软件维护中的前瞻性策略：预防性维护详解
在软件开发领域，为了确保软件或系统尽可能长时间稳定运行，我们需要采取一种前瞻性的策略，这就是所谓的预防性维护。它就像为你的软件购买一份长期保险，确保其健康和高效。
许多企业可能会为日常运营采购昂贵的复杂系统，或者选择内部团队来开发定制系统。 但软件的投入并非仅止于购买阶段，为了保证软件的平稳运行，持续的维护是必不可少的。
软件维护通常分为四类：适应性维护、纠正性维护、完善性维护和预防性维护。 虽然每种维护都有其独特的价值，但本文的重点是预防性维护。
在数字化时代，预防性维护不仅仅是简单的修复。 它涉及到数据分析、机器学习和预测性健康监控，旨在优化维护流程，降低企业运营和工厂的潜在风险，确保系统的可靠性。
为什么预防性维护至关重要？
预防性维护的核心目标在于改进软件质量并纠正潜在错误。 它是软件持续进化的必然结果。 企业需要紧跟不断变化的软件趋势，以提升客户体验和平台的运行效率。
一个系统在得到全面维护之前，通常会经历以下几个关键阶段：
1. 问题识别阶段
此阶段的首要任务是识别需要修改的请求，并为其分配唯一的编号。 接着，对每个修改请求（MR）进行评估，以确定适合的维护类型。 不同类型的软件维护请求需要根据其类型和优先级进行分类存储。如果判定预防性维护是解决方案，则进入下一阶段。
2. 问题分析阶段
在此阶段，需要详细规划每个已验证的修改请求的范围和可行性。 制定初步的资源需求、存储库信息和项目文档的估算。 同时，准备一份可行性报告，其中应包含：
- 修改可能产生的预期影响
- 组织短期和长期目标
- 可行的替代解决方案
- 修改对安全性的影响
3. 设计阶段
一旦决定进行更改，设计阶段就至关重要。此阶段的目标是确定如何实施，例如预防性维护的具体措施。 此阶段的关键任务包括：
- 识别受影响的软件模块
- 修改相关软件模块的文档，包括评估程序设计语言和数据流图等
- 为新设计制定测试用例
- 更新需求文档
4. 实施阶段
在此阶段，对代码进行实际的修改。 实施阶段的主要步骤包括：
- 编码和单元测试
- 集成：将新代码与现有系统整合
- 风险分析和审查：评估与维护相关的风险，如备份和数据故障
5. 测试阶段
此阶段的目的是确保新的修改不会对现有系统引入新的问题。 输入属性应包括更新的软件文档、更新后的系统和测试准备审查报告。 修改后的软件将进行系统功能测试、回归测试和接口测试。
6. 验收测试阶段
当修改后的软件模块完成测试后，需要对完全集成的系统进行测试，以确保其按预期运行。此阶段旨在检测错误，并验证修改是否符合可接受的标准。 需要检查的内容包括：完全集成的系统、验收测试程序、验收测试计划和验收测试用例。 此阶段结束时，将生成FCA报告和验收测试报告。
7. 交付阶段
在此阶段，将修改后的软件交付给最终用户。 用户同时会收到相关的文件和更新的文档，说明软件的运行方式。 交付阶段的典型步骤包括：
- 物理配置审核 (PCA)
- 通知用户新的更改
- 安装修改后的系统，并通知用户
- 提供系统备份
预防性维护的类型
1. 基于使用
基于使用的预防性维护是在系统正常使用后进行的。 这种方法会考虑系统的日常使用情况，并使用这些数据来预测或设置维护或检查的日期。
2. 基于时间
基于时间或日历的预防性维护是按照预定的时间间隔进行的，例如每周、每两周、每月、每季度、每半年，甚至每年。 当维护日期临近，所有必要的工单都已创建时，维护操作会自动触发。
3. 预测性
预测性维护是在问题或故障发生之前安排的纠正性维护操作。团队需要评估系统的状态，以便预测何时应该进行维护，从而防止意外的系统故障。
4. 规定性
规定性维护更进一步，不仅指出故障发生的时间，还会分析故障的原因。 这种预防性维护方法会分析不同的选择和潜在结果，以减轻风险。
何时需要预防性维护？
修复漏洞和错误
软件系统可能存在一些潜在的缺陷和错误，即使这些错误当前没有影响操作，也可能在新功能引入时引发问题。因此，通过预防性维护修复这些错误，可以避免未来出现更严重的问题。
确保稳定运行
系统可能会在您最意想不到的时候发生故障，导致运营中断，造成不便和经济损失。预防性维护可以减少此类中断，确保公司运营的持续性和稳定性。
提前解决潜在问题
一些简单的维护操作可以有效减少生产线中的潜在问题。 例如，如果预计某个月份流量高峰，可以提前进行必要的调整，确保服务器不会因流量激增而崩溃。
满足保修要求
如果你的系统或产品在保修期内出现故障，大多数供应商会要求你证明故障并非因疏忽造成。预防性维护可以帮助你排除此类疏忽的可能性。
预防性维护的例子
代码重构
软件预防性维护包括通过简化代码来转换代码结构。这种方法可以使代码更易于理解，并使其与计划引入的硬件或软件产品兼容。
代码优化
有些系统可能运行着未经优化的任务。代码优化可以减少程序对资源（例如 CPU 和内存）的消耗。 如果计划引入新硬件或削减相关成本，优化代码是一种有效的预防性维护方法。
更新文档
文档是系统的重要组成部分，它解释了程序的工作原理以及随时间推移进行的更改。及时更新文档可以确保其与系统的当前状态保持同步。
预防性维护工具
软件维护，无论是哪种类型，都应该有计划地进行。 为了保证维护的顺利进行，你需要使用以下这些工具:
- 文件比较器：用于比较两个系统或文件，并生成差异报告，判断两者是否相同。
- 编译器和链接器：编译器用于检查代码中的语法错误，并可用于定位错误来源；链接器则用于将编译后的代码链接到其他组件以供执行。
- 调试器：调试器用于跟踪程序的逻辑，一些浏览器（如Google Chrome）也提供了调试工具。
- 交叉引用生成器：用于确定代码更改在需求改变时将如何影响代码组件和设计。
学习资源
1. 预防性和预测性维护完整指南
《预防性和预测性维护完整指南》分享了作者多年来在预防性维护方面的实践经验，包括最佳实践、成功步骤、错误和经验。本书涵盖了预防性维护的四个方面：心理、工程、管理和经济。
2. 维护策略系列第 1 卷 – 预防性维护
《维护策略》探讨了预防性维护在公司整体维护策略中的重要性。本书包含一个详细的流程图，说明了执行预防性维护时需要遵循的所有步骤。
3. 预防性维护工程师指南
《预防性维护工程师指南》指导工程师在执行预防性维护时如何记录故障模式和影响分析。读者将学习如何记录故障代码、系统或资产层次结构、评估风险并分析故障模式。
4. 预防性维护基础
《预防性维护基础》提供了经济合理且易于遵循的预防性维护步骤。该指南详细阐述了故障原因、如何识别和纠正故障以及维护过程。
结论
显而易见，预防性维护对于防止系统崩溃和确保操作的连续性至关重要。 与预防性维护相关的成本取决于具体实施的更改。制定详细的维护计划可以确保整个流程的顺利进行。
此外，你还可以探索一些最佳的软件测试工具，以进一步提高软件质量。