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嵌入式软件怎么做FMEA

嵌入式软件怎么做FMEA

作者:上海享训
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正文从这里开始,请您鉴赏:

嵌入式软件怎么做FMEA
 
问:什么是软件FMEA?
答:软件FMEA是应用于嵌入式软件的可靠性、安全性的风险分析工具。

问:嵌入式软件要做FMEA吗?
答:要做。软件FMEA适用于软件产品开发的生命周期过程,包括软件需求分析、概念设计说明、详细设计说明等文档。

问:嵌入式软件怎么做FMEA?
答:
    步骤一:定义范围
    步骤二:结构分析
    步骤三:功能分析
    步骤四:失效分析
    步骤五:风险分析
    步骤六:优化措施

下面,对以上六步进行详细展开。

第一步:定义范围

通过定义范围,确定分析的范围包括什么,

不包括什么?

定义分析的软件系统,包括哪些,是操作软件,还是底层的基础软件。

我们可以使用边界图来定义本次分析的范围,

案例中,虚线框界定分析范围,导航主机系统的Navi Core

带有标识的方框表示各类操作软件,Render, Routing, Map Decoder, GPS Decoder, GYRO Decoder, DR等。

不同的线表示各类操作软件间的信息交流关系,

箭头的方向表示软件模块间输入输出的信息关系

虚框外面的部分是与外部软件、硬件的接口。详细见下图

嵌入式软件怎么做FMEA

导航主机系统的Navi Core的边界图

 

第二步:结构分析

识别软件的约定层次的结构,并使用结构图表达他们的关系。

 

软件由程序、分程序、模块和程序单元组成,

下图中的软件约定层次划分示例:

第一层为硬件装备(初始约定层次)

第二层为一般为硬/软件结合系统(约定层次)

第三层为软件单元(最低约定层次)

嵌入式软件怎么做FMEA

案例中:

第一层为硬/软件结合系统,导航主机系统

第二层为分程序Navi Core

第三层为模块,包括了Render, Routing, Map Decoder, GPS Decoder, GYRO Decoder, DR等

第四层为软件单元:读取模块、解析算法、数据校验等。

嵌入式软件怎么做FMEA

第三步:功能分析

确保软件需求、功能适当地分配给系统元素。

嵌入式软件怎么做FMEA

第一步先进行软件的总体功能流分析,

如何将输入转化输出,实现软件的功能。

要进行软件功能流的研究,首先要对分析对象非常了解,

最好熟悉模块的架构、功能和处理流程,

可以参考软件需求说明书,规格设计文档。

 

上一步确定了整体软件流程,对于软件功能流来说

还是比较粗的,所以下一步

就是对确定的分析对象进行流程细化,

至少细化到软件运行步骤的程度。

 

功能分析至少分解为三层

嵌入式软件怎么做FMEA

功能分析应从第一层次(即最高级层次)展开,

刚才的案例中第一层次为导航主机系统,

功能描述了分析层次元素的输入和输出的关系,

其功能是导航路线,

我们需要将功能进一步具体化,

要求是与功能性能相关的可测量的特性,如功率。

那么导般路线的要求是什么呢?

需要一些可以测量的指标来衡量功能,如:

-开机响应时间<20s

-路径规划时间<5s

-规划路径偏差度<XX

-语音提示及时XX

-界面易读性

-不会黑屏/重启/Reset···

然后将第一层的功能传送给第二层、第三层。

我们也可通过功能矩阵图,将上一级的功能分解至下一层次。

功能矩阵图的横向是软件的模块,

而纵向是软件的功能描述,

而Y或X表示,上一层次的软件功能与下一级软件模块的关系。

嵌入式软件怎么做FMEA

也可使用功能网,将各结构层次功能连接起来,

案例中,是以Routing路径规划为聚集元素,

Routing功能是路径规划,要求为路径计算时间为小于6s.

 

在连接功能网时,从左向右,应问“HOW如何”,

导航模块的路径规划时间如何小于6s,

Routing路径计算时间小于6s,

Routing路径计算时间如何小于6s,

算法的道路数据分析时间小于2s。

 

在连接功能网时,从右向左,应问“WHY为什么”,

算法为什么道路数据分析时间小于2s,

因为Routing路径计算时间要小于6s,

 

嵌入式软件怎么做FMEA

第四步:失效分析

识别失效原因、模式和影响,并使用失效网

来显示它们之间的关系以进行风险评估。

失效不是传统的头脑风暴出来的,

是由各层次的软件的功能推断出来的,

也要考虑以下几种潜在的失效模式,

嵌入式软件怎么做FMEA

软件失效模式是软件故障的表现形式,

针对一个被分析的软件单元找出可能的失效模式,

按软件失效模式分类,不仅限于以下:

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软件失效原因是软件开发过程的设计错误所引起的,

包括需求分析缺陷、功能和性能缺陷,软件结构缺陷,

数据处理缺陷,软件实现和编码缺陷,

软/硬件接口缺陷等。

软件失效原因按其缺陷分类具体包括,不局限于:

嵌入式软件怎么做FMEA嵌入式软件怎么做FMEA

运用失效网链接失效模式、失效后果及失效原因,

并运用失效网可视化,

将失效原因链接到失效模式,

应自问,失效模式为什么发生?

将失效影响链接到失效模式,

应自问,失效模式发生产生了什么后果。

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案例中,以Routing路径规划为聚焦元素,

将失效原因路径计算时间大于4s,道路数据分析时间大于2s,

链接到失效模式,要问路径规划大于6s为什么发生?

 

将失效影响导航模块路径规划时间大于6s,

链接到失效模式,要问Routing路径规划大于6s发生时,产生什么后果。

 

第五步:风险分析

分配现行的预防与探测措施,通过评估严重度、发生度、探测度来评估风险,并得到采取行动的优先级。

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第六步:优化

根据风险及行动优先级,确定优化措施的可能性。

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嵌入式软件FMEA的注意事项:

1、明确嵌入式软件FMEA在不同开发阶段的重点,在软件需求分析与概要设计阶段,采用功能流程图的分析找出可能存在与功能和性能有关的错误,以完善需求分析与概要设计。在软件的详细设计与编码中可能存在与功能和性能有关的缺陷,并用自下而上的方法验证软件实现功能的能力。

2、确定软件分析的范围和对象非常重要,分析对象可以是软件结构树的各个层级,包括软件的系统、分系统、模块,但一般选择最小的分析单元,如软件模块。

3、目前软件FMEA的经验不足,应积累经验,建立知识库。






 
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