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4.17 Elementarmethode "Failure Mode Effect Analysis" (FMEA)  

  4.17 Elementary Method "Failure Mode Effect Analysis" (FMEA)

Inhalt  
  • 1 Identifikation/Definition der Methode
  • 2 Kurzcharakteristik der Methode
  • 3 Grenzen des Methodeneinsatzes
  • 4 Detaillierung der Methodenzuordnung
  • 5 Schnittstellen
  • 6 Weiterführende Literatur
  • 7 Funktionale Werkzeuganforderungen
  • 1 Identifikation/Definition der Methode

    /MIL-STD 1629A, 1980/ chap. 3, pp. 3-5; chap. 4, pp. 5-11; chap. 5, pp. 11, 101-105

    2 Kurzcharakteristik der Methode

    Ziel und Zweck

    Die Failure Mode Effect Analysis (FMEA) ist eine Methode zur Identifikation von potentiellen Fehlerarten zwecks Bestimmung ihrer Auswirkungen auf den Betrachtungsgegenstand (System, Segment, SW-/HW-Einheit) sowie zur Klassifizierung der Fehlerarten hinsichtlich Kritikalität oder Hartnäckigkeit. Es sollen Fehler vermieden und damit Entwurfsschwächen aufgedeckt werden, die beim Auftreten eine Gefährdung oder Verlust des Systems/Software und/oder eine Gefährdung der damit im Zusammenhang stehenden Personen bewirken würden. Die Methode FMEA soll ferner Ergebnisse für korrektive Maßnahmen liefern sowie zur Bestimmung von Testfällen und Bedienungs- und Einsatzzwängen des Systems/Software dienen.

    Darstellungsmittel

    Darstellungsmittel der Methode FMEA sind z. B.:

    Funktioneller Ablauf

    Das Grundprinzip besteht darin, daß in der Funktionshierarchie und in der Programmlogik systematisch (funktional und zeitlich) nach definierten Erfolgs- oder Fehlerkriterien gefragt wird: was passiert, wenn? Diese Analyse und Auswertung ist für alle Betriebsphasen und Bedienungsmöglichkeiten durchzuführen.

    Der Ablauf der Methode FMEA besteht aus folgenden Hauptschritten:

    3 Grenzen des Methodeneinsatzes

    Im Rahmen des Submodells PM ist der Einsatz der Methode FMEA eingeschränkt auf Projekte mit stark restriktiven Soll-Vorgaben oder hohen Anforderungen; eine generelle Anwendung der Methode FMEA wäre gemessen an dem zu investierenden Aufwand und den erzielten Ergebnissen nicht adäquat.

    Im Rahmen der Submodelle SE und QS kommt die Methode FMEA zum Einsatz, wenn hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Systems/einer Funktionseinheit gestellt werden.

    4 Detaillierung der Methodenzuordnung

    Nr. Aktivität Beschreibung
    4.1 Submodell Projektmanagement (PM) Die Methode FMEA ist ein Hilfsmittel zur Durchführung von Katastrophen- und Risikoanalysen; ursprünglich für Sicherheitsanalysen von Systemen entwickelt. Für den Einsatz im PM bedarf es daher einer gewissen Neu-Orientierung. Die Schritte und Techniken der Methode FMEA bleiben dabei unverändert, lediglich Betrachtungsobjekte, Risiken und Auswirkungen müssen auf PM-Gesichtspunkte transformiert werden.

    Das Vorgehen nach FMEA sieht im Submodell PM folgendermaßen aus:

    1. Erstellen einer Liste aller Faktoren, die die Planung beeinflussen
    2. Spezifizieren der Art und Wahrscheinlichkeit des Fehlverhaltens für jeden Faktor (unter Anwendung von Verfahren der Statistik)
    3. Untersuchen der Auswirkungen auf andere Faktoren (unter Anwendung von Verfahren des Operations Research wie z. B. Simulation)
    4. Untersuchen und Klassifizieren der Auswirkungen auf die gesamte Planung
    5. Ermitteln von Möglichkeiten zur Entdeckung des Fehlverhaltens
    6. Ermitteln von Möglichkeiten zur Kompensation des Fehlverhaltens
    7. Ermitteln von Möglichkeiten zur Abwendung eines Fehlverhaltens
    Die Methode FMEA wird für eine prospektive und eine retrospektive Risikoanalyse verwendet.

    Bei der prospektiven Risikoanalyse werden laufend Analysen der aktuellen terminlichen, personellen und ressourcenbedingten Situation durchgeführt, um eventuelle Probleme frühzeitig erkennen und abwehren zu können.

    Bei der retrospektiven Risikoanalyse werden Probleme der Vergangenheit analysiert, um daraus Informationen zu gewinnen, die helfen, derartige Probleme künftig zu vermeiden.

    4.1.1 PM1.5 - Grobplan erstellen In Aktivität PM 1.5 wird die Methode FMEA für die prospektive Risikoanalyse angewandt, sie erfüllt dabei eine vollständige Abdeckung des Teilprodukts Projektplan.Risikobetrachtungen.
    4.1.2 PM7 - Risikomanagement In Aktivität PM 7 wird die Methode FMEA für eine prospektive Risikoanalyse angewandt, ergänzend ist die Methode NPT einzusetzen. Die Methode FMEA dient dabei der inhaltlichen Ermittlung, die Methode NPT der rechnerischen Ermittlung von Risiken.

    Gemeinsam erfüllen die Methoden die Produktanforderungen der Aktivität PM 7.

    4.1.3 PM8 - Projektkontrolle und -steuerung Im Rahmen der Projektsteuerung wird die Methode FMEA sowohl für eine prospektive als auch für eine retrospektive Risiokoanalyse verwendet. Die Methode FMEA wird durch die Methode NWA ergänzt, welche die Auswahl unter den in den o. g. Schritten 5 bis 7 ermittelten Möglichkeiten unterstützt (Projektplan.Risikobetrachtungen).
    4.2 SE1.3 - Kritikalität und Anforderungen an die Qualität definieren Die Methode FMEA wird zur Festlegung und Begründung der Kritikalitätsstufe des Systems eingesetzt.

    Durch die Anwendung der Methode FMEA wird das Teilprodukt Anwenderforderungen.Kritikalität des Systems vollständig abgedeckt.

    4.3 SE3.4 - Anforderungen an die Qualität der SW-/HW-Einheit definieren Die Methode FMEA wird zur Festlegung und Begründung der Kritikalitätsstufe der SW-/HW-Einheit eingesetzt.

    Durch die Anwendung der Methode FMEA wird das Teilprodukt Technische Anforderungen.Kritikalität vollständig abgedeckt.

    4.4 QS2.3 - Prüffälle festlegen Mittels der Methode FMEA werden im Falle hoher Anforderungen an die Zuverlässigkeit Testfälle für die folgenden Prüfgegenstände festgelegt:
    • SW-Einheit/HW-Einheit
    • Segment
    • System
    Auf der Segment- und Systemebene sind neben Funktionsaspekten auch Umweltaspekte zu berücksichtigen.

    Das Teilprodukt Prüfspezifikation.Prüffallbeschreibung wird nur durch die ergänzende Anwendung der Methode BBTE vollständig abgedeckt.

    5 Schnittstellen

    - entfällt -

    6 Weiterführende Literatur

    /Deutsch, 1988/ Software Quality Engineering
    /Leveson, 1986/ Software Safety: What, Why and How
    /MIL-STD 1629A, 1980/ Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Critically Analysis

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