、加权因子法（按失效率反比权重）；自动验证 ∏Rᵢ ≥ R_sys，输出每子系统的 Rᵢ / MTBFᵢ / λᵢ。

AGREE · Equal · Weighted · Reliability Apportionment

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备件库存优化

基于 Poisson 需求模型，对给定服务水平目标 (80 % – 99.9 %) 求解最优库存量；关键性系数 A / B / C；当前库存状态评估 (OK / 复核 / 短缺)；库存成本对比。

Poisson CDF · Service Level · Criticality Weight

🛠️

预防维修优化 (PM)

基于年龄更换模型，给定预防维修成本 Cp 与失效维修成本 Cf，求使单位时间期望成本最小的最优更换周期 T*；结合 Weibull 拟合参数直接输出工程可执行的维修周期建议。

Age Replacement · Cost Optimisation · T* Search

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可靠性预计 (MIL-HDBK-217)

遵循 MIL-HDBK-217F Notice 2 Parts Count 方法，按元器件类别、质量等级、环境因子 πE 估算系统失效率 λ_sys；适用于电子系统早期设计阶段的可靠性预计。

MIL-HDBK-217F N2 · Parts Count · πE / πQ

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生命周期成本 (LCC)

多方案 NPV 净现值与 EAC 等效年成本对比（最多 4 方案），折现率与分析期可调，累计成本曲线，自动识别最优方案。

NPV · EAC · Discounted Cash Flow

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设备台账中心

统一设备数据中台：CRUD 完整台账（涵盖基本信息、可靠性参数、工艺参数、检验计划、成本），KPI 仪表盘（总设备 / A 类关键 / 检验到期 / 高风险），CSV 双向导入导出；与 FMEA / RBI / Weibull 共享 IndexedDB 数据。

IndexedDB · CRUD · CSV · KPI Dashboard

技术架构

🏗 运行模型： 单文件 HTML 模块，无构建链，纯浏览器执行，可整站打包离线运行

💾 数据层： IndexedDB 本地持久化（共 8 张关系表），设备、FMEA、Weibull、RBD、RBI 等模块共享数据源

🔢 算法实现： MLE · Nelder-Mead · Fisher 信息矩阵 · 容斥原理 · MOCUS · 事件驱动蒙特卡洛 · Poisson CDF，全部原生 JS 实现，无 Python / WASM / 第三方统计库依赖

🔒 隐私： 无账户系统，无使用追踪，无任何数据外发；断网环境完全可用

法律声明

免责声明： 本平台仅供工程参考，不构成正式工程判断依据。作者不对因使用本平台计算结果而产生的任何直接或间接损失承担责任。关键工程决策必须结合专业工程师判断及现行标准进行独立复核。

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