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Verfahren
Fault Tree Analysis (FTA)
Methode/Technik:15244
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Beschreibung
Die Fault Tree Analysis (FTA) wurde ursprünglich im Laufe der sechziger Jahre im Bereich der amerikanischen Telekommunikations- und Flugzeugindustrie entwickelt. Erst Anfang der achtziger Jahre erfolgte auf Veranlassung amerikanischer Behörden eine Formalisierung dieser Methoden. Diese Formalisierung mündete in einem FTA-Handbuch, das anschließend die Basis für verschiedene Verfahren und Werkzeuge war, die zur Unterstützung der FTA entwickelt wurden. Erst in letzter Zeit wurde die FTA auch dahingehend erweitert, dass sie zur Anwendung auf Software verwendet wurde.

Das Ziel der FTA ist, mögliche Kombinationen von Ursachen zu bestimmen, die zu bestimmten unerwünschten Events führen können, den sogenannten Top Level Events (TLE). Ein Fault Tree besteht dabei aus mehreren Ebenen von Events, die so miteinander verknüpft sind, dass jeder Event auf einer bestimmten Ebene die Folge von Events auf der unmittelbar darunter befindlichen Ebene ist. Die Verknüpfung der Events wird jeweils durch verschiedene logische Operatoren, die sogenannten Gates hergestellt. Zu den dargestellten Events gehören u.a. Gerätefehler, Bedienfehler und Softwarefehler, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu unerwünschten Folgen führen können. In Abbildung 1 ist ein Beispiel eines abstrakten Fault Trees zu sehen.



Abbildung 1: Beispiel eines abtrakten Fault Trees


In Baustein Beispiel: Fehlerbaumanalyse befindet sich ein Beispiel eines konkreten Fault Trees.

Das mit D beschriftete TLE tritt nur dann auf, wenn die Events A und E auf der darunter liegenden Ebene eintreten. Bei Event E handelt es sich wiederum um die Folge mindestens eines der beiden Events B oder C auf der untersten Ebene des Fault Trees. Die Basis-Events innerhalb eines Fault Trees (im Beispiel: Events A, B und C) müssen dabei unabhängig voneinander sein.

Zur FTA gehört sowohl eine qualitative Analyse als auch eine quantitative Auswertung eines Systems. Die quantitative Analyse ist jedoch nicht immer möglich, da Kenntnisse über die Wahrscheinlichkeiten nötig sind, die mit den Basis-Events verbunden sind. Im Falle von Software Fault Trees ist es bei einigen Fehlermodi nicht möglich, zugehörige Wahrscheinlichkeiten anzugeben, daher kann die FTA hier nur qualitativ durchgeführt werden.

Außerdem ist FTA eine deduktive Technik, die ausgehend von bekannten Auswirkungen (den TLEs) nach und nach die zugrundeliegenden unbekannten Ursachen ermittelt.

FTA kann in jeder Phase des Entwurfs- und Entwicklungsprozesses verwendet werden. Die Basis-Events an den Blättern von Fault Trees können funktionale Fehler, Systemfehler-Modi oder Komponentenfehler-Modi darstellen. Daher kann die FTA auf jeder Ebene des Entwurfsprozesses verwendet werden, d.h. auf der funktionalen, der Architektur- und der Komponenten-Ebene, und ebenso übergreifend im gesamten Lebenszyklus des Systems.

Das Ergebnis der FTA ist schließlich ein baumähnlicher Graph und, so weit möglich, die Wahrscheinlichkeit des TLE. Da ein Fault Tree jedoch ebenso als Liste seiner minimalen Cut Sets dargestellt werden kann, kann auch diese Liste das Ergebnis der FTA repräsentieren, womit man Fault Trees auch als Methode mit textuellem Ergebnis ansehen könnte.

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