可靠性維修性綜合保障軟件工程

1、可靠性、維修性、綜合保障及軟件工程1可靠性及維修性基本概念對產品的要求良好的功能和性能經久耐用（長時間保持其功能和性能）容易維護和修理（方便快捷的恢復其功能）可靠性產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力（概率可靠度）維修性產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持或恢復到規(guī)定狀態(tài)的能力（概率維修度）2可靠性要求定性要求可靠性設計要求，如：簡化設計、采用成熟技術、模塊化設計冗余設計、降額設計熱設計、環(huán)境防護設計等可靠性分析要求，如：故障模式影響分析故障樹分析等可靠性試驗技術，如：環(huán)境應力篩選技術可靠性鑒定試驗等3可靠性的定量要求可靠性參數可靠度R（t）：產品

2、在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率 R（t）=p（ t）平均故障前時間（不可修復產品的平均壽命） MTTF產品壽命單位總數/故障產品總數平均故障間隔時間（可修復產品的平均壽命） MTBF產品壽命單位總數/故障總次數故障率產品故障總數/壽命單位總數（t）：浴盆曲線4可靠性工作項目（GJB450A）建立可靠性模型（可靠性框圖/數學模型)可靠性分配可靠性預計故障模式影響及危害性分析故障樹分析制定可靠性設計準則元器件、零部件和原材料選擇和控制確定功能測試、包裝、貯存、裝卸、運輸和維修對產品可靠性的影響環(huán)境應力篩選其他可靠性分析技術（潛在通路分析、有限元分析、耐久性分析）5可靠性設計準則-設

3、計應遵循的要求采用成熟的技術和工藝簡化設計(互換性/通用化/模塊化/壓縮材料器件種類）降額設計（低于額定應力條件下使用）容錯、防差錯設計（特定故障或差錯下仍能完成功能/防錯裝、錯用、誤操作）冗余設計（采用一種以上手段保證故障時完成同一功能）電路容差設計（各部分參數的容差對電路性能的影響，提高電路參數的穩(wěn)定性）6可靠性設計準則（續(xù)）熱設計（提高允許工作溫度/減少發(fā)熱量/散熱/冷卻）環(huán)境防護設計（溫/濕/鹽霧/霉菌/振/沖擊/電磁/輻射/靜電）防瞬態(tài)過應力設計（如過壓、過流保護）軟件可靠性設計（如結構化/簡化/成熟技術/避錯/查錯/容錯/安全性設計/軟件透明度）與人的因素有關的設計（人類工效學的應

4、用，減少人為因素導致故障）7可靠性驗證試驗可靠性工程試驗環(huán)境應力篩選試驗（施加規(guī)定的環(huán)境應力，發(fā)現/剔除早期失效）可靠性增長試驗（施加環(huán)境應力以激發(fā)故障，分析改進）可靠性統(tǒng)計（驗證）試驗可靠性鑒定試驗（新產品或重大改型后對可靠性的驗證）可靠性驗收試驗（對批量產品交付時對可靠性的檢驗）8維修性要求維修性定性要求（維修性設計準則）簡化設計與維修良好的維修可達性提高標準化和互換性程度完善的防差錯措施及識別標記保證維修安全測試準確、快速、簡便重視貴重件的可修復性軟件可維護性設計符合維修中人機環(huán)工程的要求9維修性定量要求維修性參數平均修復時間（排除一次故障所需時間的平均值） 規(guī)定條件/時間/維修級別（基

5、層、中繼、基地）下維修 MTTR=修復性維修總時間/故障總數平均預防性維修時間（預防性維修所用時間平均值）Mpt=預防性維修總時間/維修總次數測試性參數故障檢測率FDR（ rDF ） rDF=用規(guī)定的方法檢測到的故障數/故障總數虛警率FAR （rFA） rFA=規(guī)定時間發(fā)生的虛警數/故障指示總數 10維修性工作項目建立維修性模型（維修性框圖/維修性數學模型）維修性分配維修性預計維修性分析維修性信息分析（如FMEA（FMECA）綜合權衡分析（考慮對產品壽命周期費用的影響）維修性設計特征分析（維修操作過程的可視化）維修性比較分析（新研制產品與類似產品相比較）維修性設計準則維修性與測試性驗證11維修

6、性試驗與評定目的考核產品的維修性，確定是否滿足規(guī)定要求發(fā)現設計缺陷，實現維修性增長對有關維修的各保障要素（備件/設備/工具/資料）進行評價方法維修性核查（研制過程中，實體模型/樣機的演示，實際排故測定，以便改進設計）維修性驗證（產品定型階段，模擬實際維修條件進行試驗/評定，是否滿足要求）維修性評價（產品使用階段，對維修性的試驗和評定）維修性的定量驗證（GJB2072維修性試驗與評定）12綜合保障技術綜合保障：在裝備的壽命周期內，為滿足系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性要求，降低壽命周期費用，綜合地考慮裝備的保障問題（確定保障性要求，開展保障性設計，規(guī)劃并研制保障性資源，進行保障性試驗與評價，建立保障系統(tǒng)等）的一系

7、列管理和技術活動。保障性：裝備的設計特性和計劃的保障資源滿足平時和戰(zhàn)時戰(zhàn)備完好性要求的能力 好保障：裝備不發(fā)生/很少發(fā)生故障，可快速修復，保障方便（設計特性決定） 保障好：有適宜的保障資源13保障性定性要求設計特性方面（減少保障/簡化保障/方便保障）成熟技術、簡化設計通用化、系列化、組合化降額設計、熱設計以盡量減少故障可達性、防差錯等方便維修措施機內自動測試和隔離故障地功能設計降低使用和維修人員的技術等級要求設計能保證裝備在使用時可方便快捷地獲得能源和配套設施（便于充/填/加/掛）保證獲得正常使用和維修所需的檢測設備/工具/資料充分考慮使用環(huán)境，包裝/裝卸/運輸/貯存技術問題14保障性定性要求

8、保障資源方面研制工作早期，制定產品保障計劃（7.3.1)設計輸出包括使用和維修所需的保障資源(7.3.3)產品交付時按規(guī)定提供有效技術文件和保障資源(7.5.7)產品交付后按規(guī)定提供技術培訓、咨詢及服務（7.5.8)使用和維修人員的技術及配置應與任務要求相適應盡可能擴大保障資源的互用范圍盡量減少備件/消耗品/輔助設備/工具的品種和數量，使用綜合測試設備盡量采用現有的保障設備設施15保障性定量要求綜合的使用要求戰(zhàn)備完好性參數 如：能執(zhí)行任務率 使用可用度利用率 再次出動準備時間定量的設計特性要求使用可用度=能工作時間/（能工作時間+不能工作時間）（不能工作時間包括：維修時間、使用保障時間、保障資

9、源延誤時間及管理延誤時間等）保障資源的定量要求保障設備利用率 /滿足率 備件利用率/滿足率人員培訓率 供油速率保障系統(tǒng)的定量要求平均保障資源延誤時間 平均管理延誤時間16綜合保障工作內容保障特性設計可靠性設計 維修性設計測試性設計 運輸性設計其他保障性設計保障資源規(guī)劃人力和人員 供應保障保障設備 訓練與訓練保障技術資料 保障設施包裝、裝卸、貯存和運輸保障計算機資源保障17保障性試驗與評價保障性設計特性的試驗與評價可靠性/維修性/測試性的試驗與評價其他保障性設計特性的試驗與評價（如受油速率的驗證）保障資源的試驗與評價（對保障資源各方面）發(fā)現和解決保障資源存在的問題評價資源的適應性/協調性/充分性

10、評價保障系統(tǒng)的能力系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性評估對戰(zhàn)備完好性參數的評估18軟件工程軟件工程：軟件開發(fā)、運行、維護和引退的系統(tǒng)方法軟件工程的基本原理用分階段的生命周期計劃嚴格管理堅持進行階段評審實行嚴格的產品控制（基線配置管理）采用現代程序設計技術（如結構化設計技術）結果應能清楚地審查開發(fā)小組的人員應該少而精承認不斷改進軟件工程實踐的必要性19軟件工程方法軟件設計和開發(fā)的策劃，編制軟件開發(fā)計劃（7.3.1)軟件項目的用途、范圍、目標和目的采用的開發(fā)方法階段劃分（軟件需求定義、需求分析、概要設計、詳細設計、軟件實現（編碼和單元測試）、軟件測試（部件集成測試/確認測試/系統(tǒng)聯試）進度和里程碑 評審/驗證/確認活

11、動機構/人員/職責 文檔要求采用的標準、規(guī)范 關鍵因素和薄弱環(huán)節(jié)風險管理理 可靠性/維修性/保障性 保障資源要求 安全保密工具與技術 配置管理要求等20軟件工程方法(續(xù))軟件需求規(guī)格說明（輸入文件）(7.3.2)需求規(guī)格說明：陳述系統(tǒng)或系統(tǒng)部件的需求規(guī)格，包括：功能、性能需求，接口需求，設計需求及開發(fā)標準在軟件需求分析的基礎上形成軟件需求規(guī)格說明功能/性能需求 數據需求 接口需求設計約束 編程語言 安全保密需求運行環(huán)境需求 引用的標準、法規(guī)需求可追蹤性 合格性需求 交付準備對軟件需求規(guī)格說明進行正式評審21軟件工程方法(續(xù))軟件設計和編碼（軟件設計的輸出）（7.3.3)軟件文檔的齊套性軟件項目

12、開發(fā)計劃 軟件需求規(guī)格說明軟件測試計劃 概要設計說明書詳細設計說明書 源程序測試分析報告 用戶文檔可靠性/安全性設計及風險分析編碼語言標準化 編程限制 程序規(guī)格化要求程序單元的復雜度及規(guī)模 程序注釋(1/5) 程序多余物22軟件工程方法(續(xù))軟件設計和開發(fā)評審(7.3.4)軟件需求分析評審(軟件需求規(guī)格說明)概要設計評審(概要設計說明書)詳細設計評審(詳細設計說明書)測試準備(測試計劃/測試說明)的評審軟件確認測試評審23軟件工程方法(續(xù))單元測試和部件集成測試（設計開發(fā)驗證）(7.3.5)軟件測試步驟單元測試 部件集成測試 確認測試系統(tǒng)聯試程序單元靜態(tài)分析：對代碼逐條審查以發(fā)現錯誤單元測試

13、： 對編碼及詳細設計的驗證，由設計開發(fā)人員進行部件集成測試（組裝測試）檢驗軟件單元之間的接口關系，對概要設計的驗證，由開發(fā)組人員進行編寫測試說明及測試報告24軟件工程方法(續(xù))軟件確認測試（7.3.6)確認測試及系統(tǒng)聯試：對軟件需求分析及系統(tǒng)需求的確認確認測試活動制定確認測試計劃 確認測試環(huán)境設計測試用例和測試規(guī)程 測試準備評審運行測試用例（發(fā)生錯誤時的分析/排錯/補充用例）測試報告 測試評審測試活動的獨立性，測試組/軟件測評中心25軟件工程方法(續(xù))軟件的設計更改控制（7.3.7)軟件問題分類（程序錯誤、文檔錯誤、設計錯誤） 及軟件錯誤分級（第1級第5級）更改過程控制軟件修改報告單（更改理由

14、/內容/影響域/對其他模塊影響）更改的審批及更改的實施，重大更改前的評審程序修改后進行嚴格、系統(tǒng)的代碼檢查和回歸測試更改完成后進行更改評審被改軟件及文檔取自軟件配置管理的受控庫或產品庫26軟件工程方法(續(xù))軟件復制與安裝(7.5.1)軟件復制：從產品庫提取軟件進行復制復制后進行檢查、驗證（格式/版本標識、數目、病毒檢查等）軟件安裝過程控制明確安裝規(guī)程及安裝結束后的批準規(guī)程進度安排 標明用戶需在現場提供的物品對用戶的系統(tǒng)及設備的可利用性及訪問對使用人員的培訓27軟件工程方法(續(xù))軟件配置管理 (7.5.3)及(7.7)配置管理：標識和確定系統(tǒng)中配置項的過程，在系統(tǒng)整個生命周期內控制這些項的投放和更動，記錄并報告配置的狀態(tài)和更動要求，驗證配置項的完全性和正確性配置項：為獨立的配置管理而設計的并且能滿足最終用戶功能的一組軟件軟件配置管理活動內容明確配置管理組織 制定配置管理計劃建立配置管理庫，明確基線（功能/分配/產品基線）明確配置管理項并標識按照文檔化要求對配置項的發(fā)布/更改進行控制記錄配置項的狀態(tài) 編制軟件配置管理報告28軟件工程方法(續(xù))軟件的防護 （7.5.5)媒體保