航空软件系统组件化故障模式与影响分析方法

发布时间：2017-07-28 23:12

  本文关键词：航空软件系统组件化故障模式与影响分析方法

  更多相关文章： 软件可靠性 故障模式与影响分析 组件化设计 图论 本体 模糊数

【摘要】：随着电子技术、计算机技术和软件工程的迅猛发展,航空软件系统在航空电子系统中所占的比例越来越大,并且逐渐成为决定航空电子系统安全和可靠性的重要因素。为了提高航空软件系统可靠性,利用软件系统设计,对航空软件系统的可靠性进行分析也越来越受到重视。故障模式与影响分析(FMEA)作为一种重要的安全和可靠性分析方法,广泛应用于航空航天、自动化、核能、电子、机械和软件产品等领域。该方法能够识别软件系统中风险排名较高的故障模式,从而决定改进措施。传统FMEA通过由发生概率、严重度和可检测性决定的风险优先数(RPN)来决定故障模式的风险排名。但传统FMEA存在明显不足:精确数字难以准确描述具有模糊含义的风险参数;未考虑风险参数间的相对重要性;以及无法高效管理FMEA知识。随着航空软件规模的增长和基于组件的软件系统开发方法的广泛使用,在组件化开发过程中,某个组件的故障模式可能成为另一组件故障模式的故障原因,这种故障模式之间的相互影响在现有FMEA方法中无法得到全局考虑。针对以上问题,本文提出了一种组件化FMEA方法。该方法首先结合本体的相关理论,构建基于本体的组件化软件系统故障模式描述模型;然后使用风险参数模糊矩阵以描述风险参数间的相对重要性,最后通过构造分层FMEA图和影响矩阵,计算出故障模式影响向量,并以此修正前面分析过程得到的风险优先数。通过对实际飞行控制系统设计的组件化FMEA分析说明本文方法的实用性,并通过与非组件化方法的仿真实验比较说明组件化方法的分析效率优势。此外,基于本文提出的方法,设计并实现了组件化软件系统可靠性分析工具。本文提出的组件化FMEA方法给出了构建组件化系统FMEA知识库的方法,能够有效、准确地分析出组件化软件系统中高风险的故障模式,而且分析效率优于其他非组件化方法。
【关键词】：软件可靠性 故障模式与影响分析 组件化设计 图论 本体 模糊数
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V247
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景和意义14-16
• 1.2 国内外研究现状16-17
• 1.3 本文研究内容17-18
• 1.4 本文结构安排18-20
• 第二章 相关知识和技术简介20-28
• 2.1 本体相关技术简介20-21
• 2.1.1 本体概念20
• 2.1.2 F-logic简介20-21
• 2.2 FMEA简介21-23
• 2.2.1 传统FMEA简介21-22
• 2.2.2 传统FMEA的不足之处22-23
• 2.3 模糊逻辑理论23-26
• 2.4 小结26-28
• 第三章 组件化FMEA方法28-44
• 3.1 基于本体的组件化软件系统故障模式描述模型28-33
• 3.1.1 元规则级29
• 3.1.2 概念定义级29-31
• 3.1.3 系统定义级31-32
• 3.1.4 数据查询32-33
• 3.1.5 本体描述模型的使用33
• 3.2 模糊风险优先数33-37
• 3.2.2 整合FMEA团队评价意见34-36
• 3.2.3 风险参数模糊矩阵36-37
• 3.2.4 模糊风险优先数37
• 3.3 故障模式影响向量37-41
• 3.3.1 FMEA图38-39
• 3.3.2 组件级FMEA图的矩阵表示39-40
• 3.3.3 故障模式影响向量40-41
• 3.4 小结41-44
• 第四章 飞控系统实例分析44-52
• 4.1 飞控系统简介44-46
• 4.2 FMEA团队意见的处理46-48
• 4.3 计算风险优先数48-50
• 4.4 组件化方法的效率分析50-51
• 4.5 小结51-52
• 第五章 组件化FMEA分析工具52-64
• 5.1 组件化FMEA分析工具概述52-54
• 5.1.1 分析工具简介52
• 5.1.2 分析工具整体设计52-54
• 5.2 分析工具的实现54-60
• 5.2.1 评估方法实现54-55
• 5.2.2 用户交互界面的实现55-59
• 5.2.3 数据文件操作59-60
• 5.3 分析工具的功能演示60-63
• 5.4 小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-74

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本文编号：586461