Beitrag zur dynamischen Fehlerbaumanalyse ohne Modulbildungund

6 2 Stand der Technik: Statische und dynamische Fehlerbaumanalyse
Im Gegensatz zur Zuverlässigkeitsanalyse konzentriert sich die Sicherheitsanalyse auf die
Untermenge solcher System- und Komponentenausfälle, die zu einem Verlust der Sicherheit
führen, wobei Sicherheit deniert ist als Freiheit von unvertretbaren Risiken [4]. Die sicherheitstechnisch
relevante Zuverlässigkeit einer Einheit ist somit deren Eigenschaft oder bei
quantitativer Betrachtung: deren Wahrscheinlichkeit , innerhalb eines denierten Zeitraums
und unter denierten Randbedingungen keine gefährlichen Auswirkungen (Schäden) zu verursachen.
Damit berücksichtigt die sicherheitstechnisch relevante Zuverlässigkeit auch die Auswirkungen
von Ausfällen.
Sicherheitsanalysen bedürfen somit einer weitergehenden Festlegung hinsichtlich der Frage,
welches Risiko bzw. welche Schäden betrachtet werden. Im Umfeld der klassichen Sicherheit
im Sinne von safety technischer Systeme sind dies das Risiko für Leib und Leben bzw. das
Verletzen / Töten von Personen [4]. Prinzipiell nden dieselben Analysen und Methoden auch
Anwendung in anderen Betrachtungen, z. B. im Umfeld der Sicherheit im Sinne von security
technischer Systeme [17, 18]. Im Rahmen dieser Arbeit wird Sicherheit in der Bedeutung von
safety verwendet. Ausnahme ist der Begri der Kenntnisstandsicherheit, welcher sich auf die
Verlässlichkeit (Kondenz) von Daten und Modellen bezieht.
2.1.2 Statische und dynamische Analysen
2.1.2.1 Dynamisches Systemverhalten
Ein dynamisches Verhalten eines Systems ist nach [19] gegeben, falls die Systemantwort auf eine
initiale Störung sich über die Zeit entwickelt, während die System-Komponenten miteinander
und mit ihrem Umfeld interagieren. Im Gegensatz dazu behandelt die klassische Fehlerbaumanalyse
unerwünschte Ereignisse (Systemausfälle) als statische, festgelegte und zeitlich invariante
Folge einer bestimmten Kombination von Komponenten-Ausfällen [ebd.].
In einer Welt voller dynamischer Einüsse und Wechselwirkungen verhalten sich grundsätzlich
alle technischen Systeme ebenfalls dynamisch. Statische Methoden und Modelle zur Zuverlässigkeits-
und Sicherheitsanalyse von Systemen approximieren daher notwendigerweise immer nur
deren eigentlich dynamisches Verhalten.
Auf Grund dieser Vereinfachung sind statische Analysen wie die FTA oder Zuverlässigkeits-
Blockschaltbild (Reliability Block Diagram) (RBD) vergleichsweise einfach zu handhaben. Tatsächlich
ermöglicht in vielen Fällen erst die Annahme statischen Verhaltens überhaupt eine
Analyse. Die in der praktischen Anwendung relevante Frage lautet daher, welche statischen
Näherungen es vermögen, das eigentlich dynamische Ausfallverhalten gut genug abzubilden.
Hierbei hat sich gezeigt, dass die herkömmliche FTA sehr gut geeignet ist für die logische und
probabilistische Analyse von Systemen, deren Ausfallverhalten zumindest in erster Näherung
als frei von zeitlichen Abhängigkeiten oder dynamischen Interaktionen zwischen den einzelnen
Komponenten bezeichnet werden kann.
Allerdings beklagen Forscher und Anwender schon seit den Anfängen der systematischen Untersuchung
des Ausfallverhaltens technischer Systeme ab der Mitte des 20. Jahrhunderts die
vergleichsweise grobe Betrachtungsweise der statischen Analysen [20]. Wissenschaft und Forschung
suchen daher nach Möglichkeiten, statische Ausfallmodellierungen wie die FTA um die
wichtigsten dynamischen Eekte zu erweitern, ohne den Modellierungs- und Berechnungsaufwand
über Gebühr zu erhöhen.