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), würden gerne mit externen Diensten personenbezogene Daten verarbeiten. Dies ist für die Nutzung der Website nicht notwendig, ermöglicht uns aber eine noch engere Interaktion mit Ihnen. Falls gewünscht, treffen Sie bitte eine Auswahl:
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