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题目:基于FTA/FMEA的嵌入式软件故障诊断模型研究

关键词:故障树分析;失效模式及影响分析;嵌入式软件;故障诊断;贝叶斯网络

  摘要

当前,大多数国防软件项目都是嵌入式软件系统。在这些系统的开发和测试过程中,往往会遇到一些关键疑难的故障,而定位这种故障会耗费大量的时间和精力。因此,有必要提出一种有效的故障诊断方法,辅助开发和测试人员解决这些问题。 目前国内外对故障诊断技术的研究众多,但使用这些技术进行故障诊断的效率不高。在目前尚未发现运用FTA/FMEA综合分析方法以及贝叶斯网络技术进行故障诊断研究的情况下,本论文利用这两种技术提出故障诊断模型具有一定的理论创新性。 贝叶斯网络技术可以动态的处理不断更新的故障信息,通过表达随机事件之间的概率关系,随时分析当前可能发生故障的模块,分析故障树所不能处理的信息。这是本文引入贝叶斯网络技术的重要原因之一。 因此,本文研究嵌入式软件故障诊断模型,主要研究内容如下: (1)研究了软件FTA/FMEA与贝叶斯网络技术 概括了FTA和FMEA的特点和使用过程,分析了贝叶斯网络在推理机制上与这两种技术的相似性以及对其描述能力的增强作用,为模型的提出奠定了理论基础。 (2)提出了两种嵌入式软件故障诊断模型 结合嵌入式软件的特点,提出了两种基于贝叶斯网络FTA/FMEA的嵌入式软件故障诊断模型,这两种模型分别利用了基于贝叶斯网络的FMEA与FTA逆向综合分析法以及正向综合分析法,同时,通过两个案例对模型加以验证,为后面的故障诊断辅助工具研究提供了理论依据。 (3)提出了辅助工具的设计思想和功能分析 为了降低人工分析的复杂性,在故障诊断模型基础上进行了故障诊断辅助工具研究,提出了辅助工具的设计思想,并进行了相应的功能分析。 (4)进行了示例应用 结合两个示例,分别运用基于贝叶斯网络的FMEA与FTA逆向综合以及正向综合方法,从故障总现象出发对故障进行了分析。示例应用表明,模型在缩小故障定位范围方面给出了一定的建议。 综上所述,本论文提出了基于贝叶斯网络FTA/FMEA的嵌入式软件故障诊断模型,并进行了故障诊断辅助工具的设计研究,最后举出若干工程示例进行了分析。