Ingénierie de la fiabilité

Prenons le cas d'un avion - ses systèmes de navigation et de contrôle sont certainement perçus comme trop importants pour tomber en panne. C'est pourquoi ils sont construits avec une immense redondance. Par exemple, un avion possède plus d'un ordinateur de navigation, de sorte que si l'un d'entre eux tombe en panne, les autres peuvent prendre le relais immédiatement sans aucune interruption.

Par exemple, dans un système où le taux de défaillance \( \lambda \r}) est de 0,01 (ce qui signifie une défaillance pour 100 unités-heures), après 50 unités-heures, la fiabilité du système peut être calculée à l'aide de la formule \( R(t) = e^{-0,01*50}. \) qui s'élève à environ 0,61 ou 61%.

Le système ABS (système de freinage antiblocage) d'un véhicule, par exemple, est essentiel pour éviter les accidents lorsque le conducteur freine brusquement. L'ABS est méticuleusement conçu selon les principes de l'ingénierie de la fiabilité, y compris l'utilisation de la redondance et de la diversité, afin de garantir que même en cas de défaillance d'une pièce, les performances globales du système ne sont pas compromises.

Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) utilise l'ingénierie de la fiabilité dans le processus de conception des rovers, notamment "Curiosity" et "Perseverance", pour s'assurer que ces systèmes complexes peuvent fonctionner de manière autonome dans l'environnement hostile de Mars.

Google, par exemple, utilise l'ingénierie de fiabilité des sites (SRE) pour automatiser et maintenir ses systèmes à grande échelle. Le SRE utilise des techniques de génie logiciel pour rendre les systèmes évolutifs, fiables et efficaces.

Considérons un composant avec un taux de défaillance constant \( \lambda = 0,001 \) (une défaillance par millier d'heures unitaires). La fiabilité de ce composant après 100 heures peut être calculée comme \( R(t) = e^{-0,001*100} \), qui est approximativement 0,90 ou 90%. La fonction de densité de défaillance au même moment, \( f(t) = 0,001 e^{-0,001*100} \), est d'environ 0,001 ou 0,1 %.

Dans le cas du composant évoqué précédemment, la fiabilité calculée à 90 % signifie que sur 100 composants fonctionnant pendant 100 heures, on peut s'attendre à ce que 90 soient encore opérationnels, tandis qu'une dizaine seraient très probablement tombés en panne.

Si, par exemple, un nombre anormalement élevé de défaillances se produisait vers le début de la durée de vie (mortalité infantile), un fabricant pourrait avoir besoin d'examiner de plus près le processus de production afin d'identifier les défauts et d'y remédier.

En tant qu'ingénieur en fiabilité, la tâche consisterait à identifier les points de défaillance potentiels de ce système et à élaborer des stratégies pour les atténuer. Pour ce faire, il faudrait évaluer les modes de défaillance de chaque composant, effectuer une analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE), établir la criticité de chaque mode de défaillance et définir des moyens d'améliorer la fiabilité de l'ensemble du système.

Par exemple, la redondance est un principe couramment appliqué dans ces centrales. Les systèmes importants sont conçus avec des sous-systèmes de secours redondants qui prennent le relais en cas de défaillance du système principal. Les systèmes de secours sont souvent indépendants du système principal afin d'éviter qu'une défaillance ponctuelle n'entraîne l'arrêt de l'ensemble de la centrale.

Étude de cas 2 - Industrie des télécommunications: Une entreprise de télécommunication a remarqué des perturbations intermittentes dans ses services. Cela avait un impact sur la satisfaction des clients et entraînait également une perte potentielle d'activité. L'équipe d'ingénierie de fiabilité impliquée a identifié un type spécifique d'interférence de signal comme étant la cause principale et a travaillé en étroite collaboration avec les ingénieurs en logiciel pour redéfinir l'algorithme de traitement du signal.