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研究生:李信諺
研究生(外文):Hsin-Yen Li
論文名稱:程序可靠度的衡量與問題改善-應用於產品使用與維護手冊
論文名稱(外文):Procedure Reliability Measurement and Problem Improvement-Applications on Product User Manual and Maintenance Manual
指導教授:簡英哲
指導教授(外文):Ying-Che Chien
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:工業與系統工程研究所
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:對數卜瓦松執行時間模型基本執行時間模型產品維修手冊程序可靠度產品使用手冊
外文關鍵詞:Product maintenance manualProduct user's manualLogarithmic Poisson Execution Time ModelBasic Execution Time ModelProcedure reliability
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硬體可靠度、軟體可靠度及程序可靠度是當今許多複雜產品或系統鼎足而立,依故障原因區分的三種重要可靠度指標。程序可靠度是指因產品的生產、使用或維護文件的內容錯誤或含意不清,而引起產品在一定的文件使用時間內發生功能故障、安裝錯誤或維修問題的機率。程序可靠度在工業界應用很廣,特別是依賴高正確性程序文件的產業,例如通訊業、醫院管理、公共交通管理等。這些產業中,程序可靠度相關的故障或安全事故,在全體故障原因中,占有極顯著比例。改善程序可靠度須要避免在程序文件製作過程中,因人為的誤失或不嚴謹的文件製作流程所形成的程序錯誤。因此,具有高品質的文件正確性與明朗性乃是程序可靠度的首要條件。
當前對程序可靠度的研究文獻,特別是其量化分析與預測甚少。本研究探討軟體可靠度與程序可靠度的故障原因的相似性,並以軟體可靠度預測所使用的非齊次卜瓦松過程 (NHPP, Non-Homogeneous Poisson Process) 中的兩種模型, 基本執行時間模型 (Basic Execution Time Model) 與對數卜瓦松執行時間模型(Logarithmic Poisson Execution Time Model) 作為程序可靠度在產品相關文件發展期間的預測方法。進而,應用程序故障率,作為預測產品相關文件,在何時可以達到預期的程序故障率目標,並可發行使用的依據。


Hardware reliability, software reliability and procedure reliability are the three key reliability index in today's sophisticated product or system that based on cause of failure. Procedure reliability is a probability of product failure during a certain period of time caused by using the related product document such as manufacturing instruction, usage manual or maintenance procedure that contains mistakes or ambiguous meaning. Procedure reliability has very wide applications in industries, especially for the industries which rely on high accuracy of procedure document, for example: the telecommunication industry, hospital management, public traffic administration etc. In these industries, failures or safety events induced by procedure problems account for a significant percentage in total failure causes. Improvement of procedure reliability needs to prevent procedure failures which were caused mainly by procedure faults from human errors or procedure preparing process during procedure generation. Therefore, providing a high quality of procedure document on its accuracy and clarity of meaning is the first and foremost condition for high procedure reliability.
Current researches on procedure reliability are quite few, especially on its quantification analysis and prediction. This study explores the similarity of software reliability and procedure reliability on their failure causes. Two of the Non Homogeneous Poisson Process (NHPP) model family that were used in software reliability during its development phase are selected for procedure reliability analysis and prediction. They are: the Basic Execution Time Model and the Logarithmic Poisson Execution Time Model. Furthermore, using procedure failure rate as an index to predict when the procedure document can reach its failure rate objective and therefore the document can be released for publication and usage.

Procedure reliability, Product user's manual, Product maintenance manual, Basic Execution Time Model, Logarithmic Poisson Execution Time Model


摘要 I
Abstract II
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII

第一章 緒論1
1.1前言1
1.2研究背景與動機1
1.3研究目的2
1.4研究架構3
1.5 研究限制4
第二章 文獻探討5
2.1 可靠度基本名詞解釋5
2.2 程序可靠度與人為可靠度7
2.3 故障模式與失效分析7
2.4 可靠度相關模型9
2.5 軟體可靠度模型應用在軟體故障率的分析與預測9
2.6 非齊次卜瓦松模型於軟體可靠度領域的用途9
第三章 研究方法11
3.1 研究流程與架構11
3.2 可靠度的基本定義與種類12
3.3 程序可靠度的發展12
3.3.1影響程序可靠度主要原因13
3.4 文件編輯的程序可靠度14
3.5 程序可靠度模型15
3.6 風險優先順序數 (RPN) 15
3.7 應用軟體可靠度模型建立程序可靠度的分析與預測16
3.7.1 基本執行時間模型16
3.7.2對數卜瓦松執行時間模型16
3.8 建立評估模型17
3.9 分析編輯過程中之失誤18
3.10 錯誤分類20
3.11 錯誤分析流程20
3.12 數學模型使用21
第四章 案例研究26
4.1 以論文寫作為案例-應用在程序可靠度的量化與預測26
4.2 量化錯誤數26
4.3 收集精確參數使用30
4.4 以基本執行時間模型代入32
4.5 以對數卜瓦松執行時間模型代入38
4.6 兩模式的差異比較44
第五章 結論與建議45
5.1 研究結論45
5.2 未來研究與建議45
參考文獻46
附錄48

圖目錄

圖1-1 研究架構3
圖2-1 程序與人為可靠度關係圖 7
圖2-2 FMEA範例 8
圖3-1 研究流程圖 11
圖3-2 分析架構圖 17
圖3-3 錯誤分析流程圖 20
圖3-4 故障率λ與累積平均錯誤數μ的關係圖 22
圖3-5 累積錯誤數μ與累積執行時間τ的對應關係 22
圖3-6 故障率λ與累積執行時間τ的對應關係圖 23
圖3-7 故障率λ與平均觀察錯誤數μ的對應關係圖 24
圖3-8 故障率λ與執行時間τ的對應關係圖 24
圖4-1 時間與邏輯性錯誤率曲線圖 27
圖4-2 時間與語意性錯誤率曲線圖 28
圖4-3 時間與錯別字錯誤率曲線圖 29
圖4-4 故障率與累積錯誤數曲線圖 32
圖4-5 累積錯誤數與累積時間曲線圖 34
圖4-6 故障率與累積執行時間曲線圖 35
圖4-7 故障率與平均觀察錯誤數曲線圖 36
圖4-8 故障率與平均執行時間曲線圖 37
圖4-9 故障率與累積錯誤數曲線圖 39
圖4-10 觀察錯誤數與累積執行時間曲線圖 40
圖4-11 故障率與累積執行時間曲線圖 41
圖4-12 故障率與累積錯誤數曲線圖 42
圖4-13 故障率與累積執行時間曲線圖 43

表目錄

表3-1 風險衡量表 19
表3-2 風險矩陣 19
表4-1 時間與邏輯性錯誤率關係圖 27
表4-2 時間與語意性錯誤率關係圖 28
表4-3 時間與錯別字錯誤率關係圖 29
表4-4 錯誤原因統計表1 30
表4-5 錯誤原因統計表2 30
表4-6 錯誤原因統計表3 30
表4-7 錯誤原因統計表4 31
表4-8 錯誤原因統計表5 31
表4-9 錯誤原因統計表6 31
表4-10 錯誤原因統計表7 31
表4-11 最小平方法表示法1 33
表4-12 時間與錯誤數統計表1 33
表4-13 時間與錯誤數統計表2 35
表4-14 時間與錯誤數統計表3 36
表4-15 時間與錯誤數統計表 4 37
表4-16 時間與錯誤數統計表 5 38
表4-17 最小平方法表示法2 39
表4-18 時間與錯誤數統計表6 40
表4-19 時間與錯誤數統計表7 41
表4-20 時間與錯誤數統計表8 42
表4-21 時間與錯誤數統計表9 43

英文參考文獻:
[1]Liu, R., Chuan, L., Zhou, D., Zou, Y. (2009). Method on Human Factors Analysis
in Maintainability Evaluation with VR-based Environment. IEEE Reliability,
Maintainability and Safety, 2009. ICRMS 2009. 8th International Conference
on. 639 – 644.
[2]Wang, H., Ma, Y. (2010). Study on Human Error in Operation Based on Human
Cognitive Reliability Model. IEEE Management and Service Science (MASS),
2010 International Conference on. 1 – 4.
[3]Cai, L., Yao, A., Jiang, H. (2010). The New Method of Human Factors
Identification for Urban CNG Fuelling Station’s Safety. IEEE World
Automation Congress (WAC). 1 – 5.
[4]Havlikova, M., Sediva, S. (2012). Reliability analysis of the human operator.
IEEE Carpathian Control Conference (ICCC), 13th International. 209 – 214.
[5]Hoyer, S., Sandner, T., Zakhariya, H., Breitner, H. (2012). Fraud Prediction and
the Human Factor: An Approach to Include Human Behavior in an Automated
Fraud Audit. IEEE System Science (HICSS), 45th Hawaii International
Conference on. 2382 – 2391.
[6]Huang, J., Bian, Y. (2011). Human Reliability Analysis in Complicated Armament
Equipment System. IEEE Quality, Reliability, Risk, Maintenance, and Safety
Engineering (ICQR2MSE), 2011 International Conference on. 797 – 800.
[7]Sayers, A. (1988). Human Factors and Decision making Their Influence on Safety
and Reliability. London ; New York : Elsevier Applied Science, c1988.
[8]Wickens, C., Lee, J.D., Liu, Y. Sallie, E., Becker, G. (2004). An Introduction
to Human Factors Engineering. N.J. ; Harlow : Pearson Education, c2004.
[9]Musa, John D., Iannino, A., Okumoto, K. (1990). Software Reliability.
McGraw-Hill Publishing Company.
[10]Xie, M. (1991). Software Reliability Modelling. Word Scientific Publishing.

中文參考文獻:
彭鴻霖. (2000). 可靠度技術手冊. 元智大學工業工程與管理研究所講義.
可靠度委員會. (2012). 可靠度工程與管理手冊. 中華民國品質管制學會.
王宗華. (1996). 工程與技術手冊. 中華民國品質管制學會.
王宗華. (2010). 可靠度工程與管理. 中華民國品質管制學會.

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