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| | | | | Beschreibung | | Bei der Systemanalyse besteht oft die Notwendigkeit, quantitative Aussagen zur Eintrittswahrscheinlichkeit unerwünschter Ereignisse abgeben zu müssen. Dazu kann man die Methode Fehlerbaumanalyse nutzen.
Bei der Fehlerbaumanalyse handelt es sich um eine Top-Down-Methode. Man gibt ein Ereignis vor, das nicht eintreten soll, das sogenannte Top-Ereignis, und beschreibt in Form einer Baumstruktur, welche untergeordneten Ereignisse wie eintreten müssen, damit das jeweilige übergeordnete Ereignis eintritt. Man stellt dabei ein so genanntes Fehlerbaummodell auf. Die Wahl der Systemsicht im Modell hängt dabei von der speziellen Fragestellung, dem Top-Ereignis, ab. Als Verknüpfungselemente stehen in der Basisform UND-Gatter und ODER-Gatter zur Verfügung.
- Das UND-Gatter drückt aus, dass alle eingehenden Ereignisse erfüllt sein müssen, damit das Ausgangsereignis erfüllt ist,
- das ODER-Gatter drückt aus, dass nur eines der eingehenden Ereignisse erfüllt sein muss, damit das Ausgangsereignis erfüllt ist.
Ein Ereignis, das in keine weiteren Ereignisse mehr zerlegt wird, bezeichnet man als Primärereignis. Für alle Primärereignisse gilt es, Wahrscheinlichkeiten für deren Eintritt vorzugeben. Ziel ist es die Wahrscheinlichkeit zu ermitteln mit der das Top-Ereignis eintritt.
Man kann die Baumstruktur in eine logische Gleichung und diese wiederum in eine analytische Gleichung umsetzen. In diese Gleichung gehen dann die Einzelwahrscheinlichkeiten der Primärereignisse ein und man kann die Eintrittswahrscheinlichkeit für das Top-Ereignis berechnen. Schon bei relativ kleinen Fehlerbäumen ist es jedoch aufgrund der Komplexität sinnvoll, ein Werkzeug einzusetzen, das alle Schritte automatisch durchführt.
Als Kernproblem wird die Vorgabe realistischer Werte für die Eintrittswahrscheinlichkeiten der Primärereignisse angesehen. Während man bei Komponenten mit physikalisch bedingten Ausfällen noch relativ leicht Werte erhalten kann, z. B. über Datenbätter der Hersteller in Form von Angaben zur Ausfallwahrscheinlichkeit, ist dies bei Software-Komponenten nicht so einfach.
Man erhält Aussagen
- zur Eintrittswahrscheinlichkeit des Top-Ereignis
- über mehrere Modellexperimente mit Parametervariation in Form einer Sensitivitätsanalyse die Abhängigkeit des Top-Ereignisses von den einzelnen Primärereignissen
- die Ereigniskombinationen, die das Top-Ereignis auslösen nach Wahrscheinlichkeiten geordnet
Man geht bei der Fehlerbaumanalyse oft vereinfachend davon aus, dass alle Komponenten bzw. Ereignisse voneinander unabhängig sind. Dies kann zu erheblichen Fehlern führen, deshalb müssen solche Besonderheiten berücksichtigt werden.
Als Beispiel hierfür seien mehrere Komponenten genannt, die über eine gemeinsame Netzgerätkomponente versorgt werden. Der Ausfall dieser gemeinsamen Komponente würde unmittelbar zum Ausfall der versorgten Komponenten führen, wenn keine redundante Stromversorgung vorgesehen ist. Solche Abhängigkeiten müssen natürlich bei der Modellbildung berücksichtigt werden. Man kommt dann zu vermaschten Fehlerbäumen.
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