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軟件可靠性與安全性分析系統(tǒng)SREL

為何需要開(kāi)展軟件可靠性評(píng)估及安全性驗(yàn)證工作？

隨著產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展及數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，軟件在產(chǎn)品中所占的比重越來(lái)越大，其規(guī)模和復(fù)雜性急劇增加，對(duì)產(chǎn)品的可靠性、安全性工作提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。目前，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，都對(duì)軟件產(chǎn)品的可靠性、安全性提出了具體要求。例如，GJB Z 161-2012 軍用軟件可靠性評(píng)估指南、GJB 900A-2012 裝備安全性工作通用要求、GJB 102A-2012軍用軟件安全性設(shè)計(jì)指南、ARP4761與民用機(jī)載系統(tǒng)安全性評(píng)估流程及DO-178B/C機(jī)載系統(tǒng)合格審定過(guò)程中的軟件考慮等標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，以及空軍航定〔2012〕4號(hào)《航空軍用軟件定型測(cè)評(píng)進(jìn)入條件評(píng)估準(zhǔn)則》中明確提出關(guān)鍵軟件在進(jìn)入定型測(cè)評(píng)前必須具備《軟件失效風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告》；空軍裝型〔2010〕131號(hào)《空軍重點(diǎn)型號(hào)軟件工程化要求》中也明確提出在軟件研制階段中，必須要開(kāi)展軟件安全性分析與驗(yàn)證工作等規(guī)定。美國(guó)在研制F-22和F-35飛機(jī)時(shí)，明確要求按照MIL-STD-882和DO-178B開(kāi)展機(jī)載軟件安全性工作。在民機(jī)領(lǐng)域，波音和空客均嚴(yán)格按照ARP-4761及DO-178B/C標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展了軟件安全性分析與驗(yàn)證，并作為適航審定的核心要素。在高鐵、核工業(yè)、汽車(chē)、醫(yī)療等領(lǐng)域，同樣要求按照IEC 61508、EN50128、IEC60880、IEC 61513、ISO 14971等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)構(gòu)建高安全性軟件做出嚴(yán)格規(guī)定。

軟件可靠性與安全性分析系統(tǒng)PoSREL，是專(zhuān)門(mén)用于軟件產(chǎn)品的可靠性分析、可靠性增長(zhǎng)評(píng)估、安全性分析與驗(yàn)證、可靠性測(cè)試以及基于模型的故障分析等工作。該系統(tǒng)提供符合GJB900A、GJB 102A、GJB438B等標(biāo)準(zhǔn)要求的集成化、完全模型驅(qū)動(dòng)的軟件安全性、可靠性分析環(huán)境，具備軟件產(chǎn)品各階段的可靠性分析、評(píng)估能力，具備軟件產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)評(píng)估能力，具備基于模型開(kāi)展FMEA等故障識(shí)別與分析能力。同時(shí)，該系統(tǒng)提供豐富的軟件通用失效模式數(shù)據(jù)庫(kù)、危險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)等。

軟件組成：

該軟件包含軟件需求潛在缺陷分析模塊、失效模式及影響分析模塊、軟件危險(xiǎn)分析模塊、軟件可靠性評(píng)估模塊，以及相應(yīng)的軟件通用失效模式數(shù)據(jù)庫(kù)、危險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

軟件主要功能：

（1）可建立軟件產(chǎn)品模型，構(gòu)建軟件各功能模塊、構(gòu)件之間的輸入輸出、故障傳遞關(guān)系、邏輯關(guān)系、狀態(tài)關(guān)系等特征模型；

（2）可對(duì)軟件需求模型中潛在的安全缺陷進(jìn)行挖掘分析；

（3）可實(shí)現(xiàn)軟件不同層次、不同類(lèi)型故障的影響分析，包括獨(dú)立功能失效及影響分析、組合功能失效及影響分析、狀態(tài)失效分析、路徑遷移分析、基于分析規(guī)則的自動(dòng)檢查分析等，可實(shí)現(xiàn)單一或者組合失效的仿真。

（4）可實(shí)現(xiàn)軟件可靠性評(píng)估，實(shí)現(xiàn)軟件測(cè)試數(shù)據(jù)的分布擬合及分析，輸出軟件失效數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析結(jié)果、失效強(qiáng)度、給定時(shí)間時(shí)的可靠度、達(dá)到可靠度目標(biāo)值的運(yùn)行時(shí)間、可靠度曲線、失效強(qiáng)度曲線等。

（5）支持Geometric Model (GEO), Jelinski-Moranda (JM), Littlewood-Verralllinear (LVL), Musa Basic (MB), Musa Logarithmic (ML)等軟件可靠性評(píng)估模型，支持NHPP軟件可靠性增長(zhǎng)模型評(píng)估，適用的分布包括Weibull (WB), S-shaped(S), Log-logistic (LogL)等。

（6）可自動(dòng)生成符合GJB/Z 1391要求的軟件安全性可靠性分析報(bào)告以及軟件失效風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告，自動(dòng)生成軟件的失效事故場(chǎng)景及分析結(jié)果。

（7）通用失效模式數(shù)據(jù)庫(kù)包含外部輸入與輸出接口故障模式數(shù)據(jù)、功能處理故障模式數(shù)據(jù)等，危險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)包括物理特性、人為因素、環(huán)境特性等類(lèi)別的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)。軟件可靠性統(tǒng)計(jì)分析