FTA（故障树分析）在整车软件测试中的应用

01、FTA 的定义
FTA: fault tree analysis 的英文缩写，即故障树分析。FTA是在产品设计工程中，对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人)进行分析，画出逻辑框图，从而确定系统故障原因的各种组合方式和发生概率，以便计算系统故障概率，并采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。
FTA分为定量分析和定性分析，下面仅涉及定性分析。
在FMEA中，我们是分层次的对可能发生的故障及后果进行分析，在FTA中，我们是把系统的故障作为分析目标，分析系统中的各个层次，各种因素的影响。可以说，FMEA是一种以寻找潜在故障从而采取措施未目的的由下至上的分析方法;FTA是一种以寻找故障发生的可能原因为目的的由上至下的分析方法。
FTA 除了在设计分析中应用外，还可以应用于系统发生故障或事故时的原因调查分析，或者作为排除故障的良好的工具。对于一个复杂的系统来说，寻找某一故障发生的原因有时是相当困难和费时的，而借助于FTA所建立起来的逻辑图，就可以有条不紊地进行。
故障树常用符号
02、FTA 的具体使用方法
PART.2.1
先将要分析的系统故障作为顶事件，用符号T表示，AB是中间事件，1234是底事件。
PART.2.2
故障树所使用的符号分为事件符号、逻辑门符号和转移符号三类，常见符号及其简明意义如下。
事件符号：所有事件符号都以某种几何形状标志其性质，符号内用简明文字注明故障零件名称及模式。
矩形事件
表示故障树的顶事件或者中间事件。
圆形事件
表示故障树的基本事件，或称底事件。圆形事件不再发展。
菱形事件
表示因事件概率很小或进一步往下发展的数据不足而不在分解的不发展事件。菱形事件还用来表示环境影响或人员差错。
房型事件
多数情况下用来表示正常事件，及部件本身未发生故障。有时也用来表示条件事件，可以是正常事件，也可以是故障事件。档房型事件存在时，房型事件所在门才导通，即其输出事件才发生，否则不发生。
逻辑门符号：逻辑门符号表示上级事件与下级事件之间的因果逻辑关系。
逻辑与门(AND门
只当门的全部输入事件同时存在时，门的输出事件才发生。设与门有n各输入事件Bi(i=1.2.......,n),则与门的逻辑表达式为：A=B1 ∩B2∩…∩Bn
逻辑或门(OR门
当门输入事件中的任何一个存在时，门的输出事件发生。设或门的输入事件Bi(i=1.2.......,n),则或门的逻辑表达式为：A=B1∪B2∪…∪Bn
逻辑禁门(INH门
禁门的C事件是条件事件。只当禁门的条件C存在时，输入事件B的存在才能导致输出事件A的发生
n取K门(K/n门
n 当n个输入事件中的任意K个同时存在时，输出事件发生
转移符号：转移符号用Δ表示，其功用有：
当故障树较大而需要绘制成多页时，用此符号表示各页之间的连接关系。
当故障树有相同的子树时，可用之表示，以避免重复作图。
PART.2.3
钥匙被锁车里的故障树分析示例
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3.FTA 分析软件逻辑问题
基于一个软件问题，如何基于功能及系统需求来进行软件问题的FTA分析?
首先，可以将问题进行分类，看这个软件问题是属于功能未触发的问题，还是功能误触发问题。
功能未触发：
根据功能逻辑框图或者功能时序图进行分析，功能时序图或者功能框图一般由功能开发工程师提供。
功能误触发：
识别误触发的源--很容易。
找到在数据库面找到对应的子系统--关键步骤。
找到数据ku里面找到描述功能触发场景的LC--关键步骤。
找到对应的具体需求--关键步骤。
在需求中识别该负载触发的所有条件。
根据所有条件进行逐条分析。
综上所述，FTA的好处在于预防故障、诊断故障、评估风险、支持决策和优化系统设计。如果能过针对经常出故障的系统功能进行FTA分析，我们就可以提高系统功能的可靠性和安全性，减少故障发生的可能性，提高系统的性能和效率;同时，如果我们能够整理常见问题的FTA库，那么在后续排查市场上的疑难问题的时候，我们可以更快找到问题根因。


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