Zuverlässigkeit
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Basics zur Zuverlässigkeit von embedded Systemen
Die Zuverlässigkeit und Qualität eines Produkts fängt nicht erst mit der Produktion an. Schon während der Entwicklung über den gesamten Produktionsprozess, bis hin zur Fertigstellung wirkt sich jeder Arbeitsschritt auf die Qualität eines Produkts aus.
Ungeschickt platzierte Bauteile auf Leiterplatten können dem Bestückungsautomaten unnötig Schwierigkeiten bereiten, schlecht strukturierte Software ist Studien zufolge wesentlich fehleranfälliger als modulare Konzepte.
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit:
Die Zuverlässigkeit eines technischen Systems ist die Fähigkeit, eine vorgegebene Funktion innerhalb vorgegebener Grenzen für eine vorgegebene Zeitdauer zu erfüllen (also die Wahrscheinlichkeit, daß eine Einheit während einer vorgegebenen Zeitdauer nicht ausfällt).
Die Verfügbarkeit ist eine Funktion der Wahrscheinlichkeit von Ausfällen und der Zeit für die Wiederinstandsetzung des Gerätes nach einem Ausfall (Wartungsfreundlichkeit).
Im folgenden finden Sie Werkzeuge zur Analyse und Verbesserung der Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte kurz beschrieben.
MISRA
(Motor Industry Software Reliability Association)
Das MISRA-Regelwerk (MISRA-C: 2004) wurde von einem Konsortium der Automobilindustrie aufgestellt und beinhaltet 141 Regeln für das Programmieren in C. Ziel dieser Regeln ist die Vermeidung von beliebten Software-Fehlern durch Missverständnisse zwischen Programmierern und der Gültigkeit von Ausdrücken, die man an einer Stelle nicht benutzen will. Dadurch soll aber auch jeder Interpretationsspielraum der Compiler genommen werden und dazu führen, den Code eindeutig zu übersetzen.
Inzwischen sind Editoren verfügbar, die den vorliegenden C-Code auf die MISRA-Regeln hin überprüfen.
Bei der Programmierung von eingebetten Systemem im automobilen Umfeld ist MISRA-C-konformer Code üblicherweise vorgeschrieben.
FMEA
(Failure Mode and Effects Analysis oder auch deutsch: Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse)
Die FMEA ist ein Analysewerkzeug zur Verbesserung der firmeneigenen Prozesse und der Produkte.
Die FMEA kann in drei Arten unterteilt werden:
- Die System-FMEA untersucht das Zusammenwirken von Teilsystemen in einem übergeordneten Systemverbund bzw. das Zusammenwirken mehrerer Komponenten in einem komplexen System. Sie zielt dabei auf die Identifikation potentieller Schwachstellen, insbesondere auch an den Schnittstellen, die durch das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten entstehen könnten.
- Die Konstruktions-FMEA zielt auf die Konstruktion einzelner Produkte oder Bauteile und untersucht diese auf potentielle Schwachstellen oder Ausfallmöglichkeiten.
- Die Prozess-FMEA stützt sich auf die Ergebnisse der Konstruktions-FMEA und befasst sich mit möglichen Schwachstellen im Fertigungs- oder Leistungsprozess.
MTBF
(mean time between failure)
Die MTBF (= mittlere Laufzeit zwischen zwei Fehlern) ist eine statistische Bewertung eines Produkts, bei der eine mittlere Zeit zwischen zwei Störungen, bzw. Defekten des bewerteten Gerätes errechnet wird.
Tatsächlich kann ein Defekt oder Ausfall aber auch früher eintreten. Trotzdem gibt diese Berechnung wichtige Anhaltspunkte zur Bewertung der Qualität des Produkts.
Die MTBF Rechnung ist sehr aufwendigt, da jedes Einzelteil des Endprodukts bewertet werden muss. Inzwischen bietet der Markt Software zur MTBF-Berechnung an.
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