隨著汽車新四化的發展，汽車產品的復雜性已經成為了工程師們需要面對的一個難題。而汽車產品越復雜，其安全性和可靠性就越難以得到保證。
目前汽車上電子電氣以及嵌入式系統的占比不斷增加，產品研發團隊以及制造工廠呈現跨國協作分布式模式，在產品開發周期更短，開發成本和生產成本更低的情況下，如何向客戶交付安全、可靠、可用性好且可維護性好的產品，就更加考驗了汽車OEM的創新能力。
同時，如何盡可能的降低產品的認證費用和所需資源，降低由于產品故障或者召回導致的成本和聲譽風險，也是汽車OEM重點關注的問題。而基于模型的RAMS分析，為汽車OEM解決這些問題開辟了新的思路。
RAMS分析，即在產品的開發前期，對產品的Reliability（可靠性），Availability（可用性），Maintainability（可維護性）和Safety（安全性）進行分析。
產品故障率的浴盆曲線表明，降低故障率的最優方法就是盡可能早的識別故障并將故障消除在萌芽狀態。也就是說，“最好不要讓一件壞事發生，而不要在壞事發生后再去補救。”
圖-1 故障率的浴盆曲線
通常來說，負責RAMS的工程師會關注汽車產品的故障現象，故障帶來的影響，故障的原因以及故障背后的機理等。
基于模型的RAMS解決方案MADe（Maintenance Aware Design environment），通過使用功能模擬并基于潛在技術、能力和經濟影響，來持續地識別和降低工程風險。MADe是一個基于模型的工程決策支持解決方案，具有與PLM的集成工具鏈，同時MADe也支持并行分析，以確保設計和維護決策在技術上是有效的，在經濟上是合理的。
MADe基于模型的RAMS分析主要分為三個階段：設計、發現和交付，并通過這三個階段完成產品的功能建模、安全性分析、可靠性分析、可維護性分析、產品認證以及基于CBM（Condition-Based Maintenance，狀態檢修）設計和診斷。
圖-2 基于模型的RAMS分析
任何設計過程的目標都是實現其所需功能的安全、可靠和成本有效的系統。當前情況下，任務和安全關鍵系統的復雜性迅速增加，分布式設計責任的“新規范”（地理上分散的辦公室，組織內的功能劃分，增加供應鏈中的設計責任），數字設計工具（CAD、PLM）和在Excel中采用傳統的手工（或類似的）分析工具及方法之間的嚴重脫節等問題是較為普遍的現象，而在這種環境下要實現產品的安全和可靠性目標已經變得不可能。
MADe采用了基于模型的技術來解決上述問題，其模型中的每個塊都與關鍵屬性或參數相關，包括功能描述、故障信息、每個塊的臨界狀態（原因、機制、故障、癥狀）等。
MADe可用于設計平臺（設計過程的所有階段）或現有設備的功能需求建模。隨著設計的成熟，確定了具體的設備，可以將約束層級添加到系統、子系統、組件、組件和部件的模型中(如果需要進行分析)。
MADe快速生成或更新系統模型的能力意味著有可能引入分析過程的配置管理，這在基于電子表格的工具中非常難以實現。
圖-3 基于系統模型的設計和故障分析
MADe基于工程的決策支持解決方案，實現建模，技術分析以及針對可選設計配置的安全性，可靠性和擁有成本的權衡分析。
決策支持解決方案是基于仿真并能夠與數字孿生或者數字線程集成，以確保在設計過程的每個階段實現并發、自動化和客觀的風險識別和緩解過程。生成的所有知識都必須是配置控制的、可擴展的和有效管理的，能夠在整個產品生命周期中傳遞給內部和外部干系人，以支持持續的持有成本優化。
為了確保決策過程和跨生命周期的知識轉移和管理能力的一致性，解決方案應該是基于模型的（數字化的），具有標準化的分析工作流和數據結構，高度自動化，以及與PLM系統集成的能力，而這些能力正是MADe所具備的。
圖-4 MADe與Teamcenter的集成流程
MADe通過與Teamcenter集成，使PLM的數據和信息可用于生成分析模型和填寫用于安全、可靠性和可支持性分析所需的相關參數。同時，集成也能夠在數據的導入和導出過程中，根據當前設計狀態自動標識和顯示匹配的條目和層次結構。在MADe系統中對系統模型的自動更新和更改使配置管理能夠在產品生命周期的每個階段優化安全、可靠性和可支持性所需的分析。
當涉及到維護和故障管理時，關鍵是要“在正確的時間掌握正確的信息并采取相應的行動”。最佳維護策略旨在將糾正和預防維護最小化，并且只進行那些確保資產可操作性所需的操作——從而降低維護成本。
一般來說，很難在復雜的設備中確定早期故障，特別是當維護方法主要是常規或基于時間的預防性維護時(這意味著出現不必要的維護和移除仍然處于健康狀態的設備)。因此，不必要的或不充分的維護對運營成本、資產可靠性和可用性的影響是顯著的。決定何時需要維護通常基于預期的固有可靠性，但理想情況下應該基于設備的健康狀態。技術上經過驗證的基于狀態的維護方法可以提供顯著的經濟效益，并基于早期故障的維護操作的調度獲得可證明的投資回報(ROI)。
MADe是一個基于模型的仿真工具，其技術特性包括依賴關系自動映射，功能和故障概念的標準化分類，以最大化CBM設計過程的一致性。通過設計和監測CBM能力，MADe可以生成關鍵故障識別報告和不同診斷方法的成本比較，進而實現在資產生命周期的每個階段進行分析，減輕重大和災難性故障的風險，通過迭代進行CBM能力設計，評估和驗證。
總之，在當前汽車產品的復雜性越來越高，消費者對產品安全性和可靠性的要求越來越高，而且汽車開發團隊在分布式設計模式中需要盡可能降低產品的認證成本的情況下，MADe通過與西門子的Teamcenter集成提供了一個優秀基于模型的RAMS分析方案。
通過此解決方案，汽車開發人員能夠高效地利用來自于Teamcenter的系統模型，利用基于模型的方法進行設計的同時，完成安全性和可靠性分析。利用基于模型的仿真對接口定義進行分類，實現了安全分析報告的自動化生成，同時還確保了產品安全分析的可追溯性。
圖-5 MADe與Teamcenter的集成RAMS方案優勢
