[发明专利]面向体系结构的综合化风险优先数计算方法

说明书

技术领域

本发明属于可靠性工程技术领域，尤其是软件体系结构可信分析领域，具体涉及失效模式与影响分析方法、模糊计算理论。

背景技术

在众多可信属性中，安全性对于软件系统的质量尤为重要，失效模式与影响分析FMEA方法，作为一种重要的安全性分析手段，越来越受到人们的重视。FMEA的历史可以追溯到上世纪40年代末。在1949年，美国军方在一篇名为《Procedure for performing a failure mode,effects and analysis》的文章中首次提出了FMEA的概念。到了60年代初期，NASA将FMEA应用于航天工程，并在阿波罗任务中首次使用FMEA。自从那时起，FMEA就发展成为一个能够为风险管理提供失效信息的有效方法。然而，传统的FMEA方法主要有两个问题，一个是它无法准确地评估风险因子，另一个是它无法提供一个合理的失效模式优先级排序。因此，很多研究人员提出了改进的意见。

Chang等人在Chang C L,Liu P H,Wei C C.Failure mode and effects analysis using grey theory[J].Integrated Manufacturing Systems,2001,12(3):211-216中通过采用一种基于模糊逻辑的方法用灰色理论来获得RPN。Chen等人在Chen J K,Lee Y C.Risk priority evaluated by ANP in failure mode and effects analysis[J].Quality tools and techniques,2007,11(4):1-6中应用网络分析法(ANP)的方法来估计三个风险因子的权重，并使用新的风险评估数据来决定改进的优先级。Yang等人在Yang Z,Bonsall S,Wang J.Fuzzy rule-based Bayesian reasoning approach for prioritization of failures in FMEA[J].Reliability,IEEE Transactions on,2008,57(3):517-528中提出了一种基于模糊规则的贝叶斯推理方法来确定失效模式的优先级。Wang等人在Wang Y M,Chin K S,Poon G K K,et al.Risk evaluation in failure mode and effects analysis using fuzzy weighted geometric mean[J].Expert Systems with Applications,2009,36(2):1195-1207中利用模糊加权几何平均数来改善传统的FMEA，并将最后的模糊RPN值去模糊化以获得失效模式的排名。

尽管人们采取了很多努力去改善传统的FMEA，但是三个风险因子的评估依然不够精确。这是因为评估方法只是依靠专家的主观评判，而忽略了系统本身的客观属性。Mackel在Mackel O.Software FMEA Opportunities and benefits of FMEA in the development process of software-intensive technical systems'[C]//Proceedings of 5th International Symposium on Programmable Electronic Systems in Safety Related Applications.2002中描述了软件系统构件复杂度的信息和风险因子(出现频度和检测指数)之间的关系，即当系统构件越复杂时，失效出现的概率越大，被检测到的概率越小；相反的，系统构件越简单时，失效出现的概率越小，被检测到的概率越大。然而，他并没有提出一种系统的风险的评估策略。Yacounb等在Yacoub S M,Ammar H H.A methodology for architecture-level reliability risk analysis[J].Software Engineering,IEEE Transactions on,2002,28(6):529-547中使用动态复杂性度量来定义系统架构模型的复杂度，并提出一种根据严重度和复杂度的风险评估体系。但是，这种方法忽略了出现频度和检测指数中的信息，并且只使用简单的两者相乘结果来评估该系统的风险。