Tutorial zum Fehlerbaumdiagramm

Die Fehlerbaumanalyse  wurde 1962 von Bell Laboratories eingeführt und ist eine der am weitesten verbreiteten, um eine Vielzahl von Problemen zu lösen, die von Sicherheits- bis hin zu Managementproblemen reichen.

Die Fehlerbaumanalyse (FTA) ist eine deduktive Fehleranalyse von oben nach unten, bei der die boolesche Logik in Verbindung mit einer Reihe von Ereignissen auf niedriger Ebene verwendet wird, um die unerwarteten Zustände des Systems zu analysieren. Diese Analysemethode wird hauptsächlich in der Sicherheitstechnik und Zuverlässigkeitstechnik verwendet, um zu verstehen, wie Systeme versagen, um die beste Möglichkeit zur Risikominderung zu ermitteln und die Ereignisrate von Sicherheitsvorfällen oder bestimmten (funktionalen) Ausfällen auf Systemebene zu bestimmen (oder zu fühlen).

Zweck der Fehlerbaumanalyse?

Der Hauptzweck der Fehlerbaumanalyse besteht darin, die potenziellen Ursachen von Systemfehlern zu identifizieren, bevor Fehler auftreten. Sie können auch analytische oder statistische Methoden verwenden, um die Wahrscheinlichkeit von Top-Ereignissen zu bewerten. Diese Berechnungen umfassen quantitative Zuverlässigkeits- und Wartbarkeitsinformationen des Systems, wie etwa Ausfallwahrscheinlichkeit, Ausfallrate und Reparaturrate. Nach Abschluss der FTA können Sie sich darauf konzentrieren, die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern.

Eine typische Fehlerbaumanalyse beginnt mit einem potenziellen Fehler und arbeitet sich dann rückwärts durch eine visuelle Darstellung, die als Fehlerbaumdiagramm bezeichnet wird, um die möglichen Einflussfaktoren zu bestimmen. Der Fehlerbaum verfolgt einen Top-Down-Ansatz, beginnt mit dem Ergebnis (einem potenziellen Fehlerzustand) und bewertet dann die Faktoren, die zu dem Fehler führen können.

Wer Fehlerbaumanalyse

Freihandelsabkommen werden in der Luft- und Raumfahrt, der Kernenergie, der chemischen, pharmazeutischen, petrochemischen und anderen Hochrisikoindustrien angewendet; Es wird auch für Debugging-Zwecke in der Softwareentwicklung verwendet, die eng mit der Ursachenbeseitigungstechnologie zur Erkennung von Fehlern verwandt ist.

FTA-Notation

Eine Fehlerbaumanalyse verwendet einige grundlegende Symbole, um verschiedene Punkte, Ursachen und Auswirkungen in einem Prozess zu skizzieren. Es gibt viele Symbole, aber hier sind einige der Grundlagen, die Ihnen beim Entwerfen eines Fehlerbaumdiagramms helfen.

Symbole werden verwendet, um verschiedene Ereignisse darzustellen und Beziehungen zu beschreiben:

Tor-Symbole

And gate  — stellt einen Zustand dar, in dem alle unter dem Gate (Eingangstor) angezeigten Ereignisse vorhanden sein müssen, damit das über dem Gate (Ausgangsereignis) angezeigte Ereignis auftritt. Das bedeutet, dass das Ausgangsereignis nur auftritt, wenn alle Eingangsereignisse gleichzeitig vorhanden sind.

Or Gate  – stellt eine Situation dar, in der eines der unter dem Gate (Eingangstor) angezeigten Ereignisse zu dem über dem Gate (Ausgangsereignis) angezeigten Ereignis führt. Das Ereignis tritt auf, wenn nur eines oder eine beliebige Kombination der Eingabeereignisse vorhanden ist.

Ereignissymbole

Es gibt fünf Arten von Ereignissymbolen:

Rechteck  – Das Rechteck ist der Hauptbaustein für den analytischen Baum. Es stellt das negative Ereignis dar und befindet sich an der Spitze des Baums und kann im gesamten Baum angeordnet werden, um andere Ereignisse anzuzeigen, die weiter aufgeschlüsselt werden können. Dies ist das einzige Symbol, das ein Logikgatter und Eingabeereignisse darunter hat.

Kreis  — Ein Kreis repräsentiert ein Basisereignis im Baum. Diese befinden sich auf den unteren Ebenen des Baums und erfordern keine weitere Entwicklung oder Aufgliederung. Es gibt keine Tore oder Ereignisse unterhalb des Basisereignisses.

 Raute – Die Raute kennzeichnet ein unentwickeltes Endereignis . Ein solches Ereignis ist aufgrund fehlender Informationen oder Bedeutung nicht vollständig entwickelt. Ein Fehlerbaumzweig kann mit einer Raute enden. Beispielsweise erfordern die meisten Projekte Personal, Verfahren und Hardware. Der Baumentwickler kann entscheiden, sich auf den Personalaspekt des Verfahrens zu konzentrieren und nicht auf die Hardware- oder Verfahrensaspekte. In diesem Fall würde der Entwickler Rauten verwenden, um „Prozeduren“ und „Hardware“ als unentwickelte Endereignisse anzuzeigen.

Oval  – Ein ovales Symbol stellt eine besondere Situation dar, die nur unter bestimmten Umständen eintreten kann. Dies wird durch das ovale Symbol verdeutlicht. Ein Beispiel hierfür könnte sein, wenn Schalter in einer bestimmten Reihenfolge umgelegt werden müssen, bevor eine Aktion stattfindet.

Dreieck  – Das Dreieck kennzeichnet eine Übertragung eines Zweigs eines Fehlerbaums an eine andere Stelle innerhalb des Baums. Wo ein Dreieck mit einem Pfeil mit dem Baum verbunden ist, wird alles, was unterhalb des Verbindungspunkts angezeigt wird, in einen anderen Bereich des Baums übertragen. Dieser Bereich ist durch ein entsprechendes Dreieck gekennzeichnet, das mit einer senkrechten Linie mit dem Baum verbunden ist. Buchstaben, Zahlen oder Ziffern unterscheiden einen Satz von Transfersymbolen voneinander. Um die Einfachheit des analytischen Baums beizubehalten, sollte das Transfersymbol sparsam verwendet werden.

Generische Fehlerbaum-Diagramm-Illustration

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Schritte zur Entwicklung des Fehlerbaums

Gehen Sie folgendermaßen vor, um eine umfassende Freihandelszone durchzuführen:

1. Definieren Sie das System . Dies umfasst den Umfang der Analyse, einschließlich der Definition dessen, was als Fehler angesehen wird. Dies wird wichtig, wenn in einem System möglicherweise ein Element ausfällt oder eine einzelne Funktion ausfällt und der Rest des Systems noch funktioniert.
2. Fehler der obersten Ebene definieren . Definieren Sie den Fehlerzustand und notieren Sie den Fehler der obersten Ebene.
3. Identifizieren Sie Ursachen für Fehler auf oberster Ebene . Bestimmen Sie anhand technischer Informationen und professioneller Einschätzungen die möglichen Gründe für das Nichteintreten. Denken Sie daran, dass dies Elemente der Ebene zwei sind, da sie direkt unter dem Fehler der obersten Ebene im Baum liegen.
4. Identifizieren Sie die nächste Ebene von Ereignissen . Fahren Sie fort, jedes Element mit zusätzlichen Toren zu niedrigeren Ebenen abzubauen. Berücksichtigen Sie die Beziehungen zwischen den Elementen, um zu entscheiden, ob Sie ein „und“- oder ein „oder“-Logikgatter verwenden.
5. Ereignissen Wahrscheinlichkeiten hinzufügen . Bewerten Sie nach Möglichkeit die Eintrittswahrscheinlichkeit für jedes Element der untersten Ebene und berechnen Sie die statistischen Wahrscheinlichkeiten von unten nach oben.
6. Schließen Sie das vollständige Diagramm ab und überprüfen Sie es . Die Kette kann nur durch einen grundlegenden Fehler beendet werden: Mensch, Hardware oder Software.

Beispiel für ein Fehlerbaumdiagramm – Licht lässt sich nicht einschalten

Schauen wir uns ein Beispiel für eine grundlegende Fehlerbaumanalyse an: Sie legen einen Schalter um, um ein Licht einzuschalten, aber das Licht geht nicht an. Der Fehlerzustand ist „Kein Licht im Raum“, das ist also der Anfang des Diagramms

Als nächstes, was sind die möglichen Gründe, warum das Licht nicht eingeschaltet wurde?

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Beispiel für einen Fehlerbaum – System keine Warnvorlage

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