使用FMEA软件的可靠性分析

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1、第3期常州轻工职业技术学院学报2009年9月ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnoloy使用FMEA的软件可靠性分析章琦章磊（中山大学软件学院广东广州510080；江苏常州轻工职业技术学院江苏常州213164）〔摘要〕为了提高软件产品的可靠性，采用FMEA(故障影响模式分析)的方法，探索一套行之有效的，可实际应用的软件可靠性分析方法。应用结果表明，使用SFMEA分析方法的软件产品，在运行故障率,故障损失，故障修复率等方面都要优于以往软件产品,因此，SFMEA在提高软件项目可靠性,进而减少软件

2、产品应用中的失效性方面,具有显著效果。〔关键词〕可靠性故障影响模式故障修复率0引言分别去考虑故障模式，故障影响，检测补偿措施。设备的可靠性包括硬件可靠性和软件可靠功能法是指每个产品可以完成若干个功能，而功性。随着可靠性设计活动在产品中的深入开展，能可以按输出分类，这种方法将输出一一列出并系统级FMEA分析，板间信号级FMEA分析，对它们的故障模式进行分析。器件级FMEA分析和RCA分析已经广泛应用于软件功能流FMEA分析是采用FMEA分析系统设计和单板硬件设计中，硬件可靠性分析设功能法的思想，以软件功能流作为分析的基础，计方法已经

3、非常成熟。而对于系统设计中的软件对功能执行过程中每个步骤的可能失效进行分设计则还没有提高可靠性的设计方法，因此，迫析。功能流是指系统某一具体功能的实现过程，切需要一套提高软件可靠性的分析和设计方法，可能只设计单个模块，也可能涉及到多个模块。从而保证系统可靠性。在分析中不仅考虑软件功能实现的问题导FMEA（FailureModeEffectAnalysis）故障致处理过程失效，还考虑其他环境因素导致的处模式影响分析是指在产品设计过程中，通过对产理过程及输出结果失效。比如数据或消息交互过品各组成单元潜在的故障模式及其对产品功能程中的通

4、信故障，软件处理过程中的异常掉包，的影响进行分析，并把每一个潜在的故障模式按数据存储过程中存储介质失效，Asic器件的软失其严重程度予以分类，提出可以采取的故障检效导致数据改写，人为误操作等等。测、补偿、预防、改进等措施，以提高产品可靠软件功能流FMEA分析方法跟其他FMEA[1][2]性的一种设计分析方法。一样，具有最基本的两个特性：便利性和系统FMEA分析方法包括硬件法和功能法两种。性。便利性就是保证软件处理过程中的各个步骤硬件法是指从硬件的角度，对每个器件管脚输出都经过统一考虑，通过分析每个处理步骤中的异章磊（1980—），

5、男，上海海事大学毕业，硕士，讲师。-17-使用FMEA的软件可靠性分析常和其对系统影响，找到处理流程设计中考虑不障模式进行补充，此方法可帮助分析人员开拓思够严密的设计问题；系统性是指FMEA分析方路，更全面细致的考虑某个功能故障模式。提高法是通过对系统组件的失效分析，确定其对系SFMEA分析的效率和效果，发现软件设计中潜统，网络和最终业务（最终用户）的影响。在的问题。1软件功能流FMEA的目的软件功能流FMEA分析的过程中，一个大软件功能流FMEA分析的最主要目的是发的功能流往往被分成若干个子功能流进行分析，现软件设计和实现中的薄

6、弱环节，针对性的进行针对软件功能流中的某一特定功能，需考虑以下改进，提升软件可靠性。几个方面的故障：软件功能流FMEA分析的目的包括：1)提前失效z帮助软件设计者对影响软件功能流的即输入条件的异常。输入异常如：输入参数各种故障都进行周密考虑。错误；传入的消息丢失；消息错误等。z有助于找出对系统有重大影响的故障2)结果失效模式并分析其影响程度采取改进措施。即输出结果的异常。输出异常如：无返回值；z有助于设计者全面系统的了解各个软返回值错误；传出消息丢失；处理动作不成功等。件模块之间的相互关联关系。3)环境失效软件功能流FMEA分析的

7、问题主要具有以即支撑这个功能的底层软硬件环境的实效。下特点：环境异常如：底层软件出错；硬件失效（存储器z发现潜在软件内部流程设计缺陷。故障,单板复位,供电异常,温度异常等）。z发现模块间配合和交互过程中的问题。4)异常操作z能够遍历各种缺陷对系统的所有影响。对来自用户的操作缺乏判断和规避可能导z发现一些需求规格没有明确，但又必须致出现严重后果。如用户发出删除数据库命令，的可靠性问题。而指定的数据库不存在，此类错误可看作输入失2软件故障模式效的一种。基于功能的软件故障模式库需要有非常丰富5)功能失效的积累，较短时期内很难完整的支撑软

8、件功能流即功能点的核心处理过程失效。这种失效可FMEA，因此，如果分析当中单纯从故障模式库能由于设计或实现上的错误产生，也可能由于其获取故障模式，无法保证FMEA分析的便利性，中更细节的字处理过程失效导致。很多潜在的问题就无法在FMEA中暴露出来。