【正文】 會發(fā)生誤插。必須從設計上保證，在任何情況下都不會裝錯、或者裝反配合件。在其開發(fā)期（制造期）很難被發(fā)現，只有在使用過程中、而且是在特定的應用環(huán)境（硬件環(huán)境和軟件環(huán)境）中才有可能暴露出來，然后再對軟件進行維護（改進），使軟件的可靠性得到提高。雖然有些學者也提出了一些有關軟件的定量評價指標及模型，但基本上沒有實用價值，不被工程界認可。FMEA是自下而上，由“因”推“果”的分析過程；而FTA是自上而下，由“果”找“因”的分析過程。通過分析找出有問題（有缺陷）的指令，然后再對軟件進行改進（維護），使軟件的可靠性得到提高。不但軟件的質量難以得到保證，而且軟件的維護更加困難；⑵ 檢驗困難：軟件不像硬件產品那樣，能夠進行直觀、有效的檢驗。軟件既然是產品，就應該和硬件產品一樣，將設計和生產截然分開，而且能夠被檢驗。編程人員（生產崗位）在充分理解、消化設計文件（軟件文檔和可靠性設計準則）的基礎上編寫軟件程序。最后，應提交“文檔審查報告”、“代碼走查報告”和“準則符合性檢查報告”。④ 最終確認：軟件的“最終檢驗與確認”，由獨立的、專業(yè)的檢測機構（即第三方）完成，必須通過嚴格的測試，并給出明確的結論。在編制軟件可靠性設計準則時，可將FMEA和FTA的分析結論作為準則的條款；也可將軟件工程化管理的相關規(guī)定，轉化為準則的條款。這是兩種能夠對電子產品造成傷害的外部環(huán)境因素。對電子設備及其元器件威脅最大的主要是高能中子流和γ射線，因為二者很難被其他物質吸收，而且穿透能力極強。例如，使鉭電容的電容量下降、漏電流增加；使二極管的反向漏電流增加、反向耐壓下降；使工作在線性區(qū)的三極管飽和，甚至被燒毀，等等。內帶在距地球約600Km至6000Km的高空，主要由帶正電的高能質子組成，對中、低軌道的人造衛(wèi)星構成威脅；外帶在距地球約2萬公里至6萬公里的高空，主要由帶負電的高能電子組成，對高軌道的人造衛(wèi)星構成威脅。在所有這些核裝置和空間飛行器的內部裝載了大量的電子設備。下面是根據收集到的零星材料經過歸納、整理后形成的參考條款：■ 由以上的輻射環(huán)境說明可知，輻射環(huán)境對電子產品的作用機理，主要表現為電離效應和位移效應（單粒子效應）。鉛和鐵可以用來防護多種射線，但由于重量的關系，又不宜作為封裝材料使用。既降低了對整機設備的防護要求，又保證了“特別敏感”器件的特殊需求。在進行結構布局設計時，使其避開輻射最強的方向。所謂“余度”是指，在系統或者設備中，針對某一“特別重要”的功能，配置了兩套以上能完成同一功能的單元，只有當這些單元全部發(fā)生故障時，系統或者設備才會喪失功能而失效。余度技術固然能使系統的任務可靠性得到提高，但同時會使系統變得較為復雜，基本可靠性反而降低，而且還造成了體積、重量、制造和維護成本的增加。如果最終決定采用余度技術，那么，還需注意以下事項：◆ 余度技術可以在不同的功能級別上采用，例如，元器件、分部件、子系統、甚至系統級。采用余度技術不但不能降低對基礎元器件（或儲備單元）的可靠性要求，恰恰相反，應當選擇可靠性較高的器件進行余度設計，來實現系統的高可靠性和高安全性。所有的儲備單元都必須滿足該環(huán)境條件的要求，都必須降額，而且具有相同的降額等級?！?余度技術有多種類型，根據任務期內儲備單元是否工作，可分為“工作儲備”和“非工作儲備”兩大類。當接替的單元再次故障時，立即由下一個貯備單元接替工作，直到全部貯備單元都故障時，系統才發(fā)生故障。14. 潛在通路分析及預防 潛在通路的特點以往，“潛在通路”的典型案例較少，有關這方面的研究也不多，相關資料很難見到。所謂“潛在通路”是指，在某種特定的條件下，當系統的工作狀態(tài)發(fā)生變化（切換）時，在系統的內部會產生一個（或者幾個）不希望有的通路（與任務無關的多余功能），從而導致系統的功能異常，或者故障。眾所周知，可靠性工程的基礎是“試驗驗證”，但“潛在通路”是否存在，恰恰不能用試驗的方法來加以驗證，這大概就是潛在通路的最大特點了。在此基礎上，著手繪制供潛在通路分析用的“網絡樹”圖；② 系統內部的每個電源對應一棵網絡樹，樹的頂端是電源的高端（正極）；③ 由電源的高端（正極）出發(fā)，向下找出系統內的全部電流通路。然后，對每一條通路進行逐個分析，從中找出與系統任務無關的“多余通路”。因此，只關注各元件、部件之間的相互連接關系，暫不考慮元件、部件本身的質量與可靠性。■ 在有些設計報告中，把電磁干擾的傳播通路也稱為“潛在通路”是不妥當的，因為干擾通路雖然可以使產品的性能惡化，但并沒有產生不希望的多余功能。■ 在繪制“網絡樹圖”時，要使用詳細的原理圖、布線圖、接線圖和安裝圖等，不能使用功能框圖。關于潛在通路的分析，再補充說明如下：■ 如果一棵網絡樹中所包含的開關器件較多，那么它們的“通／斷”位置的“組合數”將是十分巨大的，人工分析顯然是不可能的，只能編制專門的分析軟件，用計算機進行分析處理。不必要的線性器件和只起連接作用的部分可以省略；④ 由這些電流通路及其分支構成的網絡，最終又匯集到該電源的低端（電源地），形成這個電源的網絡樹；⑤ 用同樣的方法繪制其他電源的網絡樹；⑥ 根據系統的全部“網絡樹”圖，找出網絡樹中所有開關器件的“通／斷”位置組合，每一種組合就是一個通路。 潛在通路分析與“網絡樹”圖“潛在通路分析”是指，假定在系統的所有組成單元均正常工作的前提下，查找可能導致系統功能異常的潛在通路，為改進設計提供依據。由這兩個特點可知：◆ 由于這類故障是在所有組成單元均“無故障”的情況下發(fā)生的，而且不是每次運行必然發(fā)生。但是，現在的情況不一樣了，當前的產品（系統）愈來愈復雜、功能愈來愈多、自動化程度愈來愈高，由潛在通路引起的系統故障逐漸多了起來。這樣，新的問題又出現了，“故障檢測器”和“切換開關”是串聯在系統中使用的，它們必須具有很高的可靠性，否則會嚴重影響系統的可靠性。而“非工作儲備”（如“旁聯儲備”），只有一個單元在工作，其余的單元都不工作，即處在待機（貯備）狀態(tài)。儲備單元過多時，對“任務可靠性”的貢獻就不再明顯了，反而使系統過于復雜，造成“基本可靠性”的大幅度下降，還會導致體積、重量、成本的大幅度增加，得不償失?！?不能用余度技術解決降額的問題。不但能夠收到預期的“余度”效果，而且不至于造成體積、重量和成本的大幅度增加。只有在下述情況同時存在時，才考慮采用余度技術：① 現有器件的可靠性不能滿足要求，而且又找不到替代產品；② 研制新的器件費用太高，而且趕不上進度要求；③ 改進設計所需費用比采用余度技術的費用更高。因此，對系統或者設備的可靠性和安全性提出了極高的要求，換句話說，“只能成功、不許失敗”。將上述措施具體化，就是“抗輻射設計準則”。② 開展抗輻射加固電路的研究：在電路設計中采取補償、分流、限流等多種技術措施來預防過大的瞬時光電流；采用深度反饋技術，穩(wěn)定電路參數；采用差分輸入電路，抑制共模干擾；選擇合適的工作點，提高電路的“容差”能力，等等?！?有時候，電子設備中存在個別“特別敏感”的器件，如果根據該器件的敏感度來設計設備的整體防護，會導致設備的體積、重量和成本的大幅度增加，有時甚至是無法接受的。其關鍵是，要找到能夠削弱輻射影響的屏蔽材料。核技術、空間技術都是專門的技術領域，電子設備的設計師們不可能同時掌握這些高深的技術，但要做到如下兩點：① 要清楚地知道自己的產品在未來的應用環(huán)境中可能遭遇到的輻射類型、輻射強度、以及對自己的產品會造成哪些危害；② 設計師在深入了解了危害機理的基礎上，提出相應的技術措施并落實在產品的設計中，使自己的產品免遭這些危害，從而保證在輻射（照）環(huán)境中能夠正常地工作。 抗輻射（照）設計當前，隨著“核能技術”的發(fā)展及應用，核電站遍布世界各地、核動力潛艇和航母游弋在各大海洋中、裝載著核彈的戰(zhàn)略轟炸機翱翔在藍天之上、裝有核彈頭的導彈部署在各軍事要地。在外層空間存在著多種高能射線，統稱為宇宙射線。γ射線對微電子器件的照射，會導致其內部產生“電離效應”。核爆炸環(huán)境：核武器爆炸時產生的大量高能粒子和強烈的電磁輻射、光輻射、沖擊波等稱為核爆炸環(huán)境；核動力環(huán)境：裝有“核能源”的核電站、核潛艇等，在其內部也存在一定程度的核輻射，稱為核動力環(huán)境（本文特指核動力環(huán)境）。如果對軟件的可靠性和安全性有特殊的要求，還應考慮軟件的容錯設計準則。 小結綜上所述，建立“軟件可靠性設計準則”、推廣應用FMEA和FTA技術，以及加強軟件的工程化管理，都是提高軟件可靠性的重要手段。檢驗者既非本軟件的設計者，也非本軟件的編程者。③ 檢驗崗位：“檢驗崗”對軟件的“產品質量”進行把關。為此，建議如下：① 設計崗位：應明確規(guī)定“設計崗”不能夠編寫程序，但必須完成除編程以外的全部設計工作：◆ 確定軟件的總體結構（由哪些模塊組成、模塊的功能說明、不同模塊間的相互關系，以及數據結構和算法等）；◆ 繪制軟件流程圖；◆ 編制軟件文檔；◆ 撰寫“軟件可靠性設計準則”（編程時的注意事項：應該如何做、哪些不能做）；◆ 參與軟件的設計評審等。統計結果表明，大部分軟件故障與上述三個因素有關。主要表現在以下三個方面：⑴ 透明度差：由于很多軟件從設計到編程（軟件的生產），都是由一個人全部包攬，出了問題以后，只能由原開發(fā)者去處理，別人很難介入。對軟件而言，頂層產品就是待分析的軟件本身；最底層的單元就是每一條指令。FMEA和FTA都是用來分析故障因果關系的重要工具。但軟件沒有偶然失效期，因此，電子產品的可靠性理論與方法不能直接應用于軟件產品。11. 軟件可靠性設計準則軟件可靠性是一個特殊的課題，由于軟件的故障機理與硬件存在著本質上的差異，因此，軟件可靠性有其自身的特點，下面從技術和管理兩個層面分別加以說明。因為，操作者的“責任心”是靠不住的。FMEA是FTA不可缺少的基礎性工作，FTA是FMEA的發(fā)展和補充，二者的聯合運用（將FMEA找出的“致命故障”作為FTA的頂事件再進行分析）將會收到很好的效果。首先確定頂事件，頂事件是最不希望發(fā)生的系統級故障，逐層向下尋找導致該故障發(fā)生的所有的直接原因，直到最底層為止。但FMEA也有它的局限性，只能做單因素分析。首先，查找系統的所有組成單元可能發(fā)生的全部故障，并對這些故障進行逐個分析，其中包括：故障模式、故障機理、以及該故障對系統產生的影響。為此，建議如下：● 管理層面：針對非電子產品的設計、工藝、制造、試驗、包裝、運輸、儲存、使用、維修與維護等各個環(huán)節(jié)，分別制定相應的規(guī)范，并加強管理與監(jiān)督，以確保產品的固有可靠性與使用可靠性。盡管國內外工程界在非電子產品的可靠性定量分析與設計上傾注了大量的人力和財力，但由于可供利用的數據（失效率等）有限，而且要獲得這些數據也十分困難，因此，至今尚未形成普遍適用的方法與標準。在早期失效期，產品的失效率是單調下降的；進入偶然失效期后，產品的失效率趨于穩(wěn)定，近似為常數；再經過一段很長的時間后，進入耗損期，產品的失效率急劇上升，很快報廢。10. 非電子產品可靠性設計準則這里所說的非電子產品是指除純電子產品以外的所有產品（或者一個設備中的非電子部分），包括機械、電氣、液壓、氣動、光學等類型的產品?！?通常認為，靜電會對半導體器件造成損傷，對電阻沒有什么影響。該電阻的阻值應取得高些為好，被稱為“高值泄放電阻”。另外，保護網絡的響應速度應足夠快，應先于被保護的對象做出反應，否則就失去了應有的保護功能。因此，“防靜電設計”尤有必要。盡管有些靜電敏感器件已經在其內部采取了防靜電的