Wat is Fail-safe?

Het ontwerpprincipe om een systeem bij een storing of afwijking in een veilige toestand te laten komen. Voorbeelden zijn spoorwegseinen die bij een defect op rood of stop vallen, en normaal gesloten kleppen die sluiten als stroom of luchtdruk wegvalt.

Japanse benaming: フェールセーフ

“Fail-safe” komt voor in 3 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Systeemarchitectuur en betrouwbaarheid.

Vakgebied: Systeemarchitectuur en betrouwbaarheid

De veilige kant wordt per systeem bepaald

Bij een fail-safeontwerp wordt per systeem bekeken en bepaald welke toestand bij een storing veilig is. Voor een toevoerklep van gevaarlijk gas is sluiten de veilige kant; voor een lift is dat stoppen met de remmen erop. Sommige systemen worden echter juist gevaarlijk als ze stoppen, en daarvoor zijn in plaats van stoppen de principes fail-soft, waarbij het systeem ook met minder functies blijft werken, of fouttolerantie, waarbij de functie ondanks storingen behouden blijft, nodig.

Voorbeelden in halfgeleiderfabrieken

Halfgeleiderproductieapparatuur werkt met giftige en brandbare gassen, dus fail-safeontwerpen worden er veel gebruikt. Gastoevoerkleppen zijn normaal gesloten types die met luchtdruk opengaan en door veerkracht sluiten als de luchtdruk of de stroom wegvalt. Bovendien stoppen interlocks automatisch de gastoevoer als de afzuiging uitvalt of een gaslek wordt gedetecteerd.

Verschil met fail-soft en fool-proof

Fail-safe is erop gericht het systeem bij een storing in een veilige toestand te brengen en stopt in veel gevallen de functie. Fail-soft is erop gericht het defecte deel af te zonderen en te blijven werken, ook met minder functies of prestaties. Fool-proof richt zich niet op machinestoringen maar op verkeerde menselijke bediening, en maakt verkeerde bediening onmogelijk of onschadelijk.

Nu oefenen: vragen over Fail-safe

Wat is een voorbeeld van een ontwerp volgens het principe van fail-soft?

  1. AAls een storing wordt gedetecteerd, wordt de apparatuur in een veilige toestand gebracht en stilgezet
  2. BBedieningsprocedures en de vorm van onderdelen worden zo ontworpen dat verkeerde bediening onmogelijk is
  3. CIn een systeem waarin vier servers de verwerking delen, zetten de overige drie bij uitval van één server de verwerking voort, zij het met minder capaciteit
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. In een systeem waarin vier servers de verwerking delen, zetten de overige drie bij uitval van één server de verwerking voort, zij het met minder capaciteit

Fail-soft is het principe dat bij uitval van een deel van een systeem het defecte deel wordt afgezonderd en het systeem als geheel blijft werken, ook al is het met minder functies of prestaties. De verwerking voortzetten op de overige drie servers met minder capaciteit als een van de vier uitvalt, is daar een voorbeeld van. Bij een storing aan de veilige kant stoppen is fail-safe, en verkeerde bediening voorkomen is fool-proof.

In halfgeleiderproductieapparatuur worden normaal gesloten gastoevoerkleppen gebruikt die met luchtdruk opengaan, zodat bij een stroomstoring of uitval van de perslucht de kleppen sluiten en de toevoer van gevaarlijk gas stopt. Welk ontwerpprincipe is dit?

  1. AFail-safe
  2. BFail-soft
  3. CFool-proof
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Fail-safe

Het principe om een systeem zo te ontwerpen dat het bij een storing of afwijking in een veilige toestand komt, heet fail-safe. Een normaal gesloten klep sluit door veerkracht als de luchtdruk of stroom die haar openhoudt wegvalt, dus een probleem met stroom of lucht leidt tot de veilige toestand waarin het gas stopt. Ondanks een storing met minder functies blijven werken is fail-soft, en verkeerde menselijke bediening voorkomen is fool-proof.

Veelgestelde vragen

Wanneer kies je fail-safe en wanneer fail-soft?

Fail-safe komt in aanmerking als stoppen de veiligheid waarborgt, en fail-soft als stoppen problemen veroorzaakt. Wat veilig is zodra het stopt, zoals gassen in productieapparatuur, wordt fail-safe uitgevoerd, terwijl systemen waarvan het stilvallen grote gevolgen heeft, zoals bedrijfssystemen die door veel mensen worden gebruikt, fail-soft worden uitgevoerd en ook met minder prestaties blijven draaien. Beide kunnen in één systeem worden gecombineerd.

Bestaat fail-safe ook bij informatiesystemen?

Ja. Een ontwerp dat bijvoorbeeld de toegang weigert in plaats van gebruikers door te laten als de authenticatieserver niet bereikbaar is, is fail-safe vanuit het oogpunt van beveiliging. Omdat dit de beschikbaarheid verlaagt, wordt de kant waarnaar het systeem terugvalt, bepaald naar het doel van het systeem.

“Fail-safe” in de toelichting

Vragen met “Fail-safe” (3)

  1. Wat is een voorbeeld van een ontwerp volgens het principe van fail-soft?
  2. In halfgeleiderproductieapparatuur worden normaal gesloten gastoevoerkleppen gebruikt die met luchtdruk opengaan, zodat bij een stroomstoring of uitval van de perslucht de kleppen sluiten en de toevoer van gevaarlijk gas stopt. Welk ontwerpprincipe is dit?
  3. Welke van de benaderingen om de betrouwbaarheid van een systeem te verbeteren, is foutvermijding (fault avoidance)?

Verwante termen

Fail-soft Fool-proof Burn-in Badkuipcurve (bathtub curve) Fouttolerantie (fault tolerance) Differentiële back-up Duaal systeem (dual system) Duplexsysteem (duplex system) Hot standby Incrementele back-up

Naar de woordenlijst