Betrouwbaarheid van technische systemen

Transcriptie

1 Betrouwbaarheid van technische systemen anticiperen op trends Redactie: dr. M.R. de Graef STT 64

2 Betrouwbaarheid van technische systemen

3 De Stichting Toekomstbeeld der Techniek (STT) is in 1968 opgericht door het Koninklijk Instituut van Ingenieurs en is in 2001 gefuseerd met BEWETON. Het werk van STT bestaat voornamelijk uit het uitvoeren van verkenningen op het grensvlak van techniek en samenleving. Door het stimuleren en faciliteren van de kennisuitwisseling tussen mensen van uiteenlopende achtergronden en expertise wordt een brede visie ontwikkeld. Dit proces van kennisfusie is een belangrijk doel van de verkenningen van STT. Het tastbare resultaat is een boek waarin de bevindingen worden vastgelegd. De resultaten worden verspreid op symposia en via de media. Het bezoekadres van STT is Prinsessegracht 23, Den Haag. Correspondentieadres: Postbus 30424, 2500 GK Den Haag, Nederland. Telefoon

4 Betrouwbaarheid van technische systemen Anticiperen op trends Redactie: dr. M.R. de Graef 2001 Stichting Toekomstbeeld der Techniek (STT) Den Haag, Nederland 3

5 Colofon Boekontwerp Salabim, bureau voor vormgeving BNO, Rotterdam Illustratie omslag Peter A. Weustink (Salabim BNO) Drukwerk Drukkerij Liesbosch, Nieuwegein CIP-data Koninklijke Bibliotheek, Den Haag ISBN NUGI 841 Trefwoorden betrouwbaarheid, techniek, bedrijfsprocessen, organisatie 2001 Stichting Toekomstbeeld der Techniek, Den Haag Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. No part of this work may be reproduced in any form by print, photoprint, microfilm or any other means without written permission from the publisher. Voor de reproductie(s) zoals bedoeld in art. 16b en 17 van de Auteurswet 1912 (ten bate van eigen oefening, studie enz. en/of ten bate van organisaties, instellingen enz.) van een of meer pagina s is een vergoeding verschuldigd. Voor inlichtingen betreffende de hoogte en afdracht van de vergoeding kan men zich wenden tot de Stichting Reprorecht Amstelveen.

6

7 Inhoud Voorwoord: Betrouwbaarheid van technische systemen 10 Samenvatting 12 Deel 1 1 Overzicht geschiedenis van betrouwbaarheid 16 dr. M.R. de Graef 2 Het begrip bedrijfszekerheid 22 mr.ir. M. van der Meulen 3 Risicoanalyse: een historisch overzicht 28 ir. R.W. van Otterloo 4 Relatie tussen de diverse bedrijfsprocessen 36 ir. A.J.M. Huijben 5 Invloed van trends op productontwikkeling en op bedrijfszekerheid 54 prof.dr.ir. A.C. Brombacher, dr. M.R. de Graef, ir. E. den Ouden, ir. S. Minderhoud, Y. Lu, MSc 6 Veiligheid in de procesindustrie 72 ing. R.Th.E. Spiker 6

8 7 Rol management en organisatie in veiligheid en betrouwbaarheid: een kort overzicht 80 dr. T.W. van der Schaaf 8 De complexiteitsparadox: over mechanische en adaptieve systemen 86 dr.ir. J.F.L.M. Brukx, dr. G.L. Wackers Deel 2 9 Inleiding 102 dr. M.R. de Graef 10 Informatie- en communicatietechnologie, de nieuwe Achilleshiel? 104 ir. H.A.M. Luiijf 11 Betrouwbaarheid digitale ruimte door marktwerking en publiek-private samenwerking 114 drs. F.J.G. van de Linde 12 Het betrouwbaar ontwerp van een modern straalverkeersvliegtuig 120 ir. R.D. Boers 13 Belang integraal software testen en de mislukte marsmissies 134 ir. R.J. Baarda 14 Bouwvergunningen voor tunnels Hogesnelheidslijn-Zuid 142 ir. M.N.J.H. Wijnands 15 Nieuw sorteersysteem PTT Post 156 ir. J.A.M. ten Dam 16 Verantwoordelijkheid voor ketens in het Internet 162 drs. A. Jonk 17 De betrouwbaarheid van optische disksystemen 170 ir. A. Huijben, prof.dr. S.B. Luitjens 18 Punctualiteit in het reizigersvervoer per trein 176 prof.dr. R. Dekker, drs. M.J.C.M. Vromans 19 Betrouwbaarheid in de mobiele telecommunicatie 190 drs.ir. G.J.C. Ransijn 7

9 20 Het volledig probabilistisch ontwerp van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg 204 prof.dr.ir. H.A.J. de Ridder, ir. J.M. Nederend 21 Rol overheid bij betrouwbare levering elektriciteit 214 dr. B.J.M. Ale 22 Betrouwbaarheid en kwaliteit in de gezondheidszorg 222 dr. M.J. van Duin, mr. A. Oosterlee 23 Vliegtuigafhandeling op luchthavens 242 drs.ing. K.J. Zwart, dr.ir. T. Goemans, ing. J.I.H. Oh 24 Invoering IEC 61508/61511 bij Shell 276 ing. J.A.M. Wiegerinck 25 Helikopters in de offshore-industrie in de Noordzee 286 dr. G.L. Wackers 26 Betrouwbaarheid van samenwerkende organisaties 306 ir. V.A. Wegener 27 Betrouwbaarheid in de voedingsmiddelenindustrie 326 dr. R. Cocker 28 Outsourcing in ICT 334 P.J.M. Poos RE RA 29 Nieuw bedrijfsproces bij Unilever Bestfoods Nederland 346 ing. A.M. van Buren 30 Veiligheid in de nieuwe spoorwegwet 356 mr.ir. M.J.P. van der Meulen 31 Rol cryptografie in de geldautomaatomgeving 366 ir. G.J.P.M. Wackers, mr. W.H.M. Hafkamp, G.J. Vergouw 32 Gebruik risicoanalyse bij beslissingen 376 ir. E.C.J. Bouwman 33 Herstellen van fouten 386 drs. L. Kanse, dr. T.W. van der Schaaf 8

10 Deel 3 34 Anticiperen op trends 392 prof.dr.ir. A.C. Brombacher, dr. M.R. de Graef Organisatie van de studie 418 STT-publicaties 422 Subsidieverleners STT 428 Index 430 9

11 Betrouwbaarheid van technische systemen Nieuwe producten en diensten blijven in een stormachtig tempo op ons afkomen. Een recente uitspraak van een zesjarig kind bij het zien van een niet eens zo oude platenspeler luidde Wat is dat voor een vreemde cd-speler. En dat terwijl vinylplaten gedurende bijna honderd jaar de voornaamste informatiedrager waren voor muziek. Veel mensen zijn nauwelijks gewend aan GSM-telefoons, terwijl GRPS en UMTS er al aankomen. Ook de ontwikkelingen in pc s blijven hard gaan. Veel mensen beginnen er net aan te wennen dat een pc via een modem en de telefoon verbonden kan worden met Internet op het moment dat deze techniek al grotendeels ingehaald wordt door eerst ISDN en daarna breedbandsystemen als kabelinternet en ADSL. En vergelijkbare innovaties gelden weliswaar voor eindgebruikers minder zichtbaar voor professionele systemen. Het is verbazingwekkend dat dergelijke nieuwe technologieën zo gemakkelijk en in zo n hoog tempo geaccepteerd worden. Mensen gaan er inmiddels al vanuit dat het de gewoonste zaak van de wereld is een document in een kwartier aan de andere kant van de wereld te kunnen ontvangen, een telefoongesprek met huis te voeren uit een taxi in het midden van Bangkok, of in Zuid-Amerika op elk moment van de dag geld uit de muur te kunnen halen. Groot is dan ook de verwarring als een dergelijk zeer complex systeem een keer niet blijkt te werken. In de zomer van 2001 kwam een groot aantal toeristen op Malta in de problemen wegens het uitvallen van de geldautomaten; het vertrouwen in de techniek was dermate groot dat men geen andere betalingsvoorzieningen had meegenomen. 10

12 Ook het gedurende een zekere aanlooptijd niet correct functioneren van een complex systeem als breedbandinternetverbindingen leidde tot zeer veel verontwaardigde reacties van klanten. Vergelijkbare discussies worden op dit moment gevoerd in de publieke opinie over de beschikbaarheid van het spoorwegnet dat zich op dit moment ook midden in een grote innovatieslag bevindt. Dit boek staat midden in het spanningsveld tussen enerzijds steeds complexere technische systemen (en de daarbij behorende steeds complexere bedrijfsprocessen) en de steeds toenemende eisen van gebruikers aan de betrouwbaarheid van die systemen. In het boek wordt een aantal recente cases behandeld waarbij de betrouwbaarheid van systemen (of het ontbreken daarvan) een belangrijke rol heeft gespeeld. Al deze cases bevatten voorbeelden van moderne, vaak technologisch complexe systemen of diensten die op een bepaald moment juist niet deden wat ervan verwacht werd. Factoren die hierbij een rol spelen zijn de technologie zelf, de complexiteit van het onderliggende bedrijfsproces, de zeer sterke dynamiek en tijdsdruk van de markt, en de hoge eisen die gebruikers tegenwoordig aan systemen stellen. Tot slot behandelt het boek een aantal richtingen waarin het vakgebied zich zou moeten of kunnen ontwikkelen om ook in de toekomst gebruikers het idee te kunnen geven dat ze ook op de systemen van de toekomst kunnen blijven vertrouwen. Den Haag, december 2001 Voorzitter STT/Beweton ir. R.M.J. van der Meer Voorzitter Stuurgroep STT-project Betrouwbaarheid van technische systemen prof.dr.ir. A.C. Brombacher 11

13 Samenvatting dr. M.R. de Graef Dit boek is het resultaat van het project Betrouwbaarheid van technische systemen dat in 2001 is afgesloten. In dit project is getracht een overzicht te geven van de ontwikkelingen op het gebied van betrouwbaarheid in uiteenlopende sectoren vanuit de invalshoek van techniek, bedrijfsprocessen en organisatie. Het boek bestaat uit drie delen. Het eerste deel van dit boek beschrijft de geschiedenis en de gangbare modellen en theorieën van betrouwbaarheid vanuit de drie invalshoeken techniek, bedrijfsprocessen en organisatie. Betrouwbaarheid is een veelomvattend begrip en een eensluidende definitie is lastig te geven. Wat we in het dagelijks leven beschouwen als betrouwbaarheid heet in de techniek ook wel bedrijfszekerheid. Hieronder wordt over het algemeen verstaan de mate waarin een systeem een gespecificeerde functie kan vervullen gedurende een bepaalde tijdsduur. Deze definitie gaat uit van de technische specificatie en deze hoeft niet altijd overeen te stemmen met de eisen die een gebruiker aan een product stelt. De gebruiker zal eerder van een verwachting over het functioneren van een systeem spreken. 12

14 Betrouwbaarheid van technische systemen is lange tijd alleen vanuit de techniek benaderd. Hierbij zijn in de loop der tijd de methoden steeds beter geworden. Deze methoden zijn meestal afkomstig uit sectoren waarin van oudsher de noodzaak bestond om technische systemen betrouwbaar te maken en te houden, zoals de vliegtuigindustrie, de chemie, civiele werken en de kernenergie. Hier werden betrouwbaarheidsmethoden ontwikkeld die een systematische aanpak van betrouwbaarheid mogelijk maken. Deze analytische technieken kunnen echter veel breder worden toegepast dan nu het geval is. De betrouwbaarheid wordt klassiek vaak weergegeven aan de hand van het zogenaamde badkuipmodel of de badkuipkromme. Dit model bestaat uit drie fasen: kinderziekten, normaal gebruik en einde levensduur. Deze voorstelling is te simpel en is tegenwoordig vervangen door een complexere curve die veel meer aansluit bij de praktijk. Voor het analyseren en verbeteren van betrouwbaarheid van huidige en toekomstige producten is niet alleen het juiste mathematische model van belang, maar ook het (bedrijfskundige) proces waarlangs informatie over het falen terechtkomt bij de ontwerper ( information deployment /terugkoppeling (feedback)). De terugkoppeling kan op verschillende punten van het bedrijfsproces plaatsvinden. Om het niveau van terugkoppeling in een bepaald bedrijfsproces te bepalen is het MIR-model (Maturity Index on Reliability) geïntroduceerd. Afhankelijk van het MIR-niveau kan een organisatie de kwaliteit en de betrouwbaarheid beheersen door op een goede manier gebruik te maken van de informatiestromen. Naast techniek en bedrijfsprocessen is de mens een belangrijke factor in het beheersen van de betrouwbaarheid. Deze rol is vooral onderkend na incidenten waarbij de mens als faalfactor optreedt. Bij deze benadering vanuit de organisatie en het management wordt gekeken naar kenmerken in de technische en de organisatorische context. De wisselwerking tussen het technisch systeem en zijn omgeving is heel belangrijk voor de betrouwbaarheid van het technisch systeem. Betrouwbaarheid moet integraal vanuit de techniek, de bedrijfsprocessen en de organisatie worden beschouwd. Mogelijk dat daarvoor ook een nieuw conceptueel instrumentarium nodig is, zoals complex adaptieve systemen die door wisselwerking voortdurend veranderen en daardoor evolueren. De ontwikkelingen met betrekking tot de betrouwbaarheid van technische systemen worden zeer sterk bepaald door een aantal trends, zowel vanuit de techniek als de maatschappij. Dat zijn bijvoorbeeld: De toenemende integratie van (steeds complexere) techniek in onze samenleving en de steeds grotere vanzelfsprekendheid waarmee gebruikers verwachten dat deze systemen te allen tijde functioneren. 13

15 De steeds grotere rol van ICT en de steeds grotere afhankelijkheid van informatiesystemen in het maatschappelijk leven. De steeds dynamischere bedrijfsstructuren waarbij stabiliteit (door de steeds wisselende economische eisen) en overzicht (door globalisering en uitbesteden) soms ver te zoeken zijn. De terugtredende overheid waardoor steeds meer zaken ook op het gebied van de maatschappelijke infrastructuur worden overgelaten aan het private bedrijfsleven. Dit alles wordt verder gevoed door steeds kortere ontwikkelcycli ( time to market ) en steeds complexere technieken en processen. Deze trends vormen bedreigingen voor de betrouwbaarheid van (toekomstige) technische systemen. In deel 2 van het boek wordt met behulp van een groot aantal cases duidelijk gemaakt hoe de trends van invloed zijn in verschillende sectoren. Deze cases laten enerzijds zien wat de gevolgen van de trends kunnen zijn en anderzijds welke maatregelen worden getroffen om met deze gevolgen om te gaan. Doordat de cases door verschillende auteurs zijn geschreven, worden de verschillende visies op het begrip betrouwbaarheid duidelijk. Uit deel 2 valt af te leiden dat de belangrijke gevolgen van deze trends zijn: De toenemende complexiteit van producten maakt het testen en valideren van producten steeds complexer, en daarmee ook duurder en tijdrovender. De toenemende complexiteit van (mondiale) bedrijfsprocessen met de daaraan gerelateerde problemen met informatiestromen en informatieoverdracht bedreigen de kennisopbouw van en de kennisuitwisseling over nieuwe producten en technologieën. De sterke druk op time to market vereist het gebruik van hoogwaardige voorspellende modellen en technieken. Vooral bij sterk innovatieve producten, gebruikt in een complexe omgeving of infrastructuur blijft er (als gevolg van eerder onontdekte productproblemen of onverwachte applicatie- of omgevingsaspecten) een grote kans bestaan dat een aantal problemen met bedrijfszekerheid pas in het veld aan het licht zullen komen. Dit maakt de beschikbaarheid van een goed ontwikkeld, snel en efficiënt terugkoppelsysteem noodzakelijk. In deel 3 van het boek wordt aangegeven hoe men met de trends kan omgegaan. Er worden richtingen naar de toekomst aangegeven waarin wordt beschreven hoe we de betrouwbaarheid kunnen (blijven) beheersen. Vroeger werd er vaak naar gestreefd om complexiteit te reduceren. Tegenwoordig ziet men in dat complexiteit een gegeven is, waarop men geen invloed kan uitoefenen. 14

16 Om mee te kunnen gaan met de globalisering en de steeds kortere time to market zullen andere ontwikkelprocessen moeten worden ontwikkeld. Doordat het perspectief van de klant verandert van productgericht naar dienstgericht, zullen systemen techniek steeds minder zichtbaar maken. Men zal dus steeds meer rekening moeten houden met de verwachtingen van de gebruiker en de interactie met de omgeving. Hierbij zal moeten worden getracht nieuwe vormen van voorspellende modellen te ontwikkelen die behalve de technische risico s ook rekening houden met bedrijfsprocessen en de informatiestromen daarbij. Hiertoe zullen ook de opleidingen aangepast moeten worden. Behalve monodisciplinaire ingenieurs zal er behoefte zijn aan multidisciplinaire deskundigen die (als integrator) zich behalve met de techniek ook met de bedrijfsprocessen en de organisatie bezighouden. 15

17 1 1 Overzicht geschiedenis van betrouwbaarheid dr. M.R. de Graef Het begin Betrouwbaarheid speelt al eeuwenlang een belangrijke rol in de samenleving. De behoefte om de betrouwbaarheid te borgen is ook altijd aanwezig geweest. Het begrip betrouwbaarheid stond lange tijd synoniem voor vakmanschap. Ambachtslieden vervaardigden producten en stonden bekend om hun kwaliteit, van ontwerp tot verkoop was het product in handen van deze mensen. Er werden in de Middeleeuwen gilden opgericht, die garant stonden voor het vakmanschap en er ontstonden opleidingen die ervoor zorgden dat deze vakmensen een opleiding kregen. Er bestonden geen grote bedrijven of een overheid die toezicht hield. Er was dus geen speciale aandacht voor betrouwbaarheid en veiligheid, maar deze aspecten waren wel inherent in het systeem aanwezig. Betrouwbaarheid ging om de mensen die de producten ontwierpen, bouwden en onderhielden. Vaak was dat een en dezelfde persoon. Er werden vanzelfsprekend ook voortdurend innovaties doorgevoerd om de betrouwbaarheid te verhogen (zie ook [Brombacher, 1994]). 16

18 Deze situatie veranderde met de industriële revolutie, toen individuele werknemers niet langer verantwoordelijk waren voor hun eigen product. Men werkte in een fabriek samen met vaak duizenden anderen en men ging massaproducten fabriceren. Met de invoering van de lopende band ging het nog een stapje verder. Werknemers in fabrieken waren nog slechts verantwoordelijk voor 1 basistaak. Er ontstond een hiërarchie in de bedrijven (management). De werknemers waren niet meer betrokken bij de hele levenscyclus van het product. Men ging zich specialiseren in een bepaalde taak. Waar eerst de gilden verantwoordelijk waren voor het hele proces inclusief de opleiding, werden deze taken nu gescheiden. Dit bracht met zich mee dat ook het begrip betrouwbaarheid een andere dimensie kreeg. Het werd nu noodzakelijk om betrouwbaarheid apart te bestuderen. Ook door de industrialisering nam de productie enorm toe en dus ook de ongelukken en fouten. Betrouwbaarheidsonderzoek was in die beginperiode vaak een kwestie van trial and error. De veiligste en betrouwbaarste bedrijven waren simpelweg die bedrijven die nog bestonden. Techniek In eerste instantie richtte het betrouwbaarheidsonderzoek zich op materialen die sterker en dus betrouwbaarder waren (bijv. metaal, stenen, later beton). Als er geen betere materialen voorhanden waren, ging men over op de redundantie. Toen door de industriële revolutie de assemblage-industrie opkwam, werd steeds meer aandacht besteed aan de betrouwbaarheid van componenten. Men deed dat vaak door het kiezen van betrouwbare toeleveranciers; men deed nog niets aan het voorspellen van betrouwbaarheid. Tijdens de Tweede Wereldoorlog waren vooral elektronische buizen in apparatuur de meest onbetrouwbare component. Er was dus behoefte aan de voorspelbaarheid van de betrouwbaarheid van deze componenten. Men deed dat voornamelijk door een grote database aan te leggen van betrouwbaarheidsdata (zie ook [Denson, 1998]). In de jaren vijftig van de vorige eeuw werd het plan opgevat om de data bijeen te brengen in een handboek. Dit werden de military handbooks met daarin gegevens over de betrouwbaarheid (faaldata) van duizenden (elektronische) componenten. De eerste versie van dit als US MH-217 bekend staande handboek zag het licht in 1962 bij de Amerikaanse marine. Soortgelijke boeken werden opgesteld voor de automobielindustrie en de nucleaire industrie (WASH-1400). Met behulp van deze faaldata kunnen berekeningen worden gemaakt van de faalkans van het totale systeem en kan men dus een voorspelling doen over de betrouwbaarheid van het ontworpen product. 17

19 Een andere belangrijke drijfveer is de luchtvaart geweest (zie ook hoofdstuk 12, deel 2). In de luchtvaart ontstond de noodzaak tot betrouwbaarheid door de enorme toename van de burgerluchtvaart in de tweede helft van de vorige eeuw. Deze industrie heeft een goede reputatie opgebouwd op het gebied van betrouwbaarheid. De wijze waarop men met de technische kant van betrouwbaarheid omgaat veranderde ook in de loop van de eeuwen. Vroeger werden vaak beslissingen genomen op basis van ervaringen uit het verleden (determinisme), later is men steeds meer proberen te gaan voorspellen (probabilisme). In deze benadering kijkt men naar de kans dat een gebeurtenis (falen) kan optreden. Deze probabilistische benadering werd in het begin vooral in de civiele sector gebruikt, maar wordt steeds vaker ook in andere sectoren toegepast, zeker waar het gaat om kritische systemen zoals kerncentrales. In hoofdstuk 3, deel 1 wordt uitgebreid ingegaan op de geschiedenis van het probabilisme en de trends hierin. In relatie tot het voorspellen van de betrouwbaarheid zijn vele methoden ontwikkeld om berekeningen voor de betrouwbaarheid van technische systemen te maken. In de loop der jaren zijn op het gebied van de technische betrouwbaarheid veel standaarden ontwikkeld die zich vrijwel allemaal specifiek op een bepaald type technisch systeem richten. Deze standaarden moeten voortdurend worden aangepast aan de ontwikkelingen. Ze geven niet de garantie dat de waargenomen betrouwbaarheid overeenkomt met de voorspelde betrouwbaarheid, zoals ook uit hoofdstuk 5, deel 1 blijkt. Uit deze discrepantie kwam ook de noodzaak naar voren om niet alleen de componenten en het ontwerp in dit onderzoek te betrekken, maar ook de procedures die gebruikt worden bij het ontwerpen, bouwen en gebruiken van systemen. De trend is dat standaarden steeds meer generiek worden, en zo worden opgesteld dat ze de betrouwbaarheid waarborgen zonder op specifieke technische details in te gaan (zie ook de hoofdstukken 6 in deel 1, 24 en 30 in deel 2). Bedrijfsprocessen In de jaren zeventig werd kwaliteit een belangrijk onderwerp in de industrie, mede hierdoor is de ISO/TC 176-Commissie in 1979 in het leven geroepen die in 1987 de ISO 9000-serie publiceerde. Deze standaard is generiek en is bedoeld om een efficiënte en effectieve organisatie te waarborgen. Het is een gestructureerd model waarin de bedrijfsprocessen (procedures) beschreven worden en aan bepaalde voorwaarden moeten voldoen. Middels uitgebreide audits wordt in een organisatie gecontroleerd of aan de standaard wordt voldaan. Alhoewel ISO 9000 (en aanverwante ISO-standaarden) een organisatie kan helpen bij het verbeteren van de betrouwbaarheid van hun technische systemen, blijkt 18

20 vaak dat het geen garantie is. Dit is voor een deel te wijten aan het feit dat de ISO 9000-serie niet integraal op de betrouwbaarheid ingaat (alhoewel de standaard op zichzelf generiek is). Tevens ontbreekt de noodzakelijke terugkoppeling in ISO 9000 grotendeels. Het zou beter zijn om integraal naar techniek en processen te kijken (zie hoofdstuk 5). Door deze koppeling en terugkoppeling in het bedrijfsproces (MIRmodel, zie hoofdstuk 5) is men in staat om de betrouwbaarheid in al zijn facetten beter te controleren. Het voornaamste punt hierin is dat een groot aantal trends met de steeds korter wordende ontwikkelcycli voorop het noodzakelijk maken om de technische betrouwbaarheid (de betrouwbaarheid van componenten) te koppelen aan de bedrijfsprocessen. Hoe de ontwikkeling in de (consumenten)elektronica-industrie verliep, wordt in hoofdstuk 4 geschetst, vooral hoe de terugkoppeling (feedback) uit het veld plaatsvindt. In deze bijdrage staat ook de ontwikkeling van de betrouwbaarheid van componenten naar de integrale betrouwbaarheid van techniek en proces beschreven. Organisatie Naast techniek en processen is de mens een belangrijke factor in de betrouwbaarheid van technische systemen. Het meest zichtbaar is die rol waar de mens apparatuur bedient en dus een directe interactie heeft met de techniek, en dus ook invloed heeft. De laatste decennia van de vorige eeuw is men gaan inzien dat betrouwbaarheid ook beïnvloed wordt door de manier waarop het werk is georganiseerd. In hoofdstuk 7 worden de ontwikkelingen op dit gebied geschetst. Hiermee lijkt men weer terug te keren naar de begintijd van de techniek waarin techniek, proces en organisatie in één persoon waren vertegenwoordigd. Over dit project In het verleden heeft STT al in meer verkenningen aandacht besteed aan betrouwbaarheid. In De kwetsbaarheid van de stad [Laurentius, 1984] wordt zichtbaar gemaakt hoe de samenleving afhankelijk (en dus kwetsbaar) is geworden van water, gas elektriciteit en telecom. Grenzen aan techniek [Griethuysen, 1989] heeft als thema de technologische ontwikkelingen en de grenzen daarin. Inspelen op complexiteit [Alkemade, 1992] gaat in op de toenemende complexiteit van technieken en hoe daarmee kan worden omgegaan. In Vernieuwing in productontwikkeling [Korbijn, 1999] worden de trends met betrekking tot ontwerpprocessen beschreven. Uit krantenberichten lijkt soms 19

21 dat de techniek steeds onbetrouwbaarder wordt. Denk bijvoorbeeld aan de tunnelongelukken van de afgelopen tijd. Door de integratie van software in veel systemen wordt de techniek steeds complexer en onzichtbaarder. Aan de andere kant worden technische systemen steeds betrouwbaarder. Auto s hoeven de eerste km niet meer naar de garage; statistisch gezien wordt vliegen steeds betrouwbaarder (en dus veiliger). Een studie die zich richt op de betrouwbaarheid van technische systemen lijkt dus gerechtvaardigd. In de techniek speelt betrouwbaarheid altijd een rol, maar wordt vaak niet afzonderlijk belicht. In deze studie is getracht over vele sectoren heen gemeenschappelijke aspecten van betrouwbaarheid te vinden. Op deze manier is het mogelijk tussen de verschillende sectoren een kruisbestuiving te laten plaatsvinden. Uit deze bijdrage blijkt dat betrouwbaarheid vanuit verschillende perspectieven kan worden benaderd: de techniek, de processen en de organisatie. In deze studie is ook voor deze driedeling gekozen. In deel 1 zal een overzicht worden gegeven van een aantal bestaande inzichten op het gebied van betrouwbaarheid en zullen de trends worden geïntroduceerd die voor betrouwbaarheid belangrijk zijn. In deel 2 is een groot aantal cases beschreven die vanuit verschillende sectoren laten zien wat de impact van die trends is en hoe met de trends kan worden omgegaan. In deel 3 wordt in een helikopterview nog eens duidelijk gemaakt wat de impact van de belangrijkste trends kan zijn en zal een aantal richtingen voor de toekomst worden aangegeven. Referenties Alkemade, M.J.A. van (red.) (1992). Inspelen op complexiteit. STT 52. Samsom, Alphen aan den Rijn Brombacher, A.C. (1994). Will it really Work? Some Critical Notes on Current Industrial Development Processes. Inaugurele rede. TU Eindhoven Denson, W. (1998). The History of Reliability Prediction. IEEE Transactions on Reliability 47: Griethuysen, A.J. (red.). (1989). Grenzen aan techniek. STT 49. Samsom, Alphen aan den Rijn Korbijn, A. (red.). (1999). Vernieuwing in productontwikkeling, strategie voor de toekomst. STT 62. STT, Den Haag Laurentius, G. (1984). Kwetsbaarheid van de stad. STT 39. Delftse Universitaire Pers, Delft 20

22 21

23 1 2 Het begrip bedrijfszekerheid mr.ir. M.J.P. van der Meulen 1 Inleiding Dit boek gaat over bedrijfszekerheid 2. Maar wat is bedrijfszekerheid eigenlijk? Deze vraag stellen is gemakkelijker dan hem beantwoorden. Er zijn veel verschillende meningen. Doel van deze studie is niet een oplossing te vinden en het begrip nu eens en voor altijd te definiëren. Wel is het nodig inzicht te krijgen in de term, en dat kan door de verschillende inzichten in kaart te brengen. Kijken naar een aantal definities werkt verhelderend. Voor dependability (de Engelse vertaling van het begrip) vinden we in standaarden de volgende definities. 1 Simtech Max Euwelaan MA Rotterdam 2 Wat in het dagelijks leven onder betrouwbaarheid wordt verstaan is bedrijfszekerheid volgens de technische definitie. Feitelijk is betrouwbaarheid een verdere afbakening van het begrip bedrijfszekerheid. 22

24 Definitie 1 The collective term used to describe the availability performance and its influencing factors: reliability performance, maintainability performance and maintenance support performance [ESA, ECSS-P-001A, 1997; IEC , 1996; ISO 8402, 1994; ISO , 1993; IEC 300-1, 1993; BSI, BS , 1991; IEC 50 (191), 1990]. Definitie 2 A measure of the degree to which an item is operable and capable of performing its required function at any (random) time during a specified mission profile, given item availability at the start of the mission [USA DoD, MIL-Std-109C, 1994; USA DoD, MIL-Std-721C, 1981]. Definitie 3 Trustworthiness of a computer system such that reliance can justifiably be placed on the service it delivers [Laprie, 1992]. De eerste definitie komt in veel standaarden voor. Dat is dus de meest geaccepteerde variant, zeker in Europa. Het is vooral een kwalitatieve definitie. [ISO , 1993] en [IEC 300-1, 1993] voegen er nog een noot aan toe waarmee ze dat onderstrepen: Dependability is used only for general descriptions in non-quantitative terms. Kenmerkend is dat deze definitie een paraplubegrip is. Essentieel is de beschikbaarheid met daarnaast de beïnvloedende factoren betrouwbaarheid, onderhoudbaarheid en het onderhoud zelf (vertalen van de Engelse begrippen is moeilijk, en soms vrijwel onmogelijk). De tweede definitie is van Amerikaanse origine. Hier ligt iets meer nadruk op het kwantitatieve aspect (A measure of ). Eigenlijk lijkt deze definitie sterk op wat wij betrouwbaarheid zouden noemen. De derde definitie is van een internationale werkgroep die een begrippenlijst op het vakgebied heeft samengesteld. Het is wederom een kwalitatieve definitie. Ze bestrijkt echter niet de gehele reikwijdte van de eerste definitie, maar lijkt zich tot wat in de eerste definitie betrouwbaarheid heet te beperken, hoewel het begrip trustworthiness toch weer net iets anders kan zijn. Dit begrip heeft een subjectieve bijsmaak. Laprie verzuimt de term trustworthiness te definiëren. Interessant is nu te kijken naar de samenstellende delen van de eerste definitie, waarbij we ons beperken tot definities uit bronnen die de eerste definitie gebruiken. 23

25 Availability The ability of an item to be in a state to perform a required function under given conditions at a given instant of time or over a given time interval, assuming that the required external resources are provided [ESA, ECSS-P-001A, 1997; BSI, BS , 1991; IEC 50 (191), 1990]. Reliability The probability that an item can perform a required function under given conditions for a given time interval (t1, t2) [CENELEC, pren50126, 1998; ESA, ECSS-P-001A, 1997; BSI, BS , 1991; IEC 50 (191), 1990]. Maintainability The ability of an item under given conditions of use, to be retained in, or restored to a state in which it can perform a required function, when maintenance is performed under given conditions and using stated procedures and resources [ESA, ECSS-P-001A, 1997; BSI, BS , 1991; IEC 50 (191), 1990]. Maintenance The combination of all technical and administrative actions, including supervision actions, intended to retain a product in, or restore it to a state in which it can perform a required function [CENELEC, ENV50129, 1998; CENELEC, pren50126, 1998; ESA, ECSS-P-001A, 1997; BSI, BS , 1991; IEC 50 (191), 1990]. Wanneer we nu uiteindelijk kijken naar de relaties tussen de definities en de samenstellende delen ervan komen we tot het volgende schema (zie figuur 2.1). De onderliggende kernbegrippen zijn dus: externe hulpbronnen, gebruikscondities, tijd, de geëiste functionaliteit en menselijk handelen. Over deze begrippen kan het volgende worden opgemerkt. Externe hulpbronnen De standaarden definiëren het begrip benodigde externe hulpbronnen niet. Bedoeld worden waarschijnlijk hulpmiddelen als voeding en grondstoffen. De gebruiker dient ervoor te zorgen dat deze in voldoende mate aanwezig zijn om het functioneren van het systeem te garanderen. Dit is logisch. Ook is het plausibel dat aan deze externe hulpbronnen wederom bedrijfszekerheidseisen worden gesteld. Gebruikscondities De gebruikscondities zijn een gegeven. Wanneer de gebruikscondities anders zijn, kan de bedrijfszekerheid van het systeem niet worden gegarandeerd. Dit kan vaak tot problemen leiden. Dat geldt bijvoorbeeld voor hergebruik van softwaremodulen. Of denk aan het falen van de Ariane V. 24