Berechnungen zur Funktionalen Sicherheit : Größen, Formeln und Methoden

Abstract

Während in der Vergangenheit die funktionale Sicherheit in vielen Branchen kaum eine Rolle spielte, und in den übrigen im Wesentlichen durch detaillierte Design-Regeln gewährleistet war, getrieben durch (negative) Erfahrungen, geht heute der Trend weg von festen Design-Regeln hin zu quantitativen Forderungen und Nachweisen. Dies fördert zweifellos die Innovation und den Wettbewerb, birgt jedoch das Risiko, dass unsichere Systeme auf den Markt kommen. Die Praxis des Autors als Gutachter für funktionale Sicherheit zeigt immer wieder, dass es selbst erfahrenen Sicherheitsingenieuren schwer fällt, korrekte Berechnungen anzustellen. Oft ist dafür mangelndes Verständnis der unterschiedlichen Größen ursächlich, genauso oft aber auch mangelnde Kenntnisse über die verwendeten Berechnungswerkzeuge und -methoden (insbesondere FTA-Tools), gepaart mit ungerechtfertigt großem Vertrauen in selbige. Diese Einführung richtet sich in erster Linie an angehende und erfahrende Sicherheitsingenieure, aber auch an Mathematiker oder Informatiker, welche mit der Entwicklung von Berechnungswerkzeugen betraut sind. Es wird gelegentlich Bezug auf Normen genommen, jedoch wird die Kenntnis dieser Normen nicht vorausgesetzt. Es werden zunächst die Größen Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Ausfalldichte, Ausfallrate, Verteilungsfunktionen und MTTF und deren mathematische Grundlagen und Abhängigkeiten ausführlich dargestellt und deren praktische Bedeutung mit Beispielen erläutert. Dann wird gezeigt, wie diese Größen auch für komplexe Systeme mittels Fehlerbäumen und Markov-Modellen berechnet werden können.