Pålitelighet

Den pålitelighet er studiet av systemfeil - det meste produserte varer (mekanikk, elektronikk, ingeniør ...) - og spesielt en visning statistikk .

Et system sies å være "pålitelig" når sannsynligheten for å oppfylle sitt oppdrag over en gitt tidsperiode tilsvarer det som er spesifisert i spesifikasjonene .

Pålitelighet og kvalitet

Den tekniske unionen av elektrisitet (UTE), på anbefaling fra Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen , foreslo følgende definisjon:

pålitelighet er evnen til en enhet til å utføre en nødvendig funksjon under gitte forhold i en gitt tidsperiode.

Pålitelighet er sannsynligheten for ikke å ha svikt i løpet av t . Mellom 0 og 1 (eller 0 og 100%) bemerkes det R ( t ) (R for pålitelighet ).

Pålitelighet (tidens funksjon) og kvalitetskontroll (statisk funksjon) skal ikke forveksles.

Eksempel:

Vi tester integrerte kretsløp når de forlater produksjonslinjen , og vi ser at 3% av dem ikke fungerer som de skal: vi kan si at "kvaliteten" på denne kjeden (dens produksjonseffektivitet) er 97% (3% av manglene).

Når disse kretsene er satt inn i et system , finner vi ut at deres gjennomsnittlige tid til feil ( MTTF for "  mean-time-to-failure  " ) er 100 000 timer. Dette er en indikasjon på deres pålitelighet.

Hvis feilene ikke er forutsigbare og skjer helt tilfeldig, avhenger antall feil over en gitt periode bare av antall kretser. Den feilrate λ - antall feil pr tidsenhet - er konstant. Loven om pålitelighet er i dette tilfellet eksponentiell. Faktisk reduserer hver svikt arbeidsstyrken, og derfor sannsynligheten for å være vitne til en svikt i neste tidsenhet.

Loven om pålitelighet er skrevet:

R ( t ) = e -λ t

Gjennomsnittlig tid til feil er trukket fra denne eksponentielle funksjonen .

MTTF = 1 / λ.

og omvendt er λ den omvendte av den gjennomsnittlige tiden til feil.

I tilfelle en eksponentiell lov, uansett varigheten av god funksjon som allerede er oppnådd, forblir sannsynligheten for feil i en krets mellom øyeblikket t og øyeblikket ( t + d t ) konstant, og lik d t / MTTF (essensiell egenskap ved den eksponentielle fordelingen ).

Vi kan se det, uansett MTTF:

Merk

Nedgangen i pålitelighetsverdien over tid bør ikke forveksles med et slitasjefenomen. Det er ganske enkelt at hvert system ender med å mislykkes.

Pålitelighet og sannsynlighet

Pålitelighetsspådommer har nødvendigvis en sannsynlig karakter , siden de krever kunnskap om sviktfrekvensen til hver komponent. Siden disse feilfrekvensene oppnås på prøver som nødvendigvis er begrenset i størrelse, styres verdien av lovene til statistikk (spesielt konfidensintervaller). Den matematiske teorien om pålitelighet består derfor av en bestemt anvendelse av teorien om sannsynlighet på problemer med problemfri driftstid.

Den vanligste tilnærmingen, spesielt innen elektronikk, består i å anta eksponentiell fordeling av komponentfeil; spesielt gjør dette det mulig å legge sammen feilprosenten for de ikke-overflødige underenhetene. Påliteligheten og tilgjengeligheten av overflødige grupperinger av ikke-redundante delmengder kan deretter beregnes ved hjelp av Markov-prosesser . Metoden for å forutsi påliteligheten til elektroniske systemer kalt FIDES er et konkret eksempel på dette.

Merk I praksis avviker fordelingen av fordelingsgrad ofte fra det eksponentielle: dette er tilfelle for bestemt utstyr i begynnelsen av dets levetid (innkjøring) og på slutten av dets levetid (slitasje). Den eksponentielle loven er generelt bare relevant for elektronikk, men den brukes ofte på andre felt for enkelhets skyld.

Forutsigbar pålitelighet

Forutsigbar pålitelighet gjør det mulig å estimere på forhånd påliteligheten til en komponent, et utstyr eller et system. For dette assimilerer vi oppførselen til hver elementær komponent til matematiske sannsynlighetsmodeller og fysisk aldring. Erfaringstilbakemeldingen og utførelsen av tester er grunnlaget for konstruksjonen av disse modellene for atferd fra et pålitelighetsperspektiv.

Når det gjelder elektronikk, er det flere samlinger av prediksjonsmodeller for elementære komponenter som motstander, kondensatorer, integrerte kretser etc. De mest brukte elektroniske pålitelighetsregisterene er:

De forskjellige parametrene som påvirker påliteligheten til en komponent kalles faktorer og representeres av den greske bokstaven pi; man vil for eksempel sitere kvalitetsfaktoren: Πq.

For ikke-elektroniske komponenter er det også håndbøker som tillater evaluering av visse elementære komponenter (skruer, ventiler, pakninger, etc.). Vi skiller for eksempel:

Resultatene av beregningene oppnådd gjennom disse kompendiene gjør det mulig å estimere sviktfrekvensen til elektroniske eller andre systemer, grunnleggende data som er viktige for SdF-analyser (feiltrær, pålitelighetsblokkdiagrammer , FMEA , etc.).

I Frankrike har påliteligheten vokst under ledelse av Jean-Claude Ligeron , spesielt innen mekanisk pålitelighet.

Sikkerhet, kvalitet, holdbarhet, motstandsdyktighet eller feiltoleranse

Sikkerhets problemstillinger knyttet til forebygging av alvorlige ulykker: kostnad i menneskeliv, personskader, store materielle skader.

Pålitelighetsstudier er ikke begrenset til sikkerhetsspørsmål, men inkluderer også kvalitetsstudier  : mange produkter kan utføre den samme funksjonen, men noen gjør det bedre enn andre, de gir brukerne mer tilfredshet, de er av beste kvalitet. Forutsi graden av tilfredshet gitt av et produkt er en del av pålitelighetsstudier.

Bærekraft er både et spørsmål om sikkerhet og kvalitet. Sikkerhet må garanteres på lang sikt, men du kan ikke forvente at et produkt fungerer for alltid, og du er desto mer fornøyd med at det varer lenger.

Ofte kan ikke enheten gjøres til å alltid fungere uten feil, men bare at de sannsynlige funksjonsfeilene bare forårsaker moderat skade. Denne motstandsdyktigheten eller feiltoleransen (drift i nedbrutt modus) er et aspekt av påliteligheten.

Pålitelighet og dekompartementalisering av informasjon

I mange tilfeller av alvorlige ulykker visste noen at det var et problem. Enten ble de ikke lyttet til, eller så søkte de ikke engang å bli lyttet til fordi de visste at de ikke ville bli tatt på alvor. Generelt, for komplekse systemer, er ingen i stand til å bevise ufeilbarlig at det ikke vil være feil. Konklusjonene som er nådd er foreløpige: ”I lys av informasjonen vi har til rådighet, er det alt vi kan si. " Enhver ny informasjonskilde bør tas i betraktning fordi den sannsynligvis vil utfordre konklusjonene som ble vedtatt tidligere.

Fra de ydmyke ansatte til de mest fremtredende av lærde, kan alle si noe om pålitelighetsstudier. Dekompartmentalisering (åpning av dører og vinduer) av informasjon øker påliteligheten.

Omfanget av pålitelighetsstudier

Alle menneskelige aktiviteter er drevet av intensjoner . For enhver aktivitet kan vi spørre oss om problemet med midlene implementert for pålitelighet: er midlene tilstrekkelige for å oppnå de tiltenkte målene? Det potensielle feltet pålitelighetsstudier inkluderer derfor alle menneskelige aktiviteter: alle produkter og alle tjenester. I tillegg er elektronikk til stede i alle menneskelige aktiviteter. Det blir derfor viktig at komponentene som inngår i sammensetningen av de nye sikkerhetsverktøyene våre er pålitelige. Begrepet feilfysikk gir informasjon om de forskjellige feilmodusene til elektroniske systemer. Antall elektroniske komponenter er veldig viktige og teknologiene er svært forskjellige, og det blir nyttig å ha en base med informasjon om deres oppførsel i et gitt miljø (temperatur, fuktighet, vibrasjoner, stråling ...). Tilbakemelding er også nyttig for å analysere påliteligheten til et system, selv om det ofte er vanskelig å dele informasjon som for det meste er konfidensiell. Det er da nødvendig å gå gjennom bruk av en database som gjør det mulig å sammenkoble informasjonen.

Pålitelighet og driftssikkerhet

Pålitelighet er en viktig komponent av pålitelighet. Pålitelighet bidrar til tilgjengeligheten av utstyr. For å se for seg en omfattende operasjonell sikkerhetsstudie , vil det være nødvendig å utføre ytterligere studier innen vedlikeholdsevne, sikkerhet og sannsynlige beregninger av tilgjengelighet.

Merknader og referanser

  1. Pierre Chapouille, Pålitelighet , hva vet jeg? International Electrotechnical Commission , International Electrotechnical Vocabulary 191-01-24
  2. Alain Villemeur, Pålitelighet til industrielle systemer: pålitelighet, menneskelige faktorer, datamatisering , Paris, Eyrolles,Juli 1988, 795  s. ( ISBN  978-2-212-01615-4 )
  3. Christian Morel , Les Décisions absurdes II: Hvordan unngå dem , Paris, Gallimard, koll.  "Humaniora bibliotek",2012, 277  s. ( ISBN  978-2-07-013508-0 ) , s.  119-159.

Se også

Bibliografi

Relaterte artikler

Eksterne linker