Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La notion de sûreté de fonctionnement des systèmes s’est élargie et complexifiée ces dernières années avec la miniaturisation de l’électronique et l’intrusion de l’informatique, intégrant maintenant des dimensions de sécurité et de testabilité matérielle et informationnelle. Il est devenu nécessaire également de prendre en compte au-delà des défaillances, les erreurs de conception responsables des dysfonctionnements génériques, stables ou transitoires. Ce concept global de sûreté de fonctionnement s’impose dorénavant dans l’atteinte de la maîtrise multidisciplinaire du risque.
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Marc GIRAUD : Ingénieur de l’École Française de Radioélectricité, d’Électronique et d’Informatique (EFREI) - Ancien chef du service Sûreté de fonctionnement et Testabilité de Dassault Électronique
INTRODUCTION
La présente refonte de l’article « Fiabilité » répond à l’évolution technologique des vingt dernières années où la miniaturisation de l’électronique et l’intrusion de l’informatique n’ont cessé d’accroître le potentiel multifonctionnel et interactif d’entités au sein de systèmes (localisés ou distribués).
Elles entraînèrent, tant sur le plan matériel – niveau d’intégration des microstructures monolithiques – que sur le plan logiciel, omniprésent de la CAO jusqu’aux applications, une augmentation notoire de la complexité qui n’est pas restée sans effets sur la méthodologie d’étude. Trois besoins sont apparus :
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d’abord l’extension des attributs considérés (fiabilité, disponibilité) au concept synthétique de « Sûreté de Fonctionnement » (SdF) intégrant les dimensions sécurité et testabilité, sous les deux aspects matériel et informationnel ;
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ensuite la prise en compte, au côté des défaillances aléatoires, de fautes déterministes – de conception – responsables de dysfonctionnements génériques, stables ou transitoires ;
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enfin l’introduction d’autres outils d’analyse (arbres de fautes, réseaux de Petri, etc.) et la mise à jour de tables et références bibliographiques.
Ce concept global SdF s’impose désormais partout pour justifier qualitativement la confiance des utilisateurs dans le service attendu et parvenir à la maîtrise multidisciplinaire du risque.
Conçu pour des non-spécialistes, concernés par l’intégration système, l’article prétend plus à une vue transversale que ciblée du sujet, privilégiant l’aspect pratique et didactique (via de nombreux emprunts à la littérature) aux développements mathématiques, toujours référencés.
Il est certain que la maintenabilité est réduite ici à la portion congrue, n’étant considérée (pour le matériel) qu’au travers de la disponibilité qu’elle sous-tend et de la testabilité dont elle est tributaire. Mais il a paru essentiel d’introduire cette dernière, dont l’implication est cruciale en électronique pour garantir l’intégrité, ne serait ce qu’au temps t = 0.
L’ensemble « Sûreté de fonctionnement des systèmes » se compose de nombreux dossiers : Sûreté de fonctionnement des systèmes- Principes et définitions à [E 3 855].
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Concepts et modèles probabilistes des attributs SdF1. Le défi « sûreté de fonctionnement »
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En électronique et dans leurs analyses prévisionnelles, les fiabilistes étaient jadis principalement concernés par la défaillance – irréversible – de composants matériels, entraînant sur les composés une transition fonctionnelle, de l’état « bon » à l’état « panne » (ou « dégradé », en cas de redondance).
L’instant de survenue de la défaillance – commodément supposé aléatoire – excluait de ce fait la recherche de toute faute déterministe relative à la conception ou plus tard à l’utilisation. Il ne leur incombait donc que le calcul – probabiliste – de son occurrence et de ses incidences sur les objectifs de fiabilité, sécurité, disponibilité, ou de rupture de stocks.
Mais ces chiffrages, effectués pour l’essentiel sur des concepts sans dimension – ne relevant que du hasard – se situaient fréquemment aux yeux des managers, du mauvais côté de la virgule, sinon dans l’ombre de l’incrédulité.
Sans même parler des concepteurs à qui les fiabilistes pouvaient asséner, de par la loi exponentielle négative gouvernant la distribution aléatoire des instants de défaillance :
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« le MTBF (Mean Time Between Failure) de votre équipement ne dépend pas de l’ordonnancement du schéma électrique, mais seulement des λ (en vrac) de sa nomenclature, dans son environnement physique... », ou bien :
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« puisque je vois l’équipement fonctionner, il est redevenu comme neuf... ».
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C’est la multiplication des coûts liés à la révélation tardive de dysfonctionnements déterministes, dus pour la plupart à la complexité de modélisation d’interférences fonctionnelles et environnementales (*) qui nous contraint tous à accepter maintenant le défi multidisciplinaire d’une SdF synthétique, voire tolérante aux fautes.
(*) « Métastase logicielle » pour certains et inadéquation CEM pour d’autres !
À côté des défaillances physiques des composants – proportionnellement plus rares, grâce à l’homogénéité et au contrôle des processus de production – se multiplient désormais des anomalies de plus en plus spécifiques...
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Le défi « sûreté de fonctionnement »
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LAPRIE (J.C.) (LAAS/CNRS) - Dependable Computing and Fault Tolerance : Concepts and Terminology - . Proc. 15th I.E.E.E. Juin 85 (FTCS 15).
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(2) - ARSENAULT (J.E.), ROBERTS (J.A.) - Reliability and Maintainability of Electronic Systems - . Pitman 1980.
-
(3) - GIRAUD (M.), ROBERT (H.), CORDAT (P.) - Taux de défaillance du vote majoritaire sur profils ordonnés - . Dassault Electronique, 6e colloque intern. Fiabilité et Maintenabilité, Strasbourg 1988.
-
(4) - LEROY (A.), SIGNORET (J.P.) - Le Risque Technologique - . Que sais-je ? PUF 2669.
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(5) - * - GAM T16 norme « Testabilité des cartes et des systèmes électroniques » éditée par CTINE/STEE (Ministère de la Défense).
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(6) - VILLEMEUR (A.) - Sûreté de Fonctionnement des systèmes...
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