1
La Fiabilité
Mini cours : FASSEU Vincent DESS QUASSI 2002-2003
2
Introduction
Le REX (Fiabilité opérationnelle)
La fiabilité Prévisionnelle
Conclusions
Sommaire
Introduction
3
Quelques définitions
La fiabilité : Aptitude d’une entité à accomplir une
fonction requise, dans des conditions données pendant un
intervalle de temps donné
La Sûreté De Fonctionnement : Aptitude d’une entité à
satisfaire à une ou plusieurs fonctions requises dans des
conditions données
SDF
Fiabilité Disponibilité Maintenabilité Sécurité
Introduction
4
Contexte de la fiabilité
Qualité : aptitude d’un produit ou d’un service à satisfaire les
besoins des utilisateurs
Spécifications
Aptitude à rester conforme
pendant son utilisation et à
être amélioré
Fiabilité
Introduction
5
Les domaines
Électronique
Mécanique
… et tous les systèmes dont on peut
analyser et prévoir le comportement
Introduction
6
Étapes nécessaires à la réalisation d’une
étude de sûreté de fonctionnement
1) Objectifs de l’étude
2) Analyse fonctionnelle
3) Conception , bureau d’études
4) Identifications des risques potentiels
5) Modélisation du système
6) Essais de validation sur Prototypes, preserie
Fiabilité opérationnelle
Fiabilité Prévisionnelle
Le Retour d’Expériences (REX)
7
Le Retour d’Expériences (REX)
!Optimisation des coûts
!Détection de points faibles
!De prévoir avant utilisation un vieillissement
systématique
!De planifier des maintenances systématiques
!De connaître les lois de défaillances du matériel
!D’effectuer des études prévisionnelles par
l’utilisation de méthodes Bayésiennes
Prévoir à partir de l’expérience et de son cumul
8
Le Retour d’Expériences (REX)
temps
Défaillance
Remise
en
service Défaillance
0
MTTF MUTMDT
MTBF
MTTF : Temps moyen de fonctionnement avant la première panne
Mean Time To Failure
MTTR : Temps moyen de réparation
Mean Time To Repair
MUT : Temps moyen de fonctionnement après réparation
Mean Up Time
MDT : Temps moyen d ’indisponibilité (détection, réparation, remise en service)
Mean Down Time
MTBF : Temps moyen entre 2 défaillances consécutives
Mean Time Between Failure
Quelques caractéristiques en fiabilité
9
)(tλ
t
période utile période d’usure
ou vieillissement
période de
jeunesse
décroissant
constant
croissant
Le Retour d’Expériences (REX)
Le taux de défaillance instantanée
La courbe en baignoire : évolution de la
défaillance au cours du temps
10
Le Retour d’Expériences (REX)
Les Méthodes d’analyses utilisées pour modéliser
1) Les méthodes non paramétrées
La méthode de Wayne-Nelson
La méthode des rangs corrigés de Johnson
La méthode de Kaplan-Meyer
2) Les méthodes paramétriques
Le Maximum de Vraisemblance
La méthode SGM (Stochastic Expectative Maximisation)
11
Le Retour d’Expériences (REX)
Les lois utilisées
1) Les lois discrètes
Loi binomiale
Loi de poisson
2) Les lois continues
Loi normale
Loi Log-normale
Loi exponentielle
Loi de Weibull
12
Le Retour d’Expériences (REX)






− )(1
1
ln
tF
0.69
0.1
0.01
y=ax
F(t)
63.2%
t
1%
10%
100%
50%
MTTF
Détermination du paramètr
de la loi Exponentielle :
λ = a
b = 0 (normalement)
Exemple d’une loi exponentielle
13
0%
1%
10%
100%
1 1 10 100
F(t)
ln ln
( )
1
1−












F t
ln(t)
0
1
2
3
4
5
6
y=ax+b
63.2%
η
0
1
2
3
4
β
Le Retour d’Expériences (REX)
Exemple d’une loi de Weibull
Détermination des paramètres de la loi de Weibull :
β = a η =
e
b
a
−
14
Le Retour d’Expériences (REX)
Cas des garanties automobiles
Passage de 1 an de garantie à 2 ans
Mettre à l’épreuve les
systèmes appartenant à
l’automobile
15
Collecte des données : durée de vie d’un
équipement
Tracé de la courbe de weibull
Estimation sur la probabilité que l’équipement tienne 2 ans
Décision sur les actions à mettre en place
Le Retour d’Expériences (REX)
Cas des garanties automobiles
16
0%
1%
10%
100%
1 1 10 100
F(t)
ln(t)
0
1
2
3
4
5
6
63.2%
η’
0
1
2
3
4
5
6
β
T’
Le Retour d’Expériences (REX)
Cas des garanties automobiles
17
La Fiabilité Prévisionnelle
Prévisions
Éléments de jugement sur les actions à mener
pour améliorer l’équipement
!Évaluation de la possibilité de réalisation d’un équipement
!La comparaison de solutions concurrentes
!La détermination des objectifs requis
!La mise en lumière des problèmes de fiabilité
!La recherche de données numériques de fiabilité
!L’étude des compromis avec les autres éléments de coût
!L’appréciation des progrès
18
La Fiabilité Prévisionnelle
Arbres de défaillances
Diagramme de fiabilité
Répartition de la
fiabilité
Recueil de données
Les éléments indispensables
19
OU
ET
G1
E1 E2
EI
E1
Coupe minimale : ensemble d ’événements entraînant
l ’événement indésirable
EI :
E1 coupe d ’ordre 1
ou
E2 et E3 coupe d ’ordre 2
Maillon
faible
Les arbres de défaillances
La Fiabilité Prévisionnelle
20
C1 CnC2 Ci
C1
C2
Cn
Ci
Le diagramme de fiabilité
La Fiabilité Prévisionnelle
Système série Système parallèle
21
La Fiabilité Prévisionnelle
Approvisionnement
λ1 = 0,015/h
Navette de chargement
λ2 = 0,015/h
Presse impression
λ2 = 0,015/h
Déchargement
λ4 = 0,015/h
PC Supervision
λ5 = 0,015/h
MTTF
Chances de ne pas avoir de défaillance sur 8 heures
Exemple
22
Objectif :
C3 C4
C1
C2
C5 C6
Système Rs* fiabilité spécifiée
r1*
r2*
r4*r3*
r5* r6*
Principe : résoudre l ’inégalité
f(r1*, r2*, …, rn*) ≤≤≤≤ Rs*
Avec f(…) relation fonctionnelle entre la
fiabilité du système et les fiabilités des
composants
La Fiabilité Prévisionnelle
Répartition de la fiabilité
23
Sous-ensemble Facteur
d’utilisation
MTTF
Unité centrale 1 800 h
Disque dur 0.4 100 h
Lecteur de DVD 0.1 50 h
Graveur de CDROM 0.4 125 h
Lecteur de disquettes 0.2 200 h
La Fiabilité Prévisionnelle
Répartition de la fiabilité
Facteurs d’utilisation
1
0.3
0.07
0.5
0.4
Nouveau système
24
La Fiabilité Prévisionnelle
Recueil de fiabilité
25
Conclusion
•On peut prévoir le comportement d’éléments et de
systèmes
•On peut réagir dessus avec la notion économique
•On peut généraliser sur tous les éléments et
systèmes ayant une incidence sur la qualité
La Fiabilité des logiciels
26
Conclusion

Fiabilite

  • 1.
    1 La Fiabilité Mini cours: FASSEU Vincent DESS QUASSI 2002-2003
  • 2.
    2 Introduction Le REX (Fiabilitéopérationnelle) La fiabilité Prévisionnelle Conclusions Sommaire Introduction
  • 3.
    3 Quelques définitions La fiabilité: Aptitude d’une entité à accomplir une fonction requise, dans des conditions données pendant un intervalle de temps donné La Sûreté De Fonctionnement : Aptitude d’une entité à satisfaire à une ou plusieurs fonctions requises dans des conditions données SDF Fiabilité Disponibilité Maintenabilité Sécurité Introduction
  • 4.
    4 Contexte de lafiabilité Qualité : aptitude d’un produit ou d’un service à satisfaire les besoins des utilisateurs Spécifications Aptitude à rester conforme pendant son utilisation et à être amélioré Fiabilité Introduction
  • 5.
    5 Les domaines Électronique Mécanique … ettous les systèmes dont on peut analyser et prévoir le comportement Introduction
  • 6.
    6 Étapes nécessaires àla réalisation d’une étude de sûreté de fonctionnement 1) Objectifs de l’étude 2) Analyse fonctionnelle 3) Conception , bureau d’études 4) Identifications des risques potentiels 5) Modélisation du système 6) Essais de validation sur Prototypes, preserie Fiabilité opérationnelle Fiabilité Prévisionnelle Le Retour d’Expériences (REX)
  • 7.
    7 Le Retour d’Expériences(REX) !Optimisation des coûts !Détection de points faibles !De prévoir avant utilisation un vieillissement systématique !De planifier des maintenances systématiques !De connaître les lois de défaillances du matériel !D’effectuer des études prévisionnelles par l’utilisation de méthodes Bayésiennes Prévoir à partir de l’expérience et de son cumul
  • 8.
    8 Le Retour d’Expériences(REX) temps Défaillance Remise en service Défaillance 0 MTTF MUTMDT MTBF MTTF : Temps moyen de fonctionnement avant la première panne Mean Time To Failure MTTR : Temps moyen de réparation Mean Time To Repair MUT : Temps moyen de fonctionnement après réparation Mean Up Time MDT : Temps moyen d ’indisponibilité (détection, réparation, remise en service) Mean Down Time MTBF : Temps moyen entre 2 défaillances consécutives Mean Time Between Failure Quelques caractéristiques en fiabilité
  • 9.
    9 )(tλ t période utile périoded’usure ou vieillissement période de jeunesse décroissant constant croissant Le Retour d’Expériences (REX) Le taux de défaillance instantanée La courbe en baignoire : évolution de la défaillance au cours du temps
  • 10.
    10 Le Retour d’Expériences(REX) Les Méthodes d’analyses utilisées pour modéliser 1) Les méthodes non paramétrées La méthode de Wayne-Nelson La méthode des rangs corrigés de Johnson La méthode de Kaplan-Meyer 2) Les méthodes paramétriques Le Maximum de Vraisemblance La méthode SGM (Stochastic Expectative Maximisation)
  • 11.
    11 Le Retour d’Expériences(REX) Les lois utilisées 1) Les lois discrètes Loi binomiale Loi de poisson 2) Les lois continues Loi normale Loi Log-normale Loi exponentielle Loi de Weibull
  • 12.
    12 Le Retour d’Expériences(REX)       − )(1 1 ln tF 0.69 0.1 0.01 y=ax F(t) 63.2% t 1% 10% 100% 50% MTTF Détermination du paramètr de la loi Exponentielle : λ = a b = 0 (normalement) Exemple d’une loi exponentielle
  • 13.
    13 0% 1% 10% 100% 1 1 10100 F(t) ln ln ( ) 1 1−             F t ln(t) 0 1 2 3 4 5 6 y=ax+b 63.2% η 0 1 2 3 4 β Le Retour d’Expériences (REX) Exemple d’une loi de Weibull Détermination des paramètres de la loi de Weibull : β = a η = e b a −
  • 14.
    14 Le Retour d’Expériences(REX) Cas des garanties automobiles Passage de 1 an de garantie à 2 ans Mettre à l’épreuve les systèmes appartenant à l’automobile
  • 15.
    15 Collecte des données: durée de vie d’un équipement Tracé de la courbe de weibull Estimation sur la probabilité que l’équipement tienne 2 ans Décision sur les actions à mettre en place Le Retour d’Expériences (REX) Cas des garanties automobiles
  • 16.
    16 0% 1% 10% 100% 1 1 10100 F(t) ln(t) 0 1 2 3 4 5 6 63.2% η’ 0 1 2 3 4 5 6 β T’ Le Retour d’Expériences (REX) Cas des garanties automobiles
  • 17.
    17 La Fiabilité Prévisionnelle Prévisions Élémentsde jugement sur les actions à mener pour améliorer l’équipement !Évaluation de la possibilité de réalisation d’un équipement !La comparaison de solutions concurrentes !La détermination des objectifs requis !La mise en lumière des problèmes de fiabilité !La recherche de données numériques de fiabilité !L’étude des compromis avec les autres éléments de coût !L’appréciation des progrès
  • 18.
    18 La Fiabilité Prévisionnelle Arbresde défaillances Diagramme de fiabilité Répartition de la fiabilité Recueil de données Les éléments indispensables
  • 19.
    19 OU ET G1 E1 E2 EI E1 Coupe minimale: ensemble d ’événements entraînant l ’événement indésirable EI : E1 coupe d ’ordre 1 ou E2 et E3 coupe d ’ordre 2 Maillon faible Les arbres de défaillances La Fiabilité Prévisionnelle
  • 20.
    20 C1 CnC2 Ci C1 C2 Cn Ci Lediagramme de fiabilité La Fiabilité Prévisionnelle Système série Système parallèle
  • 21.
    21 La Fiabilité Prévisionnelle Approvisionnement λ1= 0,015/h Navette de chargement λ2 = 0,015/h Presse impression λ2 = 0,015/h Déchargement λ4 = 0,015/h PC Supervision λ5 = 0,015/h MTTF Chances de ne pas avoir de défaillance sur 8 heures Exemple
  • 22.
    22 Objectif : C3 C4 C1 C2 C5C6 Système Rs* fiabilité spécifiée r1* r2* r4*r3* r5* r6* Principe : résoudre l ’inégalité f(r1*, r2*, …, rn*) ≤≤≤≤ Rs* Avec f(…) relation fonctionnelle entre la fiabilité du système et les fiabilités des composants La Fiabilité Prévisionnelle Répartition de la fiabilité
  • 23.
    23 Sous-ensemble Facteur d’utilisation MTTF Unité centrale1 800 h Disque dur 0.4 100 h Lecteur de DVD 0.1 50 h Graveur de CDROM 0.4 125 h Lecteur de disquettes 0.2 200 h La Fiabilité Prévisionnelle Répartition de la fiabilité Facteurs d’utilisation 1 0.3 0.07 0.5 0.4 Nouveau système
  • 24.
  • 25.
    25 Conclusion •On peut prévoirle comportement d’éléments et de systèmes •On peut réagir dessus avec la notion économique •On peut généraliser sur tous les éléments et systèmes ayant une incidence sur la qualité La Fiabilité des logiciels
  • 26.