Fehler, die von den Bestandteilen eines Systems verursacht werden, gilt es zu verhindern. Um mögliche Gefahren besser zu überblicken, können Sie auf eine Methodik zurückgreifen, die sich seit über 60 Jahren bewährt hat.
Was ist eine Fehlerbaumanalyse?
Mit einer Fehlerbaumanalyse ist es möglich, Fehlstellungen innerhalb eines Systems übersichtlich darzustellen. Die daraus resultierenden Ergebnisse erleichtern insbesondere Mitarbeitern, die mit der Wartung vertraut sind, die Arbeit. Dies führt zur Verbesserung der Sicherheit und der Systemleistung.
In einem Fehlerbaumdiagramm ist das Hauptereignis, das für den Fehler verantwortlich ist, immer ganz oben dargestellt. Die unterschiedlichen Fälle, die zum Problem geführt haben könnten, werden in den sich weiter unten befindlichen Spalten beschrieben. Manchmal müssen sämtliche Bedingungen erfüllt sein, ein andermal nur eine oder einzelne. Diese Voraussetzungen werden mit logischen Gattern dargestellt.
Es gibt Methoden, Fehlerquellen genauer zu ermitteln, beispielsweise mit der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse. Jedoch ist ein Fehlerbaumdiagramm viel einfacher zu verstehen. Im Grunde kann es jeder nachvollziehen, der sich mit den graphischen Symbolen für die boolesche Algebra auskennt. Wer dennoch Schwierigkeiten hat, kann sich von einer Fehlerbaumdiagramm-Software weiterhelfen lassen.
Aus einem einfachen Fehlerbaumdiagramm ist es nicht möglich, die Wahrscheinlichkeit der Ereignisse abzulesen. Manchmal werden jedoch die Wahrscheinlichkeiten neben den Ereignissymbolen notiert.
In diesen Branchen kommt die Fehlerbaumanalyse zur Anwendung
Manchmal hat Sicherheit oberste Priorität. Häufig durchgeführt werden Fehlerbaumanalysen in der Luftfahrt, im Militär oder in der Elektrotechnik, da ein kleiner Fehler in diesen Branchen schwerwiegende Folgen haben kann. Die bekannte US-Luftfahrtbehörde NASA arbeitet routinemäßig mit Fehlerbaumanalysen, wobei die US-Luftwaffe in den 1960ern als erste staatliche Institution mit der Erstellung der Diagramme begann.
Große Fehlerbaumdiagramme bestehen aus tausenden von logischen Gattern und Ereignissymbolen. Glücklicherweise ist deren Auswertung in den letzten Jahrzehnten mithilfe immer besserer Softwareprogramme effizienter und einfacher geworden. Und Online-Plattformen wie EdrawMax erleichern die Erstellung der Diagramme erheblich.
Welche Symbole sind in einer Fehlerbaumanalyse enthalten?
Die Symbolvielfalt einer Fehlerbaumdiagramms beinhaltet fünf Ereignis- und fünf Gattersymbole.
- Basisereignis: Das Kreissymbol stellt einen allgemeinen Fehler dar.
- Externes Event: Ein fünfeckiges Ereignissymbol in der Form eines Hauses. Es tritt erwartungsgemäß ein, allerdings außerhalb des Systems, weshalb es nicht als Fehler klassifiziert wird.
- Unentwickeltes Ereignis: Hier können wir die Information in einer Raute ablesen. Spezifischere Aussagen zu einem untentwickelten Ereignis lassen sich nicht treffen, weshalb es sich nicht selten um einen abschließenden Vorfall handelt, das am Ende einer Ereignisreihe steht.
- Konditionierungsereignis: Mit diesem Ereignis ist es möglich, Gatter zu beeinflussen und andere Ereignisse einzuschränken.
Ein Zwischenereignis, dargestellt als Rechteck, dient der Vollständigkeit halber. Mit ihm erhält der Leser des Diagramms oder die Fehlerbaumdiagramm-Software, die das Ganze auswertet, zusätzliche relevante Informationen.
Ereignisse werden durch Gattersymbole logisch miteinander verknüpft.
- UND-Gatter: Hier müssen sämtliche Eingabeereignisse eintreten, damit das Ausgabeereignis ausgelöst werden kann. Oder alle Systemkomponenten müssen ausfallen, wenn der Text innerhalb der Basisereignis-Symbole entsprechend formuliert ist.
- ODER-Gatter: Mindestens eines der Eingabeereignisse muss eintreten, damit die Ausgabe erfolgt.
- Exklusives ODER: Es darf nur eines der Eingabeereignisse stattfinden. In der booleschen Algebra ist das exklusive ODER gleichbedeutend mit dem Wort oder, das wir im gewöhnlichen Sprachgebrauch verwenden.
- Prioritäts-UND: Damit die Ausgabe erfolgt, müssen mehrere Ereignisse in einer vorgegebenen Reihenfolge eintreten.
- Tor sperren: Das weiter oben angeordnete Eingangsereignis muss durch eine Aktivierungsbedingung ausgelöst werden.
Wie erstellt man ein Fehlerbaumdiagramm? Alles über eine bekannte Fehlerbaumdiagramm-Software
Fehlerbaumdiagramme basieren auf dem Prinzip der Booleschen Algebra, es werden logische Gatter mit Linien und Pfeilen verknüpft. Das wichtigste Ereignis erscheint immer ganz oben im Diagramm, während die Grundursachen im unteren Bereich angesiedelt sind.
Für eine Fehlerbaumanalyse kann zunächst das unerwünschte Ereignis ermittelt werden. Wenn alle Komponenten Voraussetzung für die Fehlerursache sind, drückt man dies mithilfe des UND-Gatters aus, ansonsten verwendet man eines der ODER-Gatter.
Am einfachsten lässt sich ein Fehlerbaumdiagramm auf der Plattform EdrawMax erstellen. Dazu müssen Sie sich zunächst einmal auf der Webseite registrieren. Sie können mit EdrawMax eine Vielzahl an unterschiedlichen Zeichnungen durchführen. Speziell für die Fehlerbaumverwaltung gibt es einen eigenen Bereich, der sich in der Leiste "Qualitätsmanagement" finden lässt. Aus der linken Symbolleiste können Sie sämtliche Symbole in das Zeichnungsfeld ziehen, die Sie benötigen. Dies bezeichnen wir als Tabellierung mit Werkzeugen. Anschließend ist es noch notwendig, das entsprechende Symbol zu beschriften und einzufärben. Durch das Klicken auf das Verbindungssymbol ist es möglich, die Symbole miteinander zu verknüpfen.
Nicht immer ist es notwendig, ein Fehlerbaumdiagramm von Grund auf neu auf einem weißen Feld zu konstruieren. Es stehen Ihnen bei EdrawMax auch eine Vielzahl an Vorlagen zur Verfügung. Auch die künstliche Intelligenz kann bei der Erstellung der Analyse weiterhelfen: es stehen ein KI-Chat und die KI-Zeichnung zur Auswahl. Doch der größte Vorteil an EdrawMax besteht darin, dass Sie die Fehlerbaumdiagramm-Software nicht herunterladen müssen, womit es keinen Speicherplatz auf Ihrer Festplatte verbraucht.
Beispiele zur Fehlerbaumanalyse
Um die Sicherheit von Personen zu gewährleisten, die ihre Arbeit auf Gerüsten verrichten, ist eine Fehlerbaumanalyse sinnvoll. Der Fehler könnte hier lauten: die Person fällt vom Gerüst. Der Schweregrad des Fehlers hängt mit der Höhe und der Beschaffenheit des Bodens zusammen (harter / weicher Boden oder sogar Wasser). Damit der Fehler eintritt, muss der Arbeiter vom Gerüst gefallen sein. Erst dann wird das sechseckige Sperrsymbol "durchbrochen", was automatisch das nächste Ereignis einläutet: ist der Arbeiter versehentlich gefallen oder hat er seinen Sicherheitsgurt nicht getragen? Im ersten Fall können wir zwei Fehlerursachen mit einem ODER-Gatter voneinander unterscheiden. Entweder wurde der Gurt gar nicht getragen, oder die Ausrüstung ist gebrochen.
- Gurt wurde nicht getragen: die Person vergaß ihren Sicherheitsgurt (Basisereignis) oder nahm ihn während dem Gehen ab (externes Ereignis).
- Ausrüstung gebrochen: der Gurt selbst ist gebrochen oder nur der Halter.
Im Falle eines versehentlichen Hinfallens gibt es zwei mögliche Ursachen: Der Arbeiter ist ausgerutscht oder hat das Gleichgewicht verloren. Beide Möglichkeiten können wir als unentwickeltes Ereignis bezeichnen.
Die Vor- und Nachteile der Fehlerbaumanalyse
Ein Fehlerbaum dient dazu, mögliche Fehlermodi übersichtlich in einem Diagramm darzustellen. Auf diese Weise lässt sich das problematische Ereignis leichter und effizienter untersuchen. Fehler können maschineller oder menschlicher Natur sein, in einem Fehlerbaum wird beides sichtbar. Es kann sich um Soft- oder Hardwareproblemen handeln. Nach der Auswertung des Baumes kennen Sie die Ursache eines Problems.
Doch die Konstruktion des Diagramms mithilfe einer Fehlerbaumdiagramm-Software bietet nicht nur Vorteile. Analysiert werden sollte die graphische Darstellung nur von geschulten Fachpersonen. Es besteht zudem das Risiko, die Ursache eines Fehlers falsch zu deuten. Die Vielzahl von Ereignissen macht die Auswertung ebenfalls schwieriger. Und nicht immer ist es möglich, die Ursachen und Auslöser von Fehlern korrekt zu ermitteln.
Wichtige Tipps rund um die Fehlerbaumanalyse: Damit es gar nicht erst zu Fehlern kommt
Im Qualitäts- und Risikomanagement sollte eine Fehlerbaumanalyse durchgeführt werden, um die Sicherheit des Betriebsablaufs zu verbessern. Bestenfalls werden mögliche Schwachstellen und Fehlerquellen aufgedeckt, ehe sie auftreten. Gerade im Bezug auf Hardwareprobleme ist dies bedeutsam. Wenn ein Fehler, der beispielsweise von einer Grafikkarte ausgeht schnell erkannt wird, kann sie eventuell noch repariert werden. Dies verlängert ihre Lebensdauer. Die wahrscheinlichste Fehlerquelle ist jedoch ein Bug in einem Computerprogramm oder der Absturz der Software. Möglicherweise wurden die betroffenen Programme nicht während der Aktualisierung des Betriebssystems auf den neuesten Stand gebracht.
Wurde der Fehler von einem Menschen verursacht, ist es sinnvoll, den Mitarbeiter in ein Schulungsprogramm einzugliedern. Bei besonders schweren Unfällen können Sie darüber nachdenken, die Person zu versetzen oder zu entlassen.
In den meisten Fällen können Umweltfaktoren indirekt verantwortlich für die Entstehung eines Fehlers gemacht werden. Manchmal ist es zu heiß oder zu kalt im Raum, was die Hardware von Computern beeinflusst. Jedoch ist es auch möglich, im Zuge einer Fehlerbaumanalyse die Gefahr für Naturkatastrophen oder Stürme aufzudecken.
Sie können sich zwischen der quantitativen und qualitativen Analyse entscheiden. Mithilfe einer qualitativen Analyse können Sie die wahrscheinlichsten Fehlerquellen identifizieren, exakter ist jedoch die qualitative Analyse. Im Bezug auf die Wartung sollte man sich auf die wahrscheinlicher auftretenden Probleme fokussieren. Für eine nachhaltige und langfristige Wartungsplanung empfehlen wir, die Fehlerbaumanalyse mit einer Reliability Centered Maintenance zu verknüpfen.
Fazit
Die Fehlerbaumanalyse ist sicherlich nicht das einzige Mittel zur Aufdeckung von Gefahren innerhalb eines Systems, aber eines der besten. Ein Betracher hat die Möglichkeit, sich das Fehlerbaumdiagramm auf einen Blick anzusehen und erhält dennoch Einblicke in jedes Detail.
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