可靠性设计、分析、试验技术.ppt

6.2.软件可靠性工程是软件工程的特殊分支 若要使软件失效率低于每单位时 ，便需要在认真实施软件工程的基础上，再采取一些特殊措施。但是这些增加的可靠性特殊措施一般需要很高的代价，例如，美国航天飞机飞行软件的开发费用比市售软件的成本高出百倍！因此如果没有特殊的可靠性需求，谁也不愿付出这种代价，更不会为这种特殊措施的基础技术准备进行相应的投入。 7.开发可靠软件的途径 7.1.软件缺陷的形成 缺陷的形成与软件开发过程各阶段活动中的 许多因素相关，见表3。 7.2.软件可靠性工程的实施途径 (1) 认真实施软件工程 实践中需注重做好以下六个方面的工作： a) 系统地考虑软件生存周期全过程，决不能只重视编程工作。为此，首先需选择适当的软件开发方法学和相应的软件生存周期模型（或软件开发周期模型），作为软件开发和组织管理的共同的框架性依据，并进行全面策划； b) 根据选定的软件生存周期模型（或软件开发周期模型），妥善定义软件开发过程，制定综合的软件开发计划，并认真实施，不随意改变； c) 加强过程和产品控制，明确阶段转移准则，逐阶段验证，切实搞好配置管理； d) 非常重视人的作用，及时配备适当人员，明确责任，注重培训和激励； e) 重视软件过程规范化，切忌随意性，注意不断改进，提高软件过程能力； f) 尽力采用先进而又适用的方法、技术和工具。 (2) 增加可靠性专门措施 假设实施软件工程时按照GJB 2786-96《武器系统 软件开发》的规定，将软件生存周期划分为如图4上 部所示的若干阶段，那么该图的中部和下部就概括 地表示应在不同阶段增加的技术方面和管理方面的 可靠性专门措施。 (3)各阶段增加的可靠性措施概述 (A)系统需求分析与设计阶段 需求分析与设计阶段，软件可靠性工程的基本任 务是确定软件可靠性要求： (a)有时需在系统初步危险分析（PHA）的基础上确定软件安全关键等级； (b)根据系统可靠性指标分配，拟订系统对软件可靠性的要求，明确软件失效的定义； (c)对安全关键软件还应明确不期望的事件； (d)权衡开发周期、投资和技术基础，确定软件可靠性指标要求和验收方法； (e)在管理方面要保证软件具有必要的开发周期和投资，并提出软件可靠性工作项目要求； (f)对这些要求的合理性和可行性应组织进行专家评审。 (4)可靠寿命 可靠度为给定值R时的工作寿命。例如轴承常采用可靠度为0.9时的寿命作为可靠性度量参数(额定寿命)。 可靠寿命一般通过统计试验确定，其观测值是能完成规定功能的产品的比例恰好等于给定可靠度时所对应的时间。 例如，对100个产品进行寿命试验，指定可靠度R=0.9，若当第10个产品发生失效时的时间为250小时，则可靠度为0.9的可靠寿命约为250小时。 5、机械可靠性设计分析主要步骤主要分为九步 (1)明确可靠性要求 包括定性和定量的要求，如可靠度、寿命、平均故障间隔里程等。定性定量要求的提出必须根据机械产品的使用要求，包括寿命剖面、任务剖面、故障判别准则等。 (2)调查分析与所要设计的相似产品的使用情况 如常见故障模式、故障发生频率、故障发生的原因、成功的设计经验和失败的教训，制定可靠性设计准则。 (3)可靠性分配 产品的可靠性是依赖于产品的各组成单元，因此必须把产品整机的可靠性要求按一定的规则合理地依次分配到部件和零件。 (4) 进行FMEA和FTA分析 发现影响产品可靠性的薄弱环节，确定关键件、重要件。 (5) 一般零件的可靠性设计 可以借鉴以往的设计经验，用常规设计方法进行设计。 (6)关重件的可靠性设计 除借鉴经验进行定性设计之外，应开展可靠性定量设计。采用定量设计必须明确给定设计工况和可靠性要求，然后利用概率设计法进行可靠性定量设计分析。 (7)可靠性分析评价 通过分析与计算，估计所设计零部件的可靠性，并与分配的可靠性要求进行分析比较，如达到规定的要求，则设计结束，如未能达到规定的要求则须重新设计。 (8)设计评审 为了保证设计与分析结果的正确性，应组织同行专家进行认真的设计评审，对发现的设计缺陷进行改进设计。 (9)可靠性增长 设计完成的图纸，应严格按规定要求进行制造，制造出的产品必须进行充分的试验，以便进一步暴露设计缺陷，并采取措施加以改进。 十二、软件可靠性 1.软件可靠性定义 软件可靠性定义：在规定条件下，在规定的 时间内软件不引起系统失效的概率。该概率 是系统输入和系统使用的函数，也是软件中 存在的缺陷的函数。系统输入将确定是否会 遇到已存在的缺陷（如果有缺陷存在的话）。 规定的条件是指： ①软件运行的软、硬件环境：软件