CHƯƠNG MỘT

KHOA HỌC VỀ ðỘ TIN CẬY
1. Mở ñầu:
ðộ tin cậy giữ vai trò quan trọng trên thương trường. Từ ñó, cần có nhóm kỹ thuật
về ñộ tin cậy ñể hỗ trợ quá trình thiết kế-phát triển sản phẩm. Hình 1 mô tả ba chức năng
cơ bản của nhóm là: thiết kế ñộ tin cậy, kiểm tra ñộ tin cậy và phân tích vật lý. Các hoạt
ñộng này rất quan trọng
trong chương trình về ñộ
tin cậy.
Hoạt ñộng ñầu tiên
của khoa học về ñộ tin
cậy khi hỗ trợ phát triển
sản phẩm là thiết kế ñộ
tin cậy (DfR: Design for
Reliability). ðây là bước
ñầu trong pha ý tưởng
(idea phase) của chu kỳ
phát triển và tiếp tục cho
ñến giai ñoạn lỗi thời
(obsolescence) của sản
phẩm. Bước thiết kế ñộ
tin cậy ñược dùng nhằm cải thiện ñộ tin cậy của sản phẩm thông qua việc ứng dụng kiến
thức về hỏng hóc vật lý. Quá trình này có quan hệ chặc chẽ với hai khối chức năng khác,
tạo quá trình thiết kế các pha/ cổng có quan hệ với nhau.
Chức năng thứ hai là kiểm tra ñộ tin cậy (reliability verification), trong bước này cần
có nghiên cứu kiểm tra và thử nghiệm minh chứng nhằm bảo ñảm tính phù hợp của sản
phẩm với yêu cầu ñộ tin cậy của khách hành. Có hai dạng kiểm tra ñộ tin cậy: ñộ tin cậy
quá trình (process reliability) và thử nghiệm ñộ chín chắn của thiết kế (design maturity
testing). ðộ tin cậy quá trình
chú trọng phát triển kiến thức

chu kỳ phát triển sản phẩm. Các công cụ này ñược phát triển nhằm giảm rủi ro trong
bước ñầu, khi ñưa sản phẩm ra thị trường. Tác ñộng thực tế về ñộ tin cậy xuất hiện ban
ñầu trong giai ñoạn này, do ñó ñây là lúc chọn giải pháp thiết kế, ñịnh nghĩa yêu cầu về
ñộ tin cậy cần thực hiện.
2.2 Giai ñoạn ñánh giá Cổng giai ñoạn 2: Thiết kế chức năng giảm rủi ro sẽ xuất hiện trong giai ñoạn ñánh giá,
ñể giải quyết các bất ñịnh quanh xu hướng thiết kế. Các nghiên cứu thử nghiệm về ñánh
giá ñộ tin cậy của thiết kế (DART: design assessement reliability test) không chỉ dùng
mẫu thử thống kê mà còn giải quyết các sai sót tiềm tàng hiện hữu khi chọn thiết kế (xem
hình 3). Tăng trưởng ñộ tin cậy là trọng tâm của giai ñoạn ñánh giá với khả năng ñạt
mức cải thiện ñến 65% ñộ tin cậy ban ñầu (xem hình 3). Chức năng này ñược thực hiện
dùng phân tích - thử nghiệm (test-analyse) và hành ñộng sửa chữa (fix activities) trong
nghiên cứu giảm rủi ro.

ro của dự án. Một thiết kế thường dùng kết quả từ thiết kế hiện hữu hay ñôi khi chỉ là một
thay ñổi nhỏ của một thiết kế ñã có. Các sản phẩm này không thể khống chế một cách tự
ñộng toàn bộ một quá trình thiết kế cổng giai ñoạn, với tất cả công cụ của kỹ thuật ñộ tin
cậy. Nếu sản phẩm dùng công nghệ mới và là một thay ñổi cách mạng về bản chất, thì
cần thực hiện cổng giai ñoạn ở mức ñộ cao hơn. Các rủi ro về tài chính cũng ảnh hưởng
nhiều ñến công nghệ, nên cần xem như một tham số ñánh giá. Việc cân nhắc và chọn lọc
công cụ này là cần thiết ñể bảo ñảm thực hiện cấp ñộ tin cậy cao, tuy nhiên, yếu tố chi
phí cũng cần ñược quan tâm khi ñưa sản phẩm ra thị trường. Ý niệm về rủi ro sẽ ñược
trình bày trong chương 13. Bảng 1 mô tả bản chất công tác cần thực hiện trong mỗi bước
của quá trình thiết kế.
Bảng 1: Cổng giai ñoạn của ñộ tin cậy
Bước Cổng giai ñoạn Công việc Mô tả
1 Ý tưởng Hiểu biết về
yêu cầu của
Các xu hướng dùng công cụ kỹ thuật ñồng
hành như FMEA và ñánh giá về tính cạnh
khách hàng tranh ñể xác ñịnh ñúng yêu cầu thực
2 ðánh giá Thử nghiệm
ñánh giá thiết
kế ñộ tin cậy
Nghiên cứu giảm thiểu rủi ro và tác ñộng
tăng trưởng ñộ tin cậy nhằm tìm ra và cố
ñịnh chế ñộ hỏng hóc trong thời gian thực,
ñồng hành với quá trình thiết kế, dùng kỹ
thuật tăng trưởng ñộ tin cậy dùng gia tốc
cao, thử nghiệm lão hóa nhanh (HALT),
dùng Test-
Analyse and Fix (TAAF) và
phương pháp khác cần cho công nghệ này.


Công cụ cơ bản ñầu
tiên là
FMEA/Benchmarking
(Failure Modes and Effects
Analysis /Benchmarking). ðây là một công cụ quan trọng nhằm ñảm bảo tích hợp ñược
ñộ tin cậy vào quá trình thiết kế, có bao nhiêu hỏng hóc có thể xảy ra, mức ñộ hỏng hóc
ra sao và xác suất xuất hiện hỏng hóc. Khi ñã nhận dạng ñược tham số này, ta ñịnh
hướng ñược quá trình thiết kế vào kết quả của sản phẩm cũng như năng lực của môi
trường sử dụng. FMEA luôn cho lợi nhuận lớn nhất khi dùng với kỹ thuật ñồng hành
thích hợp.
ðánh giá mức ñộ cạnh tranh cũng rất quan trọng trong quá trình DfR, bảo ñảm là ñã
tích hợp ñược mọi khía cạnh quan trọng nhất của thiết kế. ðánh giá về ñối thủ cạnh tranh
cũng quan trọng như tự ñánh giá mình. Tận dụng tác dụng ñòn bẩy của mọi ngõ vào mà
ñối thủ cạnh tranh hiện có trên thương trường cũng là một phần trong thông lệ tốt nhất
của thương mãi, nhằm tạo ra sản phẩm có vật liệu, ñóng gói, tính năng tốt nhất, ñồng
thời tích hợp yếu tố ñiện, cơ cùng yếu tố về chi phí.
Mô hình hóa dự báo tạo ước lượng ban ñầu về thời gian giữa hai lần hỏng hóc MTBF
(Mean Time Between Failure), thời gian hỏng hóc trung bình MTTF (Mean Time To
Failure). Tỉ số MTBF/MTTF ước lượng tầm quan trọng về tính khả thi của thiết kế có
ñáp ứng ñược ñộ tin cậy thực tế, thỏa mãn yêu cầu của khách hàng. ðồng thời tính toán
này cũng ñịnh hướng và tham gia vào quá trình xác ñịnh yếu tố tranh chấp trong thiết kế,
cho phép chọn lọc ñược thiết kết tốt nhất. Các chức năng về mô hình hóa dự báo tiếp tục
trong suốt quá trình các cổng giai ñoạn nhằm ñịnh nghĩa lại ước lượng MTBF/MTTF và
bảo ñảm là sản phẩm ñạt ñược mục tiêu về ñộ tin cậy. Phương pháp mô hình dự báo tuy
có những giới hạn về ñộ chính xác về mô hình và cơ sở dữ liệu nên hiện ñang tiếp tục
hướng nghiên cứu ñịnh lượng.
Hỏng hóc vật lý cho thấy tác ñộng của kỹ thuật ñộ tin cậy lên quá trình thiết kế. Hỏng
hóc vật lý là hiểu biết về tính chất của vật liệu, quá trình, và công nghệ ñược dùng trong
thiết kế và phương thức tác ñộng của ñặc tính này lên các ñiều kiện ngẫu nhiên của thiết
kế chu kỳ sống sản phẩm. Kỹ sư về ñộ tin cậy cần hiểu biết về ñiều kiện sử dụng ñúng và

cần cho việc xây dựng một công nghệ bền vững phù hợp với nhu cần hiện tại của thị
trường. Công nghệ và sản phẩm ngày càng phát triển và càng tinh vi nên khả năng phân
tích cũng cần có các bước tương ứng. Các bước phát triển này có tính chu kỳ, thay ñổi và
hoàn thiện với chu kỳ
khoảng sáu năm.
ðể giải quyết
thách thức này, cần ñến
phương tiện phân tích
tại chổ có tầm vóc quốc
tế (in house world-class
analysis facility). Các
phương tiện này phải
phân tích ñược về sản
phẩm và quá trình, kỹ
thuật kiến tạo và kỹ
thuật ngược
(construction and
reverse engineering),
phân tích vật lý và vật
liệu, nghiên cứu ñiều
tra chế ñộ hỏng hóc,
bao gồm cả việc tìm kiếm các yếu tố nhiệt ñộ và phóng tỉnh ñiện. Các phương tiện phân
tích này ñược xây dựng dựa vào thông tin từ kinh nghiệm và quá khứ. Khi có thông tin
ñúng ñắn và kịp thời thì nhóm thiết kế sẽ ra ñược những quyết ñính ñúng ñắn và kịp thời
khi thiết kế sản phẩm. Các công cụ phân tích ở hình 6 sẽ ñược mô tả ở chương 7.
Công nghệ thông tin hiện ñại về cơ sở dữ liệu, intranet và công cụ tìm kiếm cho
phép ta ñưa thông tin quá khứ trực tuyến vào mạng nội bộ của công ty. ðiều này là bảo
ñảm là thông tin vật lý về hỏng hóc phải dùng ñược ñể loại trừ ñược chế ñộ hỏng hóc.
Kết nối công cụ phân tích với cơ sở dữ liệu trung tâm và việc truy cập trực tiếp qua
intranet, cung cấp cơ sở ảo nhằm lưu trữ dữ liệu dùng hỗ trợ hoạt ñộng kỹ thuật toàn