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Methode |
Beschreibung
/ Zielsetzung |
MTBF-Berechnung | Ermittlung
von Fehlerraten auf Bauteilebene. Meistens für elektrische oder
elektronische Systeme, und dann praktisch immer nach einem etablierten Standard. MTBF-Berechnungen
erfolgen fast immer auf Stücklistenbasis. Im Rahmen von Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanalysen bildet diese Methode fast immer die Grundlage. Die von ihr ermittelten Ausfallraten fliessen als Eingabedaten in weitere, nachgelagerte Analysemethoden ein. |
FMEA/FMECA | Ermittlung
möglicher Fehler, deren Ursachen und Folgen. Je nach FMEA-Ausrichtung
dann entweder Berechnung der Wahrscheinlichkeit der Fehlerfolgen, oder
Implementierung von Verbesserungsmassnahmen. FMEA/FMECA kann auf Bauteilebene, Systemebene, oder auf einer Zwischenebene durchgeführt werden. Der Fokus liegt auf der Erstellung einer möglichst vollständigen Einzelfehlerliste und ggfs. auf der Ermittlung der Wahrscheinlichkeiten dieser Einzelfehler. Bei einfachen, rein seriell aufgebauten Systemen, ist die FMEA Methode zuverlässigkeits- und sicherheitstechnisch erschöpfend. Bei komplizierteren Systemen ist die Anwendung weiterer Methoden erforderlich. |
Zuverlässigkeits- Blockdiagramm |
Darstellung
eines in der Regel komplexen Systems in funktional zusammenhängenden
Funktionsblöcken. "Komplex" bedeutet in diesem Zusammenhang nicht
einfach seriell, sondern fehlertolerant, redundant, mit spezieller
Wartungsphilosophie, mit speziellem Ausfallverhalten, usw.. Die
Funktionsweise des Systems wird durch entsprechende
"Funktionsflusspfeile" zwischen den Funktionsblöcken beschrieben. Die MTBF der einzelnen Funktionsblöcke lassen sich in der Regel auf Stücklistenbasis berechnen. Der Fokus liegt auf der Ermittlung der Systemverfügbarkeit, des Systemdurchsatzes (Produktionslinien), oder auf der Systemausfallwahrscheinlichkeit. Normalerweise gibt es für ein System genau ein Zuverlässigkeits-Blockdiagramm. Zuverlässigkeit steht im Vordergrund, Sicherheit im Hintergrund. |
Fehlerbaumanalyse | Ausgehend
von einem bereits eingetretenen hypothetischen End Effekt untersucht
man das verursachende Fehlerszenario zeitlich
in die Vergangenheit gerichtet bis hin zu den so genannten
Basisereignissen, die entweder elementar sind, oder die man aus anderen
Gründen nicht weiter aufschlüsseln möchte. Diese Methode ergibt
besonders bei komplexen Fehlerszenarien mit logischen Abhängigkeiten
Sinn. Der Fokus liegt auf der Ermittlung der Wahrscheinlichkeit für ein ganz bestimmtes Versagensszenario. Sind mehrere solcher Szenarien denkbar, dann muss jedes in einem separaten Fehlerbaum dargestellt und berechnet werden. Sicherheit steht im Vordergrund, Zuverlässigkeit im Hintergrund. |
Markovdiagramm | Selbe
Zielsetzung wie Zuverlässigkeits-Blockdiagramm,
jedoch wird das System nicht in Funktionsblöcke, sondern in Zustände
aufgeteilt. Ein Zustand repräsentiert immer das gesamte System, jeweils
in einem anderen Zustand. Zwischen den Zuständen gibt es bestimmte
Übergangswahrscheinlichkeiten. Diese Methode ergibt besonders dann
Sinn,
wenn Systemzustand und Systemwert nicht einfach durch Funktionsblöcke
beschrieben werden können. Aufgrund der Zustandsdarstellung kann der Fokus einerseits auf der Wahrscheinlichkeit bestimmter Fehlerszenarien liegen, oder aber auf der Systemverfügbarkeit, des Systemdurchsatzes (Produktionslinien), oder auf der Systemausfallwahrscheinlichkeit. Diese Methode vereint demnach einige Vorteile der Methoden Zuverlässigkeits-Blockdiagramm und Fehlerbaumanalyse, ohne sie jedoch vollumfänglich ersetzen zu können. |
Ereignisbaumanalyse | Ausgehend
von einem bereits eingetretenen hypothetischen End Effekt (der in der
Regel ein Fehlerbaum-Endeffekt ist) untersucht man von nun an in die
Zukunft reichende Fehlerszenarien. Diese Methode ergibt vor allem dann
Sinn, wenn es dem Endeffekt nachgelagerte Rückfallebenen gibt, oder
wenn die Folgen eines eingetretenen Endeffektes unterschiedlich schwer
sein können. Der Fokus liegt auf der Ermittlung der Wahrscheinlichkeiten von Katastrophenszenarien ausserhalb der Grenzen des mit anderen Methoden analysierten Systems. |
Weibullanalyse | Meistens auf
der Weibullverteilungsfunktion beruhende Methode zur Bestimmung der
Ausfallrate oder Lebensdauer anhand von experimentellen Daten. Dies
können Felddaten oder Labortestdaten sein. Die Weibullverteilungsfunktion besitzt 2 Parameter und hat sich für die Beschreibung des Ausfallverhaltens von Populationen als praktisch erwiesen, wenngleich es sich hierbei nur um eine heuristische Methode handelt. Diese Methode ist historisch nach Weibull benannt, ist aber nicht auf die Weibullverteilungsfunktion beschränkt. Der Zweck dieser Methode ist ähnlich wie bei der MTBF-Berechnung, nämlich die Ermittlung von Ausfallraten. Die Ergebnisqualität ist bei der Weibullmethode in der Regel um Grössenordnungen besser, bei freilich ebenfalls um Grössenordnungen höherem Aufwand (zeitlich und finanziell). |
Beschleunigte Tests | Gewisse
thematische Überschneidung mit der Weibullanalyse, und auch ähnliche
Zielsetzung.
Hinzu kommt der Anspruch, in möglichst kurzer Kalenderzeit mit
möglichst wenigen Testgeräten eine möglichst hohe statistische Aussage
zu erhalten. Dahinter verbergen sich einige sehr spezielle Verfahren. Zweck und Fokus ähnlich wie bei MTBF-Berechnung und Weibullanalyse. Zusätzlich besteht der Anspruch, Ergebnisse schnell und sicher zu ermitteln. Der Aufwand ist nochmal um einiges höher als bei der Weibullanalyse. |
Weitere Methoden | Bei entsprechender Fragestellung können unter Umständen spezielle Ansätze erforderlich sein. Hierunter fällt z.B. die Fehlersicherheit von Übertragungsprotokollen und die Sicherheit von Software im Allgemeinen. |