Produktuen diseinuaren ezkutuko faktoreak
1996/07/01 Zabala Lekue, Eduardo Iturria: Elhuyar aldizkaria
Kontsumo-merkatuaren garaiaren aurrerabidean, produktuaren sorreran eragiten duten arloak gero eta garrantzi handiagoa hartuz joan dira.
Produktua ez da erabilpen jakin baterako diseinaturik dagoen zerbait soilik; bezeroen beharrak aseko dituen zerbait ere bada. Horregatik funtzionalki antzeko beste bat baino hobea den produktuak, hark baino arrakasta txikiagoa izan dezake, haren merkaturatze-planteamendua (salmenta-politika, publizitatea…) egokia izan ez bada. Bezeroen beharrak bete ahal izateko, produktuak bezero horiengana behintzat heldu behar du. Eta horixe da marketing-ak duen garrantziaren arrazoia.
Beste alde batetik, produktuaren kalitate-mailari dagokionean, merkatuak eskatutakoari egokitzen zaiola bermatu behar da. Bestela, produktua onartua izateko aukerak merkatuaren eskari-mailak eta konkurrentziak zehaztuko dituzte.
Produktuaren kalitatearekin lotura estua duten faktoreak fidagarritasuna, saiagarritasuna eta mantenigarritasuna dira. Kalitate-kontrolak produkzioarekin zerikusi handia badu, fidagarritasun-teknikek denboran zehar produktuaren kalitatea ziurtatzeko ere balio dute. Produktuaren saiagarritasunak haren egoerari buruzko argibideak ematen ditu, matxuratuta egonez gero, azkenik, konponbideak iradokiz. Mantenigarritasunak produktua bezeroen esku jarri ondoren, matxuratzean hura konpontzeko bideak eskaintzen ditu.
Ondoko eskeman, produktu baten diseinuan eta bere bizitzan zehar agertzen diren faktore nagusien arteko erlazioak laburbiltzen dira.
Produktuaren prezioan zuzenean eragiten duten faktoreak materialak eskuratzearen, muntaiaren eta egindako saiakuntzen kostuak dira. Horiez gain, produktuaren prezioan amortizazio batzuen kostua ere hartu behar da kontutan.
Sistemaren fidagarritasuna tarte batean funtzio jakin batzuk betetzeko probabilitatea da, baldintza konkretu batzuen arabera. Fidagarritasuna lortzeko bide onena, hutsegite gutxien izango dituen produktua garatzea da. Hori ez gertatzeko, modulu erredundanteak erabiltzen dira: haietariko batek huts eginez gero, ondo segitzen dutenek beteko lituzkete beharrezko funtzioak.
Sistema batentzat zehaztu diren fidagarrritasun- eta mantenigarritasun-mailak diseinuaren hasierako faseetatik hartu behar dira kontutan; hots, diseinuaren arlo bat gehiago dela onartu behar da.
Bizitza osoan hutsik egin gabe funtzionatzea oso sistema gutxitan gertatzen den zerbait da. Beraz, funtzionamendua desegokia izateak aurreikuspenen barruan egon behar du.
Horren guztiaren ondorio gisa, sistema matxuratzeko arriskua dagoelako, mantenigarritasun-maila egokia antolatu behar da. Hori errazteko, diseinuaren lehen faseetatik hartu behar da kontutan.
Diseinu-faktoreak
Produktu bat diseinatzea erabakitzen denean, merkatuaren erantzuna nolakoa izango den eta diseinuaren zailtasuna dira kontutan hartu beharreko alderdi nagusiak.
Diseinuaren zailtasuna linealki igotzen den bitartean, diseinurako denbora eta inbertsioa esponentzialki handiagotzen dira. Hori justifikatzeko, merkatu-aurreikuspenak onak izan beharko lirateke.
Halaber, diseinuaren antolaketa eta gestioa martxa onerako faktore garrantzitsuenak dira. Proiektua behar den moduan eramateko, proiektuaren diseinatzaileen eragina aldagai askoren menpe dago. Horien artean garrantzitsuenetako bat proiektuaren errendimendu-maila orokorra da. Lan-errendimendua txarra izatearen arrazoiak oso desberdinak izan daitezke. Arrazoi horiek batera gertatuz gero, errendimendua esponentzialki jaisten da. Errendimendua % 80-koa baino handiagoa izatea oso zaila izaten da.
Goiko argazkian, diseinuari laguntzeko erabiltzen den emuladorea erakusten da.
Fidagarritasuna
Sistemaren fidagarritasuna, hardwarearen eta softwarearen fidagarritasunaren emaitza da.
Proiektuak txikiak edo erdi-mailakoak direnean, ez da oro har, fidagarritasun-kalkulu edo -frogarik egiten. Izan ere, horrelakoetan produktua garatzeko diru gutxi egoten da eta fidagarritasuna eta horren beharra ez dira askotan ezagutzen.
Fidagarritasunaren garapenean sortzen diren atzerapenen arriskurik handiena proiektuaren hasieratik kontutan hartu ez denean gertatzen da; fidagarritasunaren beharra, prototipoak onetsi ondoko proiektuaren bukaerako faseetan kontutan hartzen bada, alegia.
Sistemaren fidagarritasunaren adierazlea MTBF ( Mean Time Between Failures ), hau da, huts egin arteko batezbesteko denbora , da; bestela esanda, funtzionamendu-tarte osoaren eta hutsegite-kopuruaren arteko erlazioa.
Fidagarritasuna, oro har, MIL-HDBK-217 arautegiaren bidez, sistemaren MTBF begiz joz kalkulatzen da. Horrela lortutako emaitzak oso kontserbadoreak izaten dira.
Produktu baten fidagarritasun-maila, kasu batzuetan, proiektuaren zehaztapenarekin bat dator. Kasu gehienetan, hala ere, fidagarritasuna produktuaren zehaztu gabeko eta bete beharreko eskakizuna izaten da.
Fidagarritasun-ezagatik sor daitezkeen arriskuak merkatuak eskatutako MTBF minimoak zehazten ditu.
Fidagarritasun-saiakuntzak
Diseinuaren benetako fidagarritasuna neurtzeko, saiakuntza bereziak prestatu behar dira.
Osagai elektronikoen bizitzaren hasieran hutsegite-probabilitatea oso handia da, hutsegite goiztiar deritzonagatik. Hori ez gertatzeko, saiakuntza funtzionala egin baino lehen, osagaiak beroketa prozesu bat ( errekuntza ) jasan behar du. Honen bidez, erdieroaleen barneko erreakzio kimikoak arintzen dira, tenperatura altuko astebeteko funtzionamendua tenperatura baxuagotan hilabete batzuetan izango litzatekeenaren baliokide izanik.
Beroketaren eraginaren koantifikazioa Ahrreniusen ekuazioaren bidez hurbil daiteke.
Q = erreakzio kimikoaren abiadura
A = konstantea
Ea = erreakzio kimikoaren aktibazio-energia (eV)
K = Boltzmanen konstantea (8.61.10-5eV/ºK), eta
T = erreakzioaren tenperatura absolutua (ºK) dira.
Bide hau erabiliz, esate baterako, 40 ºC-tan funtzionatzen duen osagai bati 125 ºC-ko tenperatura lortzen duen beroketa jasan arazten bazaio, eta, hutsegite goiztiarreko 20 asteko tartea suposatuz, ordu-erdiko beroketa-tartea nahikoa izango luke.
Hala ere, baimendutako giro-tenperatura maximoa kondentsadore eta plastikoz egindako osagaiek zehaztuko lukete; aipatu kasua 60-90 ºC mailakoa da.
Hutsegite goiztiarra gainditzeko tartea ( errekuntza ren kasuan) 48-168 ordukoa izaten da; osagaien arabera gertatzen denez, balore egokiena esperientziak ematen duena izango da beti.
Fidagarritasunaren errakuntza-saiakuntzaren abantaila handia, funtzionamendu-datu batzuk lortzeaz gain, epe luzeko sistemaren akatsak ezagutzea da. Akats hauek fidagarritasunaren saiakuntzan zehar agertuz doaz eta beraz, diseinua zuzentzeko aukera ematen dute.
MTBFaren kalkuluan edo fidagarritasunaren saiakuntzaren bidez lortutako emaitzak behar baino txarragoak direnean, sistemaren fidagarritasunaren hobekuntza garatu beharko litzateke.
Honek, osagai berezi edo teknika erredundanteen beharra izateaz aparte, diseinu osoa birplanteatu beharra ekar dezake; eta jakina denez, diseinuaren kostua garestitu egin dezake.
Fidagarritasuna ziurtatzeko beste saiakuntza bat dardara da. Saio horren bidez, beroketan aurki daitezkeen hutsegite-motetatik at, beste hutsegite-mota batzuk ere ager daitezke, soldadura txarrak eta aldizkako hutsegiteak batez ere.
Sistema erredundanteak
Ekipo askoren kasuan, husegite batzuen eragina guztiz onartezina izaten da. Horretarako, sistemaren osagaiak kontutan hartuz, beharrezko fidagarritasun-maila ezin bada lortu, hutsegiteak jasan ditzaketen moduluak diseinatu behar dira, teknika erredundanteen bidez.
Hutsegite bat gertatzerakoan, hiru ekintza-mota buru daiteke:
- Sistemak haren ezaugarririk ez galtzea: erredundantzia gabeko konputagailu-sistema batek batezbesteko 0.99ko erabilgarritasuna badu, erredundante batek 0.999999ko erabilgarritasuna izan dezake.
- Sistemak, nahiz eta funtzionatzen segitzerik izan ezaugarriren bat galdu egiten du ( graceful degradation deiturikoa).
- Sistemak ezin du funtzionamenduan segitu, baina egoera seguru batean gelditzen da ( safe shutdown ).
Softwarearen fidagarritasuna
Hardware eta softwarearen fidagarritasunaren ikuspuntuak nahiko desberdinak dira. Hardware hutseko sistemetan, fidagarritasun gutxiko portaera osagaien hutsegiteek eragiten dute, ez diseinu-akatsek. Softwarearen hutsak, berriz, diseinatzailearen akats zuzenak dira, eta oso egoera zehatzetan ematen dira.
Softwarearen fidagarritasuna lortzeko biderik gomendagarriena hutsik gabe kodetzea da; tolerantzi teknikak aplikatu behar izatekotan, kostuak handiagoak izango lirateke eta. Horrelako teknikak erabiltzeko arrazoiek oso nabariak izan behar dute.
Teknika hauek tolerantzia gabekoak baino konplexuagoak badira ere, haien gestioa ez da horrelakoa; hau da, zein mailatara heldu behar den, produktuak bete behar dituzten baldintzetan guztiz zehaztuta egongo da.
Softwarearen kodetzea eta arazketa egin ondoren, haren kalitate-maila neurtu behar da, produktua eta merkatuaren eskakizunak kontutan hartuz.
Softwarearen fidagarritasuna neurtzeko metodoak ez dira erabiltzeko errazak izaten. Oztopo handienetako bat garapen- eta datu-eskurapenaren arteko hutsaltasunak sortzen du.
1973 garatzen hasi zen MUSAren metodoa da gehien erabiltzen dena. Metodo honen bidez, garapen-fase bakoitzeko huts-kopurua begiz jo daiteke.
MUSAren metodoaren oinarria, softwarearen MTBF saiakuntzen ordu-kopuruaz esponentzialki igotzen dela da.
Mantenigarritasuna
Mantenigarritasunak mantenimendua eta konponketa hartzen ditu bere baitan. Mantenigarritasun-egitarauak errentagarri diren inbertsio garrantzitsuak burutzera behartzen du sistemaren bizitzaren une desberdinetan: hala nola, aurrediseinuan, diseinuan eta fabrikazioan.
Matxuratutako sistema baten konponketa-tartean eragin handia duen faktorea konponketa-zerbitzua eta bezeroen arteko distantzia da.
Ekipoak zenbat eta saiagarritasun handiagoa izan, gero eta errazagoa izango da suntsitutako modulua aurkitzea. Bestela, txarto dagoen osagaia zein den jakiteko, tresna eta ezaguera bereziak derrigorrezkoak izango dira.
Oro har, hiru mantenimendu-politika egon daiteke:
- Huts egin ondorengo mantenimendua : hutsegitea gertatu arte ez da inolako mantenimendurik egiten.
- Aurreikusitako mantenimendua : tarte jakinetan, data eta osagaiaren adinaren arabera, konponketa eta aldaketa batzuk burutzen dira.
- Baldintzatutako mantenimendua : sistemaren kontrol ugarien bidez, haren ezagutza sakona lortzen da eta aldatu behar den osagaia hark huts egin aurretik ezagutzen da.
Erabilgarritasuna
Sistemak funtzionatu behar duen tartearen zein proportziotan ondo funtzionatzen ari den adierazten duen aldagaia ERABILGARRITASUNA da.
MTTR , sistemaren mantenigarritasun-mailaren adierazlea dena, konpontzeko batezbesteko denbora ( Mean Time To Repair ) da, hau da, tarte bateko hutsegite guztiak konpontzeko erabilitako denbora osoa eta hutsegite-kopuruaren arteko erlazioa.
Horrela, sistema konpontzeko erraza balitz, (MTTR txikia izanik) erabilgarritasuna altua izango litzateke, nahiz eta fidagarritasuna (MTBF) oso ona izan ez.
RAM ( Reliability, Availability, Maintainability, fidagarritasuna, erabilgarritasuna, mantenigarritasuna alegia) deituriko aldagaia erabilgarritasunaren adierazlea da.
Saiagarritasuna
Hutsegitearen detekzioaren erakusgarria argia eta ikusterraza izatea komenigarria da, mantenimendua errazteko. Sistema elektronikoetan, asko hobetu dira horrelako metodoak, batez ere mikroprozesadoreak dituztenak.
Saiakuntza-sistemak hurrengo mailetan sailka ditzakegu:
- ESKU-SAIAKUNTZA: saiakuntza pertsona batek egiten du, esku-tresnak erabiliz. Hau, motela bada ere, nahikoa fidagarria izaten da.
- SAIAKUNTZA ERDIAUTOMATIKOA: pertsonaren lana denbora osoaren %2 eta %50 artean dagoenean. Hau, antzeko sistemen saiakuntzak egin behar direnean da interesgarria.
- SAIAKUNTZA AUTOMATIKOA: beharginen mantenimendu-lanak gutxiagotzeko ekipoa erabiltzen da. Orokorki, azterketa zehatza egin eta hutsegiteren bat topatu ondoren, beharginari jakinarazten dio, datuak ikertu eta erabakiak har ditzan. Lan-denbora ez da saiakuntza-denbora osoaren %2ra heltzen.
- SISTEMAN BERTAN OSATUTAKO SAIAKUNTZA: saiakuntzarako osagaiak sisteman bertan txertatuta daude edo diagnostikorako seinaleak atera daitezke, kanpoko beste sistema batek azter ditzan.
Txartel elektronikoen saiakuntza egiteko gehien erabili izan den ekipoa saiakuntza funtzionala egitekoa da. Honelako ekipo batek hutsegiteen %95 aurki ditzake. Haren kostua handia izateaz gain, teknikari aditu batek programatzen pasatu behar duen denbora ere handia izaten da, erabiltzen duen softwarea oso konplexua baita.
Zirkuituko saiakuntza egiteko, ekipoek osagai bakoitzaren parametroen saiakuntzak egiten dituzte, saiakuntza-puntuek osatzen duten untze-ohearen bidez. Hura programatzea erraza izaten da, eta hutsegiteak detektatzeko batezbesteko efizientzia % 80koa.
Zirkuituko ekipoen erabilera interesgarriena saiakuntza funtzionala egiten dutenekin konbinatzea izaten da, hau da, saiakuntza funtzionalerako ekipoari zamaren zati bat kentzea; parametroak muga batzuetatik kanpo dituzten osagaiak zeintzuk diren finkatzea hain zuzen ere.
Prototipoen saiakuntzaren bidezko produktuen onespenerako era on bakarra, kasu txarrenaren funtzionamendua egiaztatzea izaten da. Hau da, saiakuntza-giro egoera (beroa, hezetasuna, dardara…) eta osagai elektronikoen funtzionamendu-mailak, zehaztapenetan onar daitekeen edozein egoerari erantzuteko gai izan behar dute.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
