Schrittweitensteuerung für PFD-Berechnungen

Abstract

Um die Verlässlichkeit eines Automatisierungssystems anhand konkreter Gütemaße, wie Lebensdauer, Verfügbarkeit, Ausfallwahrscheinlichkeit oder SIL-Klassifizierung, präzise beurteilen zu können, bedarf es einer allgemein gültigen Methodik zur Analyse des dynamischen Zustandsverhaltens der in Wechselwirkung stehenden Komponentenausfälle oder Fehlerzustände. Im Beitrag werden neben den Methoden der Modellbildung und der Herleitung des algorithmischen Berechnungsverfahrens auch die Entwurfsmuster für eine rechnergestützte Systemanalyse beschrieben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Numerik. Durch die Modifikation bestehender Ansätze sowie eine vorteilhafte Schrittweitensteuerung in Abhängigkeit des Konvergenz- und Stabilitätsverhaltens lässt sich eine wesentliche Verbesserung gegenüber bisherigen Berechnungen erzielen. Dies insbesondere auch dann, wenn eine sehr große Anzahl von Fehlerzuständen, ein sehr großes Zeit- beziehungsweise Prüfintervall, stark differierende Fehler- und Reparaturraten oder gar konkrete Genauigkeitsvorgaben im Fokus der Betrachtung stehen. Anhand von zwei Anwendungsbeispielen wird dies demonstriert.