一、案例背景
通過分析可知,發(fā)動機可調(diào)靜子葉片(VSV)控制與輸出功能,對于發(fā)動機喘振有影響。VSV控制與輸出功能數(shù)據(jù)流圖如下圖所示。通過N2傳感器采集的數(shù)據(jù),以及T25傳感器采集的數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)進行初步的診斷與處理之后,輸入到VSV_d幾何期望控制模塊,然后將輸出的VSV值輸入到VSV小閉環(huán)控制模塊,從而產(chǎn)生控制閥門的角度參數(shù),進行閥門控制。為分析VSV控制與輸出功能(嵌入式軟件)對發(fā)動機喘振的影響,了解內(nèi)部具體的故障模式以及影響,現(xiàn)采用POSFIA軟件建立其模型,并進行FMEA分析、FHA分析、RBD分析、FTA分析。通過該簡單的示例,了解如何基于模型進行軟件可靠性、安全性分析,以及如何基于POSFIA進行模型驅(qū)動的軟件可靠性、安全性分析(注:案例部分數(shù)據(jù)來源黃百喬等人)。
二、建立軟件可靠性、安全性分析模型
根據(jù)VSV控制與輸出功能的需求及數(shù)據(jù)流圖,了解到N2和T25傳感器采集的數(shù)據(jù),經(jīng)過處理之后,輸入到VSV_d幾何期望控制模塊,VSV_d幾何期望控制模塊內(nèi)部調(diào)用N2T25算法進行計算、VSV插值計算之后,輸出VSV_d值。VSV_d值再輸入到VSV小閉環(huán)控制模塊進行計算、處理之后,得到VSV值輸出。
根據(jù)上述信息,利用IPO功能分解之后,確定了各模塊的輸入、處理、輸出信息。然后在POSFIA軟件分層方式建立其模型。
第一層模型包含N2頻率采集與轉(zhuǎn)換模塊、T25模擬量采集與轉(zhuǎn)換模塊、故障診斷與處理模塊、VSV_d幾何期望控制模塊、VSV小閉環(huán)控制模塊;輸入信號為N2傳感器數(shù)據(jù)、T25傳感器數(shù)據(jù);輸出為VSV輸出。
第二層模型是對VSV_d幾何期望控制模塊、VSV小閉環(huán)控制模塊的進一步細化與分解。其中,VSV_d幾何期望控制模塊包括N2T25算法模塊、VSV插值算法模塊,輸入為N2、T25值,輸出為VSV_d值。
具體在POSFIA軟件建立的模型及結(jié)構(gòu)如下圖所示
第一層模型
第二層(VSV_d幾何期望控制模塊的下一層結(jié)構(gòu))
同時,根據(jù)IPO的功能分解得到的數(shù)據(jù),設(shè)置各模塊的輸入、輸出、狀態(tài)、邏輯信息。
設(shè)置好上述各模塊的信息之后,即可查看FMEA、FTA、FHA、RBD、概率風(fēng)險評價(PRA,也稱PSA)等計算結(jié)果了。這些FMEA、FTA、FHA、RBD分析結(jié)果自動生成,都是基于前面建立的模型自動生成的,若模型更改,這些數(shù)據(jù)自動跟著更改、更新。對于設(shè)計人員來說,只要關(guān)系如何建立綜合模型,如何基于IPO分解確定輸入、輸出、狀態(tài)、邏輯關(guān)系即可。FMEA、FTA、FHA、RBD等計算結(jié)果自動根據(jù)設(shè)計師所構(gòu)建的模型自動產(chǎn)生,方便查看、分析、驗證及迭代設(shè)計。
若需要根據(jù)軟件測試、軟件失效數(shù)據(jù)進行軟件可靠性分析、可靠性增長評估,可使用POSREL工具進行分析。