Qualität digital - nur TRUE or FALSE

Transkript

1 Qualität digital - nur TRUE or FALSE Eigenschaften analoger / digitaler Systeme Qualitätsanforderungen Maßnahmen in der Entwicklungsphase Software - eine eigene Materie Funktions-Sicherheit - neue Anforderungen Vorteile nutzen - Fallen vermeiden Zusammenfassung

2 T1 T2 f1 f2 Regler mögliche Fertigungs-Mängel einer analogen Realisierung: Toleranzen der Eingangsverstärker für T1,T2 Toleranzen, Linearität der Signalwandler für f1,f2 Toleranzen, Funktion, Stabilität der Reglerfunktionen XA Toleranzen von Filtern, Verzögerungen Toleranzen des Ausgangsverstärkers für X A mögliche Fertigungs-Mängel einer digitalen Realisierung Toleranzen der Eingangsverstärker für T1, T Toleranzen des Ausgangsverstärkers für XA Zusatzrauschen (Hunting) durch D/A-Wandler Software-Funktionen haben keine Bauteil-Toleranzen

3 Systemeigenschaften eines Meß- und Regelsystems analog Toleranz-Zuwachs kontinuierlich Erholung nach Störung - ja Alterung ja, kontinuierlich Technologie langfristig digital abrupte Fehlfunktion nein, ggfs. Überwachung nein; Ausfall abrupt kurze Innovationszyklen Fehlersuche eher leicht kompliziert, aufwendige Geräte komplexe Funktionen aufwendig eher leicht realisierbar Entwicklungskosten eher niedrig hoch; Software Produktionskosten eher hoch gering, fallende Tendenz

4 Der Vorteil einer rechnerbasierenden Lösung - über weite Bereiche unkritisch bezüglich der Sichtbarkeit von Qualitätsmängeln gegenüber einer analogen Realisierung ist auch eine wesentliche Schwäche: vorhandene Mängel können ohne Vorwarnung zu Produktions- und Fertigungsausfällen führen, die nur aufwendig zu beheben sind.

5 Verkürzung des Innovationszyklus von 10 auf 3-4 Jahre - Ist das Unternehmen darauf personell / materiell eingerichtet? Entwicklungsprozesse - Gibt es einen eingefahrenen aktuellen dokumentierten Hardware - Entwicklungsprozess? Software - Entwicklungsprozess? Wie wird der Zeitdruck des Marktes / der Kunden auf die Abläufe im Unternehmen weitergegeben? Spielwiese Qualitätsmanagement!

6 Hardware - Entwicklungsprozess Spezifikation * Entwurf Prototyp * Dokumentation Konzept * * Test / Verifikation Fertigung *Sparkandidaten Schwächen / Mängel: Fehlverständnis / andere Funktion dargestellt Designfehler in Schaltwerken (diskret, PLDs) zu kleine Toleranzreserven (f max, t min) Testbarkeit, Testdurchführung, Dokumentation die Qualitätsmängel bleiben unsichtbar, solange es läuft

7 Simulation - das Allheilmittel? Eine Simulation eliminiert alle Qualitätsmanagement Fehler schon beim Entwurf. Eine Simulation kann die Wirklichkeit sowieso nicht richtig abbilden, ist also zwecklos. In einer Simulation kann man Messungen machen, die in einem Prototyp-Aufbau kaum möglich sind. Grenzen: falsche / veraltete Bibliothekselemente Modelle komplexer Bauteile ("CPU", "I/O") Hardware - in - the - Loop? Simulation - ein Werkzeug, keine Medizin

8 Das Material / Stücklisten / der Einkauf - ein Dreiakter 1.Akt der Entwickler bestellt das Material - die Fertigung baut es ein - die Musterschaltung funktioniert - der Layout - Konstrukteur schreibt die Stückliste. 2.Akt der Einkauf will das Serienmaterial beschaffen - er/sie holt Angebote ein - das günstigste Material wird beschafft - die Fertigung baut es ein. 3.Akt das Produkt funktioniert (immer)? der Aufbau der Stücklisten die Organisation der Ma-Wi entscheiden über die Qualität... und keiner mag es machen.

9 Sicherheit und Verhalten bei Störungen analog U t ein analoges System erholt sich digital U t ein digitales System stürzt ab eine Funktionsstörung muß selbsttätig erkannt werden ein Neu-Start muß intelligent durchgeführt werden kritische Ausgänge auf "fail-safe" schalten ein guter Warmstart für alle Baugruppen

10 Fehler pro TLOC 10 Fehlerfreiheit von Software --> SW - Qualität Anzahl gefundene Fehler ideal 5 real TLOC Start Abnahme Test Test Nur gefundene Fehler werden behoben. intelligente Dokumentation --> Änderungsfähigkeit das Benutzer-Interface muß "foolproof" gestaltet werden.

11 Capability Maturity Model CMM Prozess-Modell der Carnegie Mellon University für den Software-Entwicklungsprozess Total Software Quality = fähige Mitarbeiter + geordnete Planung und Abläufe + geeignete Werkzeuge (Compiler usw.) + langfristige Produktplanung + geordnetes Änderungswesen (Config.M.) + wirkungsvoller SW-Test + langfristige Investitionsplanung

12 Service und Ersatzteile - ein Kampf mit der Zeit ein geteilter Markt der Produkte - viele werden weit vor dem Ende der Nutzungszeit entsorgt viele werden Jahre lang gewartet aber... Elektronikteile haben heute eine Marktphase von 2..3 Jahren. Möglichkeiten: Endbevorratung von kritischen Komponenten Lagerhaltung von Ersatzbaugruppen Nach - Neuentwicklung strategische Produkt-Pflege - Weiterentwicklung strategischer Ansatz bei Entwicklung und Produktpflege

13 die Welt der Produkte wird digital Qualitätsmanagement die Fertigungskosten sind geringer die Zuverlässigkeit, Stabilität ist höher die Funktionalität (Intelligenz) ist höher Bauteiletoleranzen sind weniger / anders kritisch die Mitarbeiterqualifikation ist am Schreibtisch gefordert man sagt auch... die Entwicklungskosten sind geringer die Flexibilität ist höher die "Total Cost of Ownership" ist günstiger. das Qualitätsmanagement muß anders werden

14 Wo muß ich anfangen? immer ein System-Sicherheits-Konzept aufstellen ("fail-safe") pessimistisches Hardware-Design mit Toleranz-Rechnung Simulation soweit sinnvoll und möglich Testbarkeit im Entwurf berücksichtigen detaillierte Dokumentation des Materials, Zusammenarbeit mit der Mat.Wirtschaft, Wareneingang ein stabiler Software-Entwicklungsprozess strategische Planung von Hardware, SW-Werkzeugen Tests in allen Phasen planen, durchführen Qualitätsmanagement als Moderator mittendrin

15 Zukunftsvisionen Digitale Systeme können hochwertig und dabei günstig sein, wenn die (große) Stückzahl stimmt. Die automatisierte Fertigung kann dann so günstig werden, daß statt Reparatur nur noch Ersatz geplant wird. Damit entstehen Märkte für sehr große Anbieter mit preiswerten Standardprodukten sehr kleine Anbieter von Nischenprodukten zu hohen Preisen Nur Kundennähe + Flexibilität + Qualität lassen den mittelgroßen Firmen eine Chance.