Bir sistemin hata toleransı ve sağlamlığı arasındaki fark nedir?


6

Sistem tasarımı söz konusu olduğunda "hata toleransı" ve "sağlamlık" tanımındaki farkı anlamaya çalışıyorum.

Örneğin, ana tasarım konuları neler olabilir veya mühendislik problemlerine bakarken terimlerin tanımı ne olurdu? Özellikle, bu terimler mekanik veya elektrik enerjisi mühendisliği için nasıl geçerlidir?

Bazı tanımlamalar buldum ama onlar bilgisayar mühendisliğine odaklanmıştı. Belge, bu terimlerin diğer mühendislik disiplinlerinde nasıl tanımlanacağı konusunda fazla fikir vermedi.

Sağlamlık: Uygulama sırasında bilinmeyen hatalarla başa çıkma ve aynı şekilde sistem hizmetlerini sağlama yeteneği.

Hataya dayanıklılık: Bir sistemin geliştirilmesi sırasında tanımlanan belirli bir dizi hatayı tolere etme kabiliyeti.

Kaynak

Bir hataya dayanıklı ve sağlam tasarım arasındaki fark nedir?
Sert bir ayrım yapılabilir mi?

Hataya dayanıklı bir tasarım sağlamak için hangi teknikler veya tasarım ilkeleri uygulanır ve sağlam bir tasarım sağlamak için hangi yöntemler uygulanır?


2
FMEA tasarım sürecinde hataya dayanıklı olmasını sağlamak için genellikle tasarım sürecinde kullanılır.
am304

1
Bir kale inşa etmeyi düşünün. Duvarları, bize atabilecekleri herşeyi kaldıracak kadar sağlam ve sağlam kılın = sağlam. Duvarları yanmaz yap = hataya dayanıklı yap.
Myles

Yanıtlar:


8

Bir hataya dayanıklı ve sağlam tasarım arasındaki fark nedir?

En önemli fark, sağlamlığın dış faktörleri dikkate almasıdır. Daha sağlam bir sistemin normal işlevini bozabilecek bazı koşullara rağmen daha sağlam bir sistem çalışacaktır. Daha sağlam sistemler, sağlam, ağır hizmet, hatta hatta aşırı inşa edilmiş olarak adlandırılabilir; daha az sağlam sistemler, hassas veya hassas ayar olarak adlandırılabilir.

Mesela benim bir antika izle . Normal çalışma koşullarında çok iyi çalışır, ancak parçaları biraz hassastır. Onu yere düşürürsem, saatin camının ve / veya bazı iç bileşenlerinin kırılma olasılığı çok yüksektir (deneyime dayanarak, korkarım). Çamaşır makinesinin içine koyarsam, sabunlu suyun bazı iç bileşenlerin paslanıp paslanma olasılığı çok yüksektir. Çok fazla çaba harcamadan metal kasayı çizebilir veya çizebilirim; Bu muhtemelen saatin mekanik işlevini etkilemese de estetik işlevini kesinlikle bozacaktır.

Buna karşılık, çoğu modern saatler onları bileğinizden veya cebinizden düşürdüğünüzde çalışmayacaktır. Pencereleri akrilik, mineral kristal veya safir olabilir; bunlar cep saatimdeki camdan daha dayanıklıdır. Vakaları cep saatimden daha iyi çiziklere ve çiziklere karşı daha dayanıklı metal veya polimer kullanabilirler. Su geçirmez olarak dizayn edilebilirler. Kullanabilirler kuvars hareketleri .

Bunların hepsi izleyen nitelikler. daha sağlam, ancak daha fazla hataya dayanıklı değil . Yukarıda tarif ettiğim hataların hiçbiri gerçekten saatin ya da bileşenlerinin hatası değil; tamamen kullanıcı hatasından kaynaklanırlar. Sağlamlık aksine, hataya dayanıklılık, özellikle sistemin bileşenleri içinde ortaya çıkması beklenen hatalarla ilgilidir.

bir topraklama arızası devre kesici (GFCI) hataya dayanıklı tasarımın harika bir örneğidir. Bir devredeki akımın doğrudan toprağa akmasına izin verildiğinde bir toprak hatası meydana gelir. Klasik örnek, küvet içerisinde bir saç kurutma makinesi kullanılmasını içerir, ancak kullanıcı hatası içermeyen topraklama hatalarına neden olabilecek birçok yol vardır. * Konut elektrik sistemi genellikle on yıllardır mevcuttur; Bir noktada, toprak arızalarının ortaya çıkmasının beklendiğini ve kullanıcı hatası durumları hariç, sistemin bileşenlerinde ** meydana gelmesini bekliyoruz.

Devre doğrudan ana hattan çalışıyorsa, toprak arızası hayatı ve malları ciddi şekilde tehdit edebilir. Devre üzerine bir sigorta eklenmesiyle, eğer bir toprak arızası devredeki akımın bir üst limiti (aşırı yük) geçmesine neden olursa, sigorta yanar ve önemli bir şey erimeden veya yakalamadan önce akım durur. Devre kesiciler de aynı şeyi yapar ancak sigortalardan farklı olarak, tetiklendiklerinde değiştirilmeleri gerekmez; elektrik panelinde sıfırlanabilirler; bu da daha az aksama süresi ve masraf anlamına gelir. GFCI devre kesicileri ayrıca, bir iletkeni eritmemeleri veya bir yangını başlatmasalar bile hala tehlikeli olabilecek daha küçük akımları içeren sızıntılara karşı koruma sağlar. Bu teknolojiler sistemi giderek daha fazla yapıyor daha fazla hataya dayanıklı .

Hataya dayanıklı bir tasarım sağlamak için hangi teknikler veya tasarım ilkeleri uygulanır ve sağlam bir tasarım sağlamak için hangi yöntemler uygulanır?

Bu niteliklerin her ikisi de bir spektrumda var. Biri bir tasarıma işaret ediyor ve "Bu sağlam bir tasarım" diyorsa, kast ettikleri şey, aklındaki bazı referans noktalarına kıyasla nispeten sağlam olmasıdır. Farklı insanlar farklı referans noktalarına sahipler, bu yüzden hangi karşılaştırmayı yaptığınız konusunda açık olmanızın daha iyi olacağını düşünüyorum. Bu cevabın ilk bölümünde, antika saatimin sağlam olmadığını söylemedim - sadece daha az sağlam Modern saatler

Bu oldukça geniş bir konudur, ancak özet bir tedavide bıçaklayacağım.

sağlamlık birçok yerden gelebilir, ancak genellikle maliyetle yakından ilgilidir. Bağlantı elemanlarını örnek olarak alın: paslanmaz vs. galvanizli; vidalar ve cıvatalar; yükünüz için en küçük boyut veya bir sonraki boyuta kadar. Her durumda, sağlamlık ve maliyet arasındaki bir dengedir. Her iki seçenek de tasarımın temel gereksinimlerini karşıladığı sürece, bu bir mühendislik kararından çok bir iş kararıdır.

Birisi size sağlam bir tasarım üretmeniz gerektiğini söylüyorsa, onlara neye göre ve hangi metriğe göre isteyin? Karşılaştırmalı ("rakip ürünümüzden suya daha dayanıklı hale getirin") veya nicel ("15 m'ye kadar suya dayanıklı hale getirin") özel bir "sağlam" tanımına ihtiyacınız var. Bu tanıma sahip olduğunuzda, "sağlam" kelimesini unutabilirsiniz.

Hata toleransı Bu, biraz daha fazla hayal gücü ve sizin tarafınızdan gereken özeni gerektiren bir şeydir. Çalıştığınız belirli ürün veya teknolojide, özellikle de teknik altyapıya sahip olmayanlarda deneyimsiz olan yöneticiler, hangi hataları beklediğinizi size söyleyemeyebilir. "Kullanıcının, sistemin çalışmasını kesintiye uğratmadan kırılmış bileşenleri değiştirebilmesi gerekir" gibi bir şey söyleyecekler ve bunu çözmek için çalışmanız gerekecek:

  • Her bileşen hangi yollarla başarısız olabilir?
  • Herhangi bir bileşenin, başarısız olabileceği yolların her birinde başarısız olma olasılığı nedir?
  • Bir bileşen belirli bir şekilde başarısız olduğunda diğer hangi bileşenler etkilenir ve sistemdeki genel etki ne olur?

Bu bilgileri toplarken, tasarımınızın dayandığı varsayımları dikkate aldığınızdan emin olun. Tüm varsayımlar bir noktada bozuluyor ve sisteminizin bu durumlarda nasıl davranacağını bilmek, ortaya çıkabilecek hataları belirlemenize yardımcı olacak. Hangi hataları bekleyeceğinizi belirledikten sonra, belirli riskleri azaltmanın ne kadar maliyetli olacağını bulmak genellikle daha kolaydır.

Bazı genel ilkeler:

  • Bir işlemin minimum kapasiteyi sürdürmesi gerekiyorsa ve kritik bir bileşenin bir noktada arızalanması muhtemelse, bileşeni gereksiz hale getirin (örneğin, temel uçuş için gerekenden daha fazla motor) veya bir geri dönüş sağlayın (örn. güçsüz iniş ).
  • Testi kendiniz yapmanız gerekse bile daima test edilmiş ürünleri ve bileşenleri kullanın.
  • Müşterilerinize / müşterilerinize / kullanıcılarınıza, ortaya çıkan arızalar hakkında geri bildirimde bulunmaları için bir mekanizma sağlayın. Her olasılığın neredeyse hiç olacağını tahmin edemezsiniz ve mevcut bir tasarımı iyileştirmek veya uyarlamak önemlidir.

* Kurulum sırasında çok fazla yalıtımın soyulması; teller üzerinde çiğneme zararlıları; telleri bir tırnak plakası olmadan saplamalardan geçirme; esnek borunun düzgün olmayan şekilde / çapaksız şekilde kesilmesi; vb.
** Ayrıca, sistemi, özellikle de çocuklar ve evcil hayvanlar gibi iç bileşen olarak kullanıcıları içerecek şekilde genişletmeyi de iddia edebilirsiniz, ancak bu tamamen bir başka tartışma.


Saatinizin örneğini takip ettiğimden emin değilim. Örneğin, modern saatler daha sağlam olması için cam yerine safir kullanıyor mu, yoksa sağlamlık, hataya (yani düşme veya çizilme) toleranslı olmanın bir sonucu mu? Arıza sadece dahili olmak zorunda mı?
hazzey

Normal aşınma (çizikler) tasarımın bir hatası değildir - her şey aşınmaya tabidir. Bir bileşen arızalanacak normal aşınma ile zayıflarsa, bu tasarımın bir hatası olur. "Tasarım" ve "sistem" kavramlarını birbirinin yerine kullanın. İstediğiniz gibi sistem sınırınızı yeniden çizebileceğinizi düşündüğünüzde belirsizleşir, ancak evet, endişe ettiğimiz hataların dahili olduğunu söyleyebilirim.
Air

Buradaki diğer soru, eğer bir saati düşürürseniz ve kırılırsa, saatin bir hatası mıdır? Saatine bağlı olduğunu söyleyebilirim. Antika cep saatleri, dağ bisikletçileri ve kaykaycılar için tasarlanmamıştır ve genellikle zincirlerde tutulur. Zincir kırılırsa, bu zincirin bir hatasıdır. Eğer bir zincir kullanmazsan, bu senin suçun. Öte yandan, bazı modern saatler özellikle suiistimal edilmek üzere tasarlandı ve bu durumda darbe direncini tasarımın açık sorumluluğu olarak kabul ediyorum. Yani yine, biraz bulanık.
Air

@ Yanıtınızı çok seviyorum, farkları iyi açıkladınız. Kaçırdığım tek şey bazı referanslar. Başlıca iddialarla özellikle ilgileniyorum, örneğin. hata toleransı ve sağlamlığı nedir. Bu iddialar için saygın bir kaynak biliyor musunuz? Cevap için teşekkürler!
WalyKu

@Kurtovic Korkmadım. Umarım ödülün, bu alanda uzmanlaşmış birinin dikkatini çeker - Ödülünüzü Twitter hesabımız yanı sıra. :)
Air

0

İşte benim iki kavram arasındaki kısa ve tatlı bir ayrım benim girişimi:

Hata töleransı:

Kendimde başarısız olmadan önce diğer insanlardan kaç hata yapabilirim?

Güçlü:

İlk olarak tasarlanmadığım yeni senaryolarda ne kadar faydalı olabilirim (veya daha önce hiç görmediğim yeni girişleri kabul edebilirim?


0

sağlamlık (bir sistemin): Sistem, gerçek çalışma koşulları (sistemin dışında) tasarımda öngörülenlerle aynı olmasa bile beklenen performansını korur (başarısız olmaz). Daha geniş, beklenen şartların etrafındaki menzildir, sistem daha sağlamdır. Basit bir örnek olarak, nispeten yumuşak asfaltta koşmak için tasarlanmış bir aracı düşünebilirsiniz ve aracı çok bakımsız bir yolda kullanırsınız. Otomobil tasarımı ne kadar sağlam olursa, bakım gerektirmeyen yolun performansı (örneğin yolcuların rahatlığı) veya aracın arızalanması beklentisi (kilometrelerden önce geçen kilometre) üzerindeki etkisi o kadar az olacaktır.

Hata töleransı (Sistem): Sistem, bileşenlerinden biri (sistemde mevcut olan) arızalandığında bile beklenen performansı korur (başarısız olmaz). Çünkü bu analiz, her bir bileşenin önemini ve bu bileşenin başarısız olma ihtimalini bilmek önemlidir.

Bir sistemi arızaya dayanıklı hale getirmek için her bileşeni daha az kritik hale getirirsiniz (birden fazla motoru olan ve uçmak için çalışan tüm motorlara ihtiyaç duymayan bir uçak motor arızalarında hataya dayanıklıdır). Sadece bir motora sahip bir uçak, motor arızalarında hataya dayanıklı değildir.

Sistemin belirli bir bileşenle ilgili olarak hataya dayanıklı hale getirilmesi pratik değilse, o bileşeni daha sağlam hale getirirsiniz, bu nedenle o bileşenin arızalanma olasılığı azalır (bu bileşen şu durumlarda çok çeşitli çalışma koşullarıyla başa çıkabilir. bir sistem olarak bakarsınız).


Cevap için teşekkürler! Talebinizi doğrulayan herhangi bir saygın kaynak biliyor musunuz?
WalyKu
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.