Nature & confiance en la prédiction

Nature de la prédiction
 

Les prévisions de fiabilité données par la méthodologie FIDES sont des taux de défaillance, notés λ ("Lambda").
L'observation expérimentale montre que l'évolution du taux de défaillance en fonction du temps est en général représentée par la courbe suivante dite "courbe en baignoire".

La vie d'un composant peut donc être divisée en trois périodes :

• Période de jeunesse, défaillances précoces.
• Période de vie utile, taux de défaillance sensiblement constant.
• Période de vieillesse, défaillances d'usure.

Lors de la période de jeunesse, le taux de défaillance diminue. La probabilité de panne d'un composant décroît avec le temps. C'est la période où les défaillances sont dues à des problèmes de mise en place des procédés et au déverminage.

La période de vie utile est représentée par un taux de défaillance constant. La probabilité d'une panne est indépendante du nombre d'heures de fonctionnement de l'équipement (pannes aléatoires). Cette période, souvent inexistante pour la mécanique, est celle de référence pour l'électronique.

Lors de la période de vieillesse, la probabilité de panne augmente avec le nombre d'heures de fonctionnement : plus l'équipement est vieux, plus il est probable d'avoir une défaillance. Ce type de comportement est caractéristique des systèmes soumis à usure ou autres détériorations progressives qui correspondent à des taux de défaillance croissants.

Le modèle d'évaluation FIDES propose une évaluation de fiabilité à taux de défaillance constant. Les périodes de jeunesse et de vieillesse sont exclues de la prévision. Cela pour les raisons suivantes :

• Tout d'abord, la période de jeunesse est représentative de la mise au point d'un équipement ou d'un système. La maîtrise de la croissance de fiabilité pendant cette phase est une étape cruciale pour l'obtention rapide d'une bonne fiabilité.
• La période de vieillesse est également exclue de FIDES car elle est en principe suffisamment lointaine par rapport à la durée de vie utile des systèmes électroniques que couvre FIDES. Cependant, la vérification de cette hypothèse lors de la conception d'un système est un point clé. Dans le cas de composants à durée de vie insuffisante, d'autres approches que la seule fiabilité prévisionnelle doivent traiter cet aspect, comme par exemple la définition de maintenances préventives.
• Il est certain qu'au niveau microscopique très peu de mécanismes de défaillance répondent strictement à une loi d'apparition de type "taux constant". Cependant :
• Beaucoup de mécanismes de défaillance bien que cumulatifs, donc croissants dans le temps, ont une telle dispersion qu'ils sont assimilables à une constante sur les périodes considérées.
• La multiplicité et la diversité des composants, même sur une seule carte, vont conduire à un cumul proche d'une constante.
• Les différences d'âge entre les équipements d'un même système ou d'un parc conduisent à l'obtention d'un taux constant pour l'observateur de niveau système.

Pour ces raisons, l'utilisation d'un taux de défaillance constant reste l'approche la plus pertinente pour l'estimation de la fiabilité prévisionnelle d'un système.

Confiance dans la prédiction

Les évaluations réalisées suivant la méthodologie FIDES visent à donner des valeurs réalistes des niveaux de fiabilité, proches des valeurs moyennes couramment observées (par opposition à des valeurs pessimistes ou prudentes).
Une question primordiale à l'issue d'une estimation de fiabilité prévisionnelle est de savoir quelle confiance lui accorder. Cette question est d'autant plus importante que les utilisateurs n'ont pas confiance dans les résultats bruts fournis par les méthodologies antérieures et que la maîtrise de la fiabilité (quantification et ingénierie) dans les projets est devenue essentielle. L'un des objectifs du projet FIDES est de construire cette confiance. Cependant, l'exactitude de la prédiction n'est pas la seule finalité de la méthodologie FIDES. L'identification et la maîtrise des facteurs influant sur la fiabilité peuvent être considérées comme des objectifs plus importants encore.
En règle générale, une estimation de fiabilité prévisionnelle ne peut pas être assortie d'un intervalle de confiance comme il est possible de le faire lorsqu'on mesure un taux de défaillance à partir d'un retour d'expérience. Dans le cas de FIDES, s'il serait éventuellement possible de calculer un intervalle de confiance sur certains taux de défaillance de base, il est pratiquement impossible d'estimer la confiance dans tous les paramètres d'ajustements, même lorsqu'il s'agit de lois d'accélération physiques connues et largement utilisées.
Il est important de garder en considération que la fiabilité est une notion probabiliste :
De même qu'il est impossible de prédire quelle sera la vie réelle d'un produit, il est impossible de prévoir exactement quand les pannes vont se produire ou pourquoi. La physique des défaillances est employée dans certains cas pour prédire des valeurs probabilistes de durée de vie (Time To Fail) et ce type de prédiction est complémentaire à la prédiction de fiabilité.
Note : L'utilisation dans les modèles de valeurs numériques comprenant plusieurs chiffres significatifs n'est pas une indication sur la précision attendue des résultats. La représentativité de la prédiction augmente avec le nombre de composants considérés. Les prédictions ne sont en général pas applicables au niveau d'un article seul. Il faut éviter de comparer fiabilité prévisionnelle et fiabilité observée à un niveau inférieur à celui d'une carte électronique et il est plus recommandé de se placer au moins à un niveau équipement (ensemble de cartes électroniques).