Bedrijfszekere (reliable) elektronica of elektronische systemen

Bedrijfzekere elektronica systemen
Een betrouwbaar systeem heeft een aantal kenmerken, waaronder betrouwbaarheid. Om onderscheid te maken tussen een betrouwbaar systeem en betrouwbaarheid als kenmerk hebben we ervoor gekozen om een betrouwbaar systeem aan te duiden als bedrijfszeker systeem.
Bedrijfszekerheid (Dependability) van een systeem is het vermogen van het systeem om tijdig en correct te kunnen reageren op gebeurtenissen, zolang als het nodig is. Bedrijfszekerheid, is een combinatie van de beschikbaarheid van het systeem (hoe vaak het systeem tijdig reageert) en de betrouwbaarheid van het systeem (hoe vaak de reactie correct is).  ( Meer )
  • De andere hier onder genoemde kenmerken zullen minimaal aanwezig moeten zijn om een systeem als een bedrijfszeker systeem te kwalificeren. De ondersteunende kenmerken als veiligheid, integriteit en onderhoudbaarheid zijn nodig om een kenmerk als betrouwbaarheid mogelijk te maken.
  • De genoemde mogelijke problemen zijn de oorzaken binnen het systeem die de bedrijfszekerheid van een systeem aantasten.
  • Betrouwbaarheid verbeteringstechnieken zijn de mogelijkheden die we hebben om tot een bedrijfszeker systeem te komen.

Klik op de links om de zichtbaarheid van de omschrijving aan of uit te zetten.

Kenmerken
Beschikbaarheid en betrouwbaarheid zijn de twee kwantitatieve kenmerken van een bedrijfszeker systeem, dat wil zeggen ze kunnen gemeten worden. De overige kenmerken zoals hier onder beschreven zijn meer subjectieve kenmerken. Zo kan bijvoorbeeld veiligheid niet direct worden uitgedrukt in definieerbare waarde maar het is meer een subjectieve beoordeling die met ingeschatte informatie moet uitkomen op een niveau van vertrouwen.
Beschikbaarheid
De beschikbaarheid (Availability) is het percentage van de tijd dat een systeem reageert op signalen, of deze signalen nu intern gegenereerd worden of van buiten komen is niet van belang voor de berekening.
Beschikbaarheidsberekening
Om de beschikbaarheid te berekenen, berekenen we de ratio van de tijd dat een systeem reageert op signalen binnen een gedefinieerde tijdsinterval. Bijvoorbeeld: als het systeem 100 uren per week reageert geeft dit een ratio van 100/168 = 0.5952 => 59.52 %

Beschikbaarheid van een systeem wordt meestal gemeten als een factor van de betrouwbaarheid (als de betrouwbaarheid toeneemt neemt ook de beschikbaarheid toe).
Beschikbaarheid van een systeem kan worden verhoogd door de betrouwbaarheid te verhogen maar een andere strategie kan zijn om de beschikbaarheid te verhogen door de testbaarheid en de onderhoudbaarheid van het systeem te verhogen. Zo kan met bijvoorbeeld de beschikbaarheid (en betrouwbaarheid) van een motor verhogen door er voor te zorgen dat de olie eenvoudig vervangen kan worden.
Wat we in ogenschouw moeten nemen is dat "reageren op signalen" een punt van discussie moet zijn. Een bedrijfszeker elektronica systeem kan meerdere beschikbaarheidswaarde hebben. Zo kan het acceptabel zijn dat een web interface een beschikbaarheidsratio heeft van 70% maar voor het aansturen van de veiligheidsklep zal een beschikbaarheidsratio van 99.9% worden geëist.

Betrouwbaarheid
Betrouwbaarheid (Reliability) is de continuïteit van het correct functioneren onder gespecificeerde omstandigheden. Zoals al aan gegeven heeft betrouwbaarheid een kwantitatieve waarde, het is te meten.
Echter zoals hier (Meer over betrouwbaarheid) beschreven kan betrouwbaarheid niet altijd gemeten worden en zijn we genoodzaakt om betrouwbaarheid uit te drukken als een waarschijnlijkheid.
In dat geval definiëren we betrouwbaarheid als;
Betrouwbaarheid is de waarschijnlijkheid dat een apparaat of systeem zijn functie uitvoert binnen een gespecificeerde tijdsperiode onder gespecificeerde omstandigheden.
Veiligheid
Met veiligheid (Safety) wordt hier bedoeld de afwezigheid van het risico dat het systeem:
  • de dood of een ernstige verwonding van mens of dier veroorzaakt;
  • het verlies of ernstige schade toebrengt aan apparatuur;
  • ernstige schade toebrengt aan het milieu.
Integriteit
Integriteit bepaald de mate waarin de gegevens in overeenstemming zijn met de realiteit, waarbij niets ten onrechte is gewijzigd, toegevoegd, verdwenen of achtergehouden.
Onderhoudbaarheid
De mogelijkheid voor een systeem om modificaties en reparaties te ondergaan.
 
Mogelijke problemen
Onderstaande problemen hebben over het algemeen een sequentieel karakter. Een mankement leidt tot een fout, een fout leidt tot een storing, een storing kan eventueel weer leiden tot een mankement, die leidt tot een fout, die ... etc.
Mankement
Een mankement (fault) is een defect in een systeem. De aanwezigheid van een mankement in een systeem kan leiden tot een fout of een storing. Dit hoeft echter niet te gebeuren, als het mankement nooit wordt aangesproken zal het ook geen fout of storing tot gevolg hebben. Een mankement hoeft ook niet permanent te zijn. Een makement kan ontstaan door aanwezigheid van EMI en zal weer verdwijnen als de EMI verdwijnt.
Fout
Een fout (error) is een discrepantie tussen het beoogde gedrag van het systeem en het feitelijke gedrag. Fouten ontstaan tijdens de operationele periode (runtime) als gevolg van een mankement of een menselijke fout.
Storing
Een storing (failure) is het moment waarop een systeem gedrag vertoond dat niet in overeenstemming is met de specificaties. Een fout hoeft niet noodzakelijkerwijs te leiden tot een storing, zo kan een fout netjes afgehandeld worden door het systeem en kan een storing worden voorkomen, het systeem is dan fout-tolerant.
 
Betrouwbaarheid verbeteringstechnieken
Er zijn twee mogelijkheden die we hebben om tot een bedrijfszeker systeem te komen.
We kunnen problemen voorkomen en/of we kunnen het systeem tolerant maken voor problemen.