Seminar Qualität und Zuverlässigkeit
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1 Seminar Qualität und Zuverlässigkeit Prof. Dr.-Ing. A. Weckenmann 1
2 Gliederung Teil I Zuverlässigkeit a) Zuverlässigkeit - Basisbegriffe b) Zuverlässigkeitsanalyse c) Entwurfsrichtlinien für Zuverlässigkeit, Wartbarkeit und Softwarequalität d) Erhöhung von Zuverlässigkeit durch Funktionsvarianten Teil II Qualität a) Qualität Basisbegriffe b) Qualitätsmanagement 2
3 Teil I: a) Zuverlässigkeit Definition Zuverlässigkeit Definition Fehler Fehlereigenschaften: Modus (Symptom) Ursache (intrinsisch/extrinsisch) Effekt (Konsequenz) Mechanismus (physikalisch, mechanisch, ) 3
4 Teil I: a) Zuverlässigkeit Definition Fehlerrate Definition Verlässlichkeitsfunktion R(t) Definition MTTF Beispiele: Elektronische Bauelemente und Komponenten 4
5 Teil I: a) Zuverlässigkeit Definition Verfügbarkeit Definition Unterhaltbarkeit Definition Sicherheit 5
6 Teil I: b) Zuverlässigkeitsanalyse Einleitung Typisches Vorgehen bei der Zuverlässigkeitsanalyse (RBD -> FMEA -> Fehlerratenanalyse -> Berechnung von R(t) -> Überprüfung von Entwurfsregeln) Analyse von Serien- und Parallelstrukturen Analyse komplexer Strukturen Auswahl geeigneter Komponenten unter Zuverlässigkeitsaspekten λ(t) (Komponentenauswahl, Screening, Redundanz) Konzept von Redundanz (aktiv, warm, heiß, kalt) Analyse von Fehlermodi Fehlerbaumanalyse (FTA, BDDs CutSet-Bestimmung) 6
7 Teil I. Themen ZV1: Strukturfunktionsgenerierung ZV2: Modellbasierte Zuverlässigkeitsanalyse ZV3: Visualisierung von Zuverlässigkeit ZV4: Ermittlung von MTTF/MTBF 7
8 Teil I. Modell Spezifikationsgraph TempS Klappe Klappe Klappe Sensor Klappe Klappe Klappe C 1 C 2 C 3 C 4 Sig.vorver. C 5 Datenfusion Klima C 9 CAN LIN C 8 Displctrl. Sigver. Zentralelektrik C 6 C 7 Display- Mittelk. Regler- Mittelk. Mittelkonsole 8
9 ZV1: Strukturfunktionsgenerierung Aufgabe: Automatische Ableitung von Strukturfunktionen zur anschließenden Zuverlässigkeitsanalyse von Hardware/Software Co-Entwürfen Ziele: Verständnis von Spezifikationsgraphen mit a) alternativen Abbildungskanten und b) Funktionsvarianten Verständnis von Strukturfunktionen im Bereich der Zuverlässigkeitsanalyse Erstellung eines Strukturfunktionsgenerators aus einer gegebenen XML-Datenstruktur des Spezifikationsgraphen Analyse und Beweis, ob alle Spezifikationen sich durch kombinierte Serien- und Parallelstrukturen darstellen lassen 9
10 ZV2: Modellbasierte ZV-analyse Aufgabe: Automatische Ableitung einer optimierten Verlässlichkeits- und Verfügbarkeitsfunktion aus einer gegebenen Strukturfunktion Ziele: Verständnis von Fehlerbaumanalyseverfahren (FTA) BDD-basierte Optimierung (Rauzy) Test, für welche Problemgrößen BDD-basierte Techniken in vertretbarem Zeit- und Speicheraufwand einsetzbar sind 10
11 ZV3: Visualisierung von Zuverlässigkeit Aufgabe: Visualisierung von Verlässlichkeits- und Verfügbarkeitszeitverläufen Ziele: Verständnis von Badewannencharakteristiken Darstellung von kombinierten Weibull-Charakteristiken in einem Java-basierten Visualierungschart 11
12 ZV4: Ermittlung von MTTF/MTBF Aufgabe: Ermittlung von MTTF- und MTBF-Werten sowie von Mission Times MT(r), 0<=r<1 für gegebene Zuverlässigkeitsfunktionen Ziele: Verständnis von Badewannencharakteristiken Numerische Integration von Zuverlässigkeitsfunktionen zur Ermittlung von MTTF und MTBF-Werten 12
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