摘要：故障模式影響及危害性分析（Failure Mode Effects and Criticality Analysis─FMECA）技術是從工程實踐中總結出來的科學方法，將其應用于軟件領域，有助于提高軟件的可靠性、安全性、維修性、保障性水平。本文詳細介紹了FMECA特征，作用、目的，適用范圍、使用原則等原理。
關鍵詞：FMECA 軟件質量
引言
人們對軟件產品質量的認識如同對其它客觀事物一樣，隨著社會的發展和科學技術的進步而不斷演變、進化。傳統的質量觀強調產品“符合規定的要求”，即“符合性”；產品只要符合生產圖紙和工藝規定的要求，就是好的。當代的質量觀既重視產品的符合性要求，更強調產品的“適用性”要求，也就是說，產品只要在適用時能成功地適合用戶的需要才是高質量的。用戶的需要是多方面的，因此產品質量是產品滿足規定或潛在需要的特性的總和。這些性能包括性能、可靠性、安全性、維修性、保障性、經濟性等等。一個好的產品不僅要具備所需要的性能（固有能力），而且要能長期保持這種性能，使用中無故障或少故障；發生故障時要好維修，使功能得到迅速恢復，還要使用安全、易于保障，整個壽命周期費用較低等。
隨著科學技術的發展，軟件結構日益復雜化，研制時間不斷增長、壽命周期費用不斷增加，如果在使用過程中發生故障，很可能會造成無法挽回的經濟損失甚至人員傷亡,樹立當代質量觀，不斷提高產品質量，已成為國民經濟和國防科技發展中引人注目的關鍵問題�？煽啃�、維修性、安全性、保障性是產品質量的重要內涵，要提高產品質量，就要從這些方面入手，從而使其具有較高的效能及較低的壽命周期費用，以達到獲取最佳效費比的目的。
FMECA的特征
故障模式影響及危害性分析（Failure Mode Effects and Criticality Analysis─FMECA）是一種可靠性、安全性、維修性、保障性分析與設計技術，用來分析、審查系統及其設備的潛在故障模式，確定其對系統和設備工作能力的影響，從而發現設計中潛在的薄弱環節，提出可能采取的預防改進措施，以消除或減少故障發生的可能性，提高系統和設備的可靠性、安全性、維修性、保障性水平。我們同樣可以將其應用于軟件質量管理領域。
FMECA本質上是一種定性的邏輯推理方法，通過它，可以識別故障的根本原因，確定可靠性、安全性、維修性關鍵部件，并提出預防改進措施，使工程設計人員對系統和設備進行優化設計，以提高系統和設備的可靠性、安全性、維修性水平，從而達到提高產品質量、減少系統生命周期費用的目的。
FMECA技術是從工程實踐中總結出來的科學方法，它起源于美國。FMECA是一種有效、經濟而且比較容易掌握的可靠性分析方法，所以深受廣大工程設計人員的喜愛；但同時，FMECA又是一項煩瑣、乏味而且非常耗時間、容易出錯的工作。實際應用中，為了判別故障發生與否，需要故障判據；為了判別系統是否成功地實現其全部功能以及繪制可靠性框圖，需要系統工作原理圖和功能方塊圖；為了確定各種故障模式及原因，需要各種方案的比較及相應的工作限制；為了確定被分析系統的約定層次劃分，需要從系統開始直至最低一級產品的結構、接口關系等描述。為了進行FMECA的定性和定量分析，需要有大量的可靠性信息，包括系統的可靠性分析資料、使用或實驗數據；為了不斷提高FMECA的分析水平，需要過去FMECA中積累的設計、工藝、生產和使用經驗等等�；谶@些數據，還要找出每一種潛在的故障模式以及潛在故障模式的機理，并進一步分析產品故障模式對每一約定層次上的項目功能、使用或狀態所造成的故障影響；并對每一種故障模式按最壞的潛在后果確定其嚴酷度類別；分析或計算每一種故障模式的發生概率或危害度等等。最后，還需形成各種報表清單，包括FMEA和CA表格、各種框圖、危害性矩陣等等。上述過程，其工作量和費用都是巨大的，手工作業不但因為過多的重復性勞動導致效率低下，而且也會由于標準的不同及人為的差錯導致分析結果的差異，另外分析中獲得的結果和數據還不能直接被引用等等。
FMECA是按規定的規則記錄產品設計中所有可能的故障模式，分析每種故障模式對系統的工作及狀態（包括整體完好、任務成功、維修保障、系統安全等）的影響并確定單點故障，將每種故障模式按其影響的嚴酷度及發生概率排序，從而發現設計中潛在的薄弱環節，提出可能采取的預防改進措施（包括設計、工藝或管理），以消除或減少故障發生的可能性，保證產品的可靠性。
FMECA由兩部分工作構成，即故障模式影響分析（Failure Mode and Effects Analysis─FMEA）和危害性分析（Criticality Analysis—CA）。
FMECA通常又分析硬件法和功能法兩種。目前，工程上運用最為廣泛的是硬件法。
硬件法
這種分析方法根據產品的功能對每個故障模式進行評價，用表格列出各個產品，并對可能發生的故障模式極其影響進行分析。各產品的故障影響與分系統或系統的功能有關。當產品可按設計圖紙及其它工程設計資料明確確定時，一般采用硬件法。這種分析方法適用于從零件級開始分析，再擴展到系統級即自下而上進行分析，然而也可以從任一層開始向任一方向進行分析。采用這種分析方法進行FMECA是較為嚴格的，應用也比較廣泛。
功能法
這種分析方法認為每個產品可以完成若干功能，而功能可以按輸出進行分類。使用這種分析方法時，將輸出一一列出，并對它們的故障模式進行分析。當產品構成不能明確確定時（如產品研制初期，各部件設計未完成，無詳細部件清單，無產品原理圖及裝配圖），或當產品復雜程度要求從初始約定層次開始向下分析時，一般采用功能法。然而也可以從產品的任一層次開始向任一方向進行。這種分析方法比硬件法簡單，所以可能忽略某些故障模式。
FMECA的作用及目的
實踐表明，FMECA是目前最基本的、應用最廣泛的、收效最大的分析設計方法。
FMECA的作用是：
(1)保證有組織地、系統地、全面地查明一切可能的故障模式及其影響，對它們應該或是已采取適當的補救措施，或是確認其風險已低于可以接受的水平。
(2)找出被分析對象的“單點故障”。所謂單點故障是指這種故障單獨發生時，就會導致不可接受的或嚴重的影響后果。一般來說，如果單點故障出現概率不是極低的話，則應在設計、工藝、管理等方面采取切實有效的措施。產品發生單點故障的方式就是產品的單點故障模式。
(3)為制定關鍵項目清單或關鍵項目可靠性控制計劃提供依據。
(4)為可靠性建模、設計、評定提供信息。
文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/