[發明專利]一種基于Altarica形式化語言的軟件FMEA分析方法

有效

• 申請號: 201611081851.9
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106776295B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 周小波;江國進;白濤;章丹;王曉燕;張亞棟;杜喬瑞;徐先柱;史茹梅
• 申請（專利權）人: 北京廣利核系統工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京國電智臻知識產權代理事務所(普通合伙) 11580
• 代理人: 孫小敏

本發明公開了一種基于Altarica形式化語言的軟件FMEA分析方法，包括以下步驟：步驟1：識別待分析軟件數據流并畫出數據流圖；步驟2：針對待分析軟件建立基本軟件模型；步驟3：定義待分析軟件失效，并使用步驟2中建立的基本軟件模型的各個狀態來描述待分析軟件的失效；步驟4：搜索所有滿足待分析軟件的失效定義的狀態傳輸路徑，每條傳輸路徑為一個失效模式；步驟5：分析各個滿足待分析軟件失效定義的狀態傳輸路徑，并填寫FMEA表格。本發明軟件功能單元模型化，使用形式化工具執行分析，減小工作量；軟件功能單元模型化，達到模型復用。針對不同的軟件功能單元，總結歸納驗證屬性，達到知識的積累和共享。

技術領域

本發明涉核電行業核安全級數字儀控設備軟件可靠性分析技術領域，尤其涉及一種基于Altarica形式化語言的軟件FMEA分析方法。

背景技術

軟件可靠性(software reliability)是軟件產品在規定的條件下和規定的時間區間完成規定功能的能力。現階段針對軟件的可靠性分析方法主要有兩大類，定性的分析方法和定量的分析方法。其中定量的分析方法是基于概率統計的，但由于軟件自身的特性，現階段軟件可靠性定量分析的置信度不高，軟件的定性分析一般是基于經典可靠性分析方法如FMEA，FTA等。

FMEA是指失效模式與影響分析。FMEA分析方法是一種經典的可靠性分析方法，能夠有效的針對軟件進行可靠性分析。但是由于軟件自身的特性，在使用FMEA分析方法的時候，存在分析顆粒度無法把握，工作量巨大等問題；分析質量嚴重依賴分析人員的知識水平，無法有效的保證分析質量。

軟件工程中的形式化分析方法是以數學理論為基礎,建立的一種用來解決軟件工程領域問題的系統性分析方法。形式化方法通過具有明確語義的形式語言來描述目標軟件系統的行為和特征,為目標系統開發提供了一個模型化的有效設計和分析途徑,保障了系統的安全性和可靠性，根據表達能力，形式化方法可以分為五類：基于模型的方法、基于邏輯的方法、代數方法、過程代數方法、基于網絡的方法等。本發明選用的形式化方法是一種基于模型的方法，它通過明確定義狀態和操作來建立一個系統模型(使系統從一個狀態轉換到另一個狀態)，并使用斷言或時態邏輯來描述屬性(系統必須滿足的性質)。

形式化分析方法在數學、計算機科學、人工智能、航天等領域得到廣泛運用。它能精確地揭示各種邏輯規律,制定相應的邏輯規則,為目標系統開發提供了一個模型化的有效設計和分析途徑,保障了系統的安全性和可靠性。

發明內容

針對傳統FMEA分析在軟件可靠性分析中存在的缺點。本發明提供了一種基于Altarica形式化語言的軟件FMEA分析方法，利用形式化技術的準確無歧義、便于驗證以及計算機處理的特點，結合傳統軟件可靠性分析方法(FMEA)，達到模塊化分析對象，使分析對象模型可復用，進而減小軟件FMEA分析的工作量。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種基于Altarica形式化語言的軟件FMEA分析方法，包括以下步驟：

步驟1：識別待分析軟件數據流并畫出數據流圖；

步驟2：針對待分析軟件建立基本軟件模型；

步驟3：定義待分析軟件失效，并使用步驟2中建立的基本軟件模型的各個狀態來描述待分析軟件的失效；

步驟4：搜索所有滿足待分析軟件的失效定義的狀態傳輸路徑，每條傳輸路徑為一個失效模式；

步驟5：分析各個滿足待分析軟件失效定義的狀態傳輸路徑，并填寫FMEA表格。

進一步，所述步驟2中建立通用基本軟件模型，包括以下步驟：

步驟a：把軟件行為抽象為數據的接收和發送；

步驟b：從時間、空間、行為內涵三個方面對軟件的狀態進行描述；