Technieken om de betrouwbaarheid van het elektronica systeem te verbeteren.

Betrouwbaarheid verbeteringstechnieken
Er zin 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.
Klik op de links om de zichtbaarheid van de omschrijving aan of uit te zetten.
Preventie
Een goed Nederlands spreekwoord zegt "Voorkomen is beter dan genezen". Daarnaast is het ook nog goedkoper.
De kosten om problemen te herstellen lopen op naar mate de product verder in zijn Productlevenscyclus zit. De herstelkosten hebben een exponentiële functie als het product de fases van ontwikkeling en productie doorloopt. Als het product eenmaal in de markt geïntroduceerd is lopen de herstelkosten nog harder op.
Dat is nog exclusief bijvoorbeeld vervolgschade en/of imagoschade.
Om dit te voorkomen hebben we de mogelijkheid om fouten te vermijden of om fouten vroegtijdig te verwijderen.
Fouten vermijden
Fouten vermijden betekent, voorkomen dat een fout in het systeem wordt geïntroduceerd. Dit wordt met name bereikt door het gebruik van doordachte ontwikkelmethodes en productiemethodes en goede implementatie technieken en stabiele productie technieken.
Doordachte ontwikkelmethodes
Voor doordachte ontwikkelmethodes kunnen de procedures uit een van de veiligheidskritische normen als leidraad gebruikt worden.
ISO-26262
ISO-26262
IEC 61513
IEC 62061
IEC 61511
EN 50126 / IEC 62278
Tijdens de ontwikkeling
Doordachte ontwikkelmethodes en goede implementatie technieken betreft onder andere:
Requirements engineering
Model based design
Simulaties
Reviews
Component en/of materiaal kennis
Tijdens de productie
Doordachte productiemethodes en goede productie technieken betreft onder andere:
Doordachte productiemethodes
Veel mankementen of fouten kunnen voorkomen worden door stringente productiemethodes en procedures.
Waarbij men kan denken aan het voorkomen van:
  • ESD schade (dit kan degradatie van het component betekenen, wat een mankement in de toekomst als gevolg kan hebben)
  • Slechte soldeerverbindingen
  • Spanning in de componenten
  • Achtergebleven flux
  • Slecht of onvoldoende aangebrachte coating
  • Spanning in de PCB na montage
Component kennis (Kiezen van kwaliteitscomponenten)
Tijdens het gebruik
De krachtigste methode om tijdens het gebruik fouten te vermijden is het opleiden van de mensen die bij het product betrokken zijn. Dit bewerkstelligt dat het product niet buiten zijn specificaties gebruikt wordt, er regelmatig preventief onderhoud plaats vindt en dat de periferie van het product aan dezelfde eisen voldoet als het product zelf.
Opleiding
Instructies
Documentatie
Preventief onderhoud
Om het mogelijk te maken dat fouten tijdens het gebruik verwijdert kunnen worden moet het systeem onderhoudbaar zijn. D.w.z. een systeem moet de mogelijkheden hebben om modificaties en reparaties te ondergaan.
Fouten verwijderen
Fouten verwijderen betekent fouten vinden en en deze vervolgens adequaat oplossen.
Tijdens de ontwikkeling
Om fouten op te lossen zullen ze eerst gevonden moeten worden. In de ontwikkelingsfase kan dit bereikt worden door te voorspellen waar een fout kan zitten en door uitvoerige testmethodes.
Voorspellen
Fout voorspelling voorspelt de waarschijnlijkheid van een mankement/fout/storing, zodat die verwijderd kunnen worden of hun effecten kunnen worden omzeild dan wel geneutraliseerd. Men kan gebruik maken van:
Testmethodes
Uitvoerige testmethodes betreft onder andere:
  • Voor software
    • Unit testen
    • Integratie testen
    • Systeem testen
    • Acceptatie testen
  • Voor hardware
    • Temperatuur testen
    • Stress testen
    • integratie testen
    • Systeem testen
    • Hardware In the Loop (HIL) testen
    • Acceptatie testen
Tijdens de productie
Het verwijderen van mankementen of fouten tijdens de productie betreft met name het testen.
Een hoge dekkingsgraad bij het testen is alleen mogelijk als er tijdens de ontwikkeling van het product rekening is gehouden met de testbaarheid van het product. Meestal is een hoge dekkingsgraad alleen te halen met een combinatie van onderstaande test-methodieken.
In-Circuit Test (ICT)
Boundary Scan (BS)
Optical Inspection (AOI)
Functional-Test (FCT)
Real-time (In-System) Test
Tijdens het gebruik
Fouten verwijderen tijdens het gebruik is een onwenselijke situatie maar helaas niet altijd te voorkomen. Als het dan toch voorkomt kan men er maar beter er op voorbereidt zijn.
Diagnose
Om een fout adequaat te kunnen verwijderen is een duidelijke diagnose van de optredende storing van groot belang. Tijdens de ontwikkeling zal men rekening moeten houden met dit feit en mechanisme moeten implementeren die een duidelijke diagnose mogelijk maakt.
Daarnaast zal men de service afdeling en/of gebruikers van kennis moeten voorzien zodat zij een gedetailleerde symptoom beschrijving kunnen geven.
Onderhoud
Om het mogelijk te maken dat fouten tijdens het gebruik verwijdert kunnen worden moet het systeem onderhoudbaar zijn. D.w.z. een systeem moet de mogelijkheden hebben om modificaties en reparaties te ondergaan.
 
Tolerantie (Redundantie)
Niet alle problemen kunnen voorkomen worden, omdat ze niet vermeden of verwijderd kunnen worden of omdat problemen tijdens het gebruik ontstaan. Tolerantie (fault-tolerant) gaat over het implementeren van mechanisme die het systeem instaat stellen om een correcte service te handhaven in de aanwezigheid van een mankement of fout. Eventueel met de kanttekening dat de functionaliteit van een lager niveau mag zijn.
Het basiselement van tolerantie is redundantie.
Statische redundantie
Statische redundantie betreft het implementeren van mechanisme die een mankement of fout maskeren. Een mankement of fout treedt wel op maar er zal geen storing optreden omdat het mechanisme het mankement of de fout heeft omzeild.
Parallelle mechanisme
Simpele parallelle redundantie.
Duplex redundantie.
Bimodal Parallelle/Seriële redundantie.
Democratische mechanisme
Het democratische mechanisme wat gekozen wordt hang af van de safe state (de veilige neutrale toestand) die wenselijk is. Moet het altijd mogelijk zijn om een actuator te activeren of moet het altijd mogelijk zijn een actuator te deactiveren.
Dynamische redundantie
Dynamische redundantie betreft het implementeren van mechanisme die een mankement of fout detecteren. Als een mankement of fout optreedt, detecteert het mechanisme het mankement of de fout en schakelt over op een secundair systeem.
Operationeel
In deze configuratie werken alle redundante unit simultaan. Bij het detecteren van een fout wordt de unit in storing niet uitgeschakeld.
Niet operationeel
In deze configuratie werkt maar één unit. Bij het detecteren van een fout wordt de andere unit ingeschakeld.