Fehlerbaumanalyse

Model­lie­rung und Berech­nung von Fehlerbäumen

Wir unterstützen Sie bei der Erstellung und Berechnung von Fehlerbäumen.

Die Feh­ler­baum­ana­ly­se (engl. Fault Tree Ana­ly­sis; FTA) ist ein qua­li­ta­ti­ves und quan­ti­ta­ti­ves Ver­fah­ren zur Bewer­tung kom­ple­xer Systeme.

Aus­ge­hend von einem uner­wünsch­ten Sys­tem­zu­stand (dem Top-Ereignis) wird ana­ly­siert, wel­che Kon­stel­la­tio­nen von Kom­po­nen­ten­de­fek­ten zu die­sem Top-Ereignis füh­ren. Der Feh­ler­baum visua­li­siert dabei die iden­ti­fi­zier­ten Zusammenhänge.

Sind dar­über hin­aus die RAMS-Kennzahlen (z. B. Ausfallraten/MTBF’s sowie Instand­set­zungs­dau­ern und ggf. Inspek­ti­ons­in­ter­val­le) der betei­lig­ten Kom­po­nen­ten bekannt, kön­nen – unter Berück­sich­ti­gung der iden­ti­fi­zier­ten Sys­tem­s­truk­tur – ent­spre­chen­de Merk­ma­le auf Sys­tem­ebe­ne berech­net werden.

Dazu gehö­ren unter anderem:

  • Zuver­läs­sig­keit resp. Aus­fall­wahr­schein­lich­keit für einen defi­nier­ten Zeithorizont
  • Ver­füg­bar­keit (ins­be­son­de­re Dauerverfügbarkeit)
  • Kom­po­nen­ten­wich­tig­kei­ten (z. B. Birnbaumwichtigkeit)
  • Mini­ma­le Schnit­te und Pfade.

Normen zur Fehlerbaumanalyse

Engineering/Automotive/Bahntechnik

DIN EN 61025

IEC 61078

MIL-HDBK-338

Zivile Luft- und Raumfahrt

SAE ARP 4761

NUREG-0492 (NASA)

 

Unsere Dienstleistungen

Wir bie­ten Ihnen eine norm­ge­rech­te Feh­ler­baum­ana­ly­se inkl. gra­phi­scher Dar­stel­lung und Ergebnisdokumentation.

Für die FTA-Analyse nut­zen wir unse­re eigen­stän­dig ent­wi­ckel­te RAMS-Office NG Ana­ly­se­platt­form oder ande­re Soft­ware nach Ihrem Wunsch.

Ergän­zend unter­stüt­zen wir Sie bei fol­gen­den vor­be­rei­ten­den Arbeiten:

  • Analyse Ihrer Bestands­da­ten zum Ausfallverhalten
  • Recher­che in Bau­teil­ka­ta­lo­gen zur Ermitt­lung der benö­tig­ten Eingangsparameter
  • FMEA zur Ermitt­lung der Feh­ler­ar­ten und Iden­ti­fi­ka­ti­on der Top-Ereignisse
  • Ermitt­lung und mode­rier­te Dis­kus­si­on zur Ein­tritts­wahr­schein­lich­keit von Common-Cause-Fehlerereignissen ent­spre­chend der gel­ten­den Nor­men (z. B. DIN EN 61508)

Hinweise und Erfahrungswerte zur Fehlerbaumanalyse

Wann wird die FTA-Methodik angewendet?

Ein­satz fin­det die FTA-Methodik, um

  • Die Ein­hal­tung von Sicherheits-, Zuverlässigkeits- oder Ver­füg­bar­keits­an­for­de­run­gen an das Sys­tem zu demonstrieren
  • Kri­ti­sche Komponenten/Ereignisse zu iden­ti­fi­zie­ren (insb. sin­gle point of failure)
  • Den Pro­zess der kon­struk­ti­ven Aus­le­gung des Sys­tems zu unter­stüt­zen (Iden­ti­fi­ka­ti­on geeig­ne­ter Red­un­danz­kon­zep­te, Allo­ka­ti­on von Sys­tem­an­for­de­run­gen auf Subsysteme)
  • Betreiber- und Instand­hal­tungs­kon­zep­te zu bewer­ten und ggf. zu opti­mie­ren (Inter­ven­ti­ons­zei­ten, Inspektionsintervalle)

Was wird für eine Fehlerbaumanalyse benötigt?

Einer FTA-Analyse geht im all­ge­mei­nen eine FMEA-Analyse voraus.

Die FMEA stellt sicher, dass sämt­li­che rele­van­te Feh­ler­ar­ten iden­ti­fi­ziert wer­den (sowohl die Top-Ereignisse, als auch die unter­ge­ord­ne­ten Feh­ler­ar­ten der Kom­po­nen­ten). Die FTA-Analyse hat dann ledig­lich zur Auf­ga­be, die ent­spre­chen­den Kon­stel­la­tio­nen an Kom­po­nen­ten­de­fek­ten zu ana­ly­sie­ren, wel­che zu den jewei­li­gen Top-Ereignissen führen.

Dazu müs­sen für eine quan­ti­ta­ti­ve Analyse Anga­ben zur Aus­fall­ver­hal­ten der ein­zel­nen Kom­po­nen­ten vor­lie­gen bzw. abge­schätzt wer­den (Stich­wort: MTBF).

Welche Fehler sollten Sie bei der Modellierung
von Fehlerbäumen vermeiden?

Unse­re prak­ti­schen Erfah­run­gen zu die­ser Frage haben wir in einem White­pa­per zusam­men­ge­tra­gen „Feh­ler­baum­ana­ly­sen - Fall­stri­cke bei der Erar­bei­tung von Feh­ler­bäu­men und deren Aus­wir­kun­gen auf die Kor­rekt­heit der quan­ti­ta­ti­ven Berechnungsergebnisse“.

In die­sem White­pa­per wer­den unter ande­rem die fol­gen­den Feh­ler­quel­len diskutiert:

  • Keine aus­rei­chen­de Abgren­zung des Top-Ereignisses
  • Nicht­be­rück­sich­ti­gung von Com­mon Cause-Fehlern (insb. Ein­flüs­se der Umsys­te­me, Rand­be­din­gun­gen, Umwelteinflüsse, …)
  • Feh­ler­haf­te Anwen­dung der For­meln zu Berech­nung der RAMS-Kennwerte
  • Nicht­zu­tref­fen­de Quan­ti­fi­zie­run­gen der Komponentenkennwerte

Fallstricke bei der Erarbeitung von Fehlerbäumen 

Bei der Wei­ter­ent­wick­lung bestehen­der Ana­ly­sen sind uns des Öfte­ren Unge­nau­ig­kei­ten bei den Model­lie­run­gen der Feh­ler­bäu­me begegnet.

Unser Mit­ar­bei­ter Paul Granzin beleuch­tet des­halb in einem White­pa­per häu­fig erkann­te Fall­stri­cke bei der Anwen­dung der FTA-Methodik in der Praxis.

Sicherheitsfunktion FuSi FMEDA Sicherheitsintegritätslevel Performance Level Maschinensicherheit FMEDA SIL PL Performance Level

FTA mit der IZP-Software RAMS-Office NG

Für die Erstel­lung von Feh­ler­bäu­men ver­wen­den wir häu­fig unse­re haus­ei­ge­ne Soft­ware RAMS-Office NG.

Die Funk­tio­nen der Soft­ware sind auf die prak­ti­schen Fra­ge­stel­lun­gen zuge­schnit­ten, die bei der Zusam­men­stel­lung der Ein­gangs­pa­ra­me­ter auf­tre­ten kön­nen. Dies betrifft bei­spiels­wei­se die Mög­lich­kei­ten zur Berück­sich­ti­gung von Mehr­fa­cher­eig­nis­sen und der Berück­sich­ti­gung der Instand­hal­tungs­zei­ten bei der Berechnung.

Sicherheitsfunktion FuSi FMEDA Sicherheitsintegritätslevel Performance Level Maschinensicherheit FMEDA SIL PL Performance Level
Datenschutz
Wir, IZP Dresden mbH (Firmensitz: Deutschland), verarbeiten zum Betrieb dieser Website personenbezogene Daten nur im technisch unbedingt notwendigen Umfang. Alle Details dazu in unserer Datenschutzerklärung.
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