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专业认识实习报告 38140227 史喆一、电子产品的五性设计电子产品五性包括：可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性。可靠性即产品在规定条件下，规定时间内，无故障工作的能力。由于产品可靠性与环境条件密切相关，因此在提出产品研制任务时，必须确切的完整的描述产品可能经手的环境条件。它反映了产品对维修资源的要求，产品的基本可靠性是产品所有组成部分可靠性的乘积。维修性即产品在规定条件下和规定时间内，按规定的程序和方法进行维修时，维持和恢复到那规定状态的能力。分为产品维护、预防性维修、修复性维修。同时根据产品维修时所处的场所或实施维修的机构划分等级，分为基层级、中继级和基地级。保障性即装备的设计特性和计划的保障资源满足平时战备完好性和战时利用率要求的能力。保障性定量要求的参数基本上是可靠性、维修性、测试性和整体战备完好性保障资源与保障系统参数的综合。测试性及产品能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降）,并隔离其内部故障的一种设计特性（由于故障测试占维修时间的相当大的比例，有的达60%以上，因此提高测试性就是产品设计的一项重要内容）。测试性的参数包括：故障检测时间、故障隔离时间、故障检测率FDR、故障隔离率FIR、虚警率FAR。安全性是指产品所具有的不导致人员死亡、系统毁坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。以及不发生事故的能力。是通过设计赋予的一种产品特性。定义为产品在规定条件下可以接受风险执行其功能的能力。危险性的等级包括：灾难的、严重的、轻度的、轻微的。“五性”全面反映了对于军事装备使用性能或作战性能的要求，也是在军事装备设计过程中必须妥善考虑与处理的问题。因为，“五性”能否实现、能否确保，在很大程度上是由装备的设计过程来决定的。一旦装备的设计定案，在改进“五性”方面就很少有回旋余地。因此，在军事装备的设计过程中必须未雨绸缪，借助于先进设计思想、设计手段和设计工具，周密预计装备在其整个服役过程中所可能碰到的各种情况及可能出现的各种问题，并预先安排好各种应对或应急措施。优秀的设计与开发人员必须既能掌握性能设计又能掌握可靠性设计，是双面手，能设计出性能、可靠性都满足要求的产品。可靠性行业不仅极大地推升企业创新的能力，而且将推动电子、机械、计算机、信息、材料等技术的工程水平，带动制造、仿真、软件、测试、试验等技术的产业开发，促进数学、物理学、化学、系统工程等基础学科的应用研究。可靠性系统工程技术的应用，将遍及科技、工业、农业、军事及社会的各个领域，使那些不确定的、随机的甚至是无序的、混沌的问题有了一个科学的解决方案。可靠性是人类古老文明和现代智慧的融汇和拓展。可靠性知识的普及，将使人们的品质观念和价值观念得到升华，使中国企业研制的产品，不能简单地依靠打价格战去国际市场竞争。怎样运用可靠性技术进行产业升级转型，加大研发力度和产品品质建设力度，加快发展企业的核心竞争力尤为重要二、 软件可靠性研究所在原来很大一段时间内大部分认为，产品出的多是硬件问题，但是现如今，软件方面的问题早已超过了硬件问题，成为制约产品质量与可靠性的最大瓶颈，好的软件可以保证产品运行稳定快速，有缺陷的软件会在特殊的情况下暴露出致命的错误，造成不可挽回的后果，所以对于软件可靠性的研究迫在眉睫。1983年美国IEEE计算机学会对“软件可靠性”作出了明确定义，此后该定义被美国标准化研究所接受为国家标准，1989年我国也接受该定义为国家标准。该定义包括两方面的含义：（1）在规定的条件下，在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率；（2）在规定的时间周期内，在所述条件下程序执行所要求的功能的能力；其中的概率是系统输入和系统使用的函数，也是软件中存在的故障的函数，系统输入将确定是否会遇到已存在的故障。通过参观学习我了解到本系的软件可靠性研究所主要承担软件可靠性测评任务，同时开发自主测评平台，所开发的ARMS、GEASTE测试平台都是国内首家国际先进。软件可靠性测评分为以下步骤：1、制订测试方案本阶段的目标是识别软件功能需求，触发该功能的输入和对应的数据域，确定相关的概率分布及需强化测试的功能。以下是我们推荐的步骤。在一些特定的应用中，有的步骤并不是必须的。（1）分析功能需求 分析各种功能需求，识别触发该功能的输入及相关的数据域（包括合法与不合法的两部分）。分析时要注意下述问题： 该软件是否存在不同的运行模式？如果存在，那么应列出所有的系统运行模式。 是否存在影响程序运行方式的外部条件？如果存在，那么有多少？它们的影响程度如何 各种功能需求之间是相互独立的还是相关的？如果相关，是密切相关还是部分相关？如果两种功能密切相关，那么可将两种功能合并为一种功能。如果功能之间为部分相关，则需列出相应输入变量的合法组合。（2）定义失效等级 判断是否存在出现危害度较大的1级和2级失效的可能性。如果这种可能性存在，则应进行故障树分析，标识出所有可能造成严重失效的功能需求和其相关的输入域。（3）确定概率分布 确定各种不同运行方式的发生概率，判断是否需要对不同的运行方式进行分别测试。如果需要，则应给出各种运行方式下各数据域的概率分布；否则，给出各数据域的概率分布。 判断是否需要强化测试某些功能。（4）整理概率分布的信息 将这些信息编码送入数据库。2、制订测试计划本阶段的目标是：（1）根据前一阶段整理的概率分布信息生成相对应的测试实例集，并计算出每一测试实例预期的软件输出结果。本阶段需要注意：在按概率分布随机选择生成测试实例的同时，要保证测试的覆盖面。（2）编写测试计划，确定测试顺序，分配测试资源。由于本阶段前一部分的工作需要考虑大量的信息和数据，因此需要一个软件支持工具，建立数据库，并产生测试实例。另外，有时预测软件输出结果也需要大量的计算，有些复杂的软件甚至要用到仿真器模拟输出结果。总之，具体实施与被测应用软件的实际功能类型有关。3、测试本阶段进行软件测试。需注意的是被测软件的测试环境（包括硬件配置和软件支撑环境）应和预期的实际使用环境尽可能一致，对某些环境要求比较严格的软件（如嵌入式软件）则应完全一致。测试时按测试计划和顺序对每一个测试实例进行测试，判断软件输出是否符合预期结果。测试时应记录测试结果、运行时间和判断结果。如果软件失效，那么还应记录失效现象和时间，以备以后核对。4、编写测试报告按软件可靠性估计的要求整理测试记录，并将结果写成报告。笔者认为，软件可靠性测试的关键在于： 对需求、输入、数据域的识别及相关概率分布的确定。 按照概率分布随机生成测试实例，并确定测试顺序。据国外有关文献报导，这种测试方法已成功应用于大量应用软件的可靠性测试，包括一些商用软件和航空、航天电子设备中嵌入式软件的测试，其效果很好。因此，我们有必要投入一定的人力、物力，针对我们的实际需要，有目的地对各类应用软件进行软件可靠性测试，从实践中逐步积累经验。同时需要软件开发方和使用方共同合作，进行软件可靠性测试方法的研究和有关支持工具的开发，促进我国软件可靠性水平的提高。做软件可靠性测试最重要的是寻找错误，改进程序，让产品运行更加平稳快速。三、 可靠性工程可靠性工程是指为了确定和达到产品的可靠性要求所进行的一系列的技术与管理活动，即产品可靠性是设计、生产、管理出来的，是通过试验进行增长和验证出来的，这就是可靠性的内涵。一般来说产品设计过程就是根据产品的功能、性能及其他要求，收集资料、调研、讨论 ，软、硬件功能的需求分析及分配：按照信号流程图，设计出总体电路功能框图，在参考经典产品，经典电路、新技术电路等、使用硬件功能模块、软件功能模块及接口缓冲电路等将各部分有机结合起来，经过关键课题试验、原理性试验，形成电路方案，做出符合功能、性能要求的产品，并通过实验发现，发现薄弱环节，改进完善交出合格产品。此种方法并未将五性设计要求落实到产品研制的全过程中去，导致产品部分性能和五性不能满足，研制周期加长，研制工作量加大，资源浪费严重，技术人员疲于奔命，应付解决各种技术质量问题，生产和服务保障的成本大大提高，有时还会错过产品推广的最好机会，给工厂带来声誉和经济上的损失。所以，正常的研制过程应该是根据产品的功能、性能及其他要求，设计出功能原理框图，同时依据可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性的定性、定量要求，及专项设计要求、新技术应用等、将其作为固有属性同步涉及到产品中去，并经各种实验验证，改进提高，形成真正合格的产品。可靠性要求就是进行可靠性设计、分析、试验和验收的数据，分为定性要求和定量要求。对于电子产品而言，可靠性分配是吧产品的可靠性最低可接受值分给分机、零部组建，这是一个从总体到局部、由上到下反复多次的分解过程。其主要目的是：分配给各层次分机 、组建可靠性指标的规定值，是个级设计人员明确其可靠性设计要求，并融合到产品设计中去，所分配的指标也是可靠性试验与评估的依据。可靠性预计是根据组成飞机的元件、零组件、分机可靠性来推测产品的可靠性，这是一个从局部到总体、右下向上的综合过程。其主要目的是：从可靠性角度出发，对不同的设计方案进行比较，为设计决策提供依据发现设计中的薄弱环节，为设计改进或生产过程提供依据；为可靠性设计方案提供依据；为可靠性分配、维护使用提供有益信息。常用的可靠性预计的方法：故障模式影响及危害性分析FMECA，故障树分析法FTA。可靠性工程是一个综合的整体，需要利用系统工程的方法分析更有利于产品可靠性的提高。四、可靠性试验环境可靠性试验室可靠性试验中很重要的一部分，在可靠性评估中占有很大的比重。包括振动试验、冲击试验、噪声试验、结构模态试验、高温试验、低温试验、湿热试验盐雾试验、低气