Risikobeurteilung technischer Systeme. Grundlagen der Risikoanalyse und Managementmethodik

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Das Risiko technischer Systeme einzuschätzen und adäquate Entscheidungen zu treffen, ist eine tatsächliche tägliche Praxis, in der die richtige Entscheidung wesentlich ist und immer hinreichend objektive Konsequenzen ermittelt, was nicht immer einer vernünftigen Kalkulation entspricht.

Alle technischen Systeme, die jemals geschaffen wurden, funktionieren auf der Grundlage objektiver Gesetze, hauptsächlich physikalischer, chemischer, gravitativer, sozialer. Das Qualifikationsniveau einer Fachkraft, der Entwicklungsstand der Theorie und Praxis der Risikoanalyse und des Managements sind sicherlich wichtig, spiegeln aber nicht immer objektiv die Realität wider.

Hintergrund, Theorie und Kosten der Risikobewertung

Die Vielf alt technischer Systeme wird bestimmt durch die Vielf alt der Produktionsarten, Unterschiede in den Industrieanlagen, deren Relevanz für die LebensbereicheMensch.

Technologische Risikoanalyse berücksichtigt wahrscheinliche negative Folgen:

• Ausfall technischer Systeme,
• Fehler in technologischen Prozessen,
• Fehler des Servicepersonals.

Es ist sinnvoll, negative Auswirkungen auf Mensch und Natur zu berücksichtigen.

Auch ein unfallfreier Betrieb von Industrien (Emissionen, Austritt von Schadstoffen, ungeklärte Abwässer etc.) kann durch verschiedene Parameter und Folgen zu einer Gefährdungsbeurteilung führen.

Der menschliche Faktor in der Risikobewertung

Die Ergebnisse der Anwendung des technischen Systems im Kontext des erwarteten Risikos sind wesentlich, um fundierte Entscheidungen treffen zu können:

• Platzierung bestimmen;
• Gest altung von Produktionsanlagen;
• Transport und Lagerung gefährlicher Stoffe und Materialien;
• Energieversorgung (Gas, Strom, Druckluft);
• und andere Dinge.

Bei der Untersuchung von Risiken werden formale Methoden und Algorithmen verwendet, verschiedene Situationen werden berücksichtigt, denen Management und Betriebspersonal begegnen können.

Unsicherheit ist eine charakteristische Eigenschaft der Anwendung eines technischen Systems. In vielen Fällen werden die Entscheidungen eines bestimmten Spezialisten getroffen, was Methodik, Ablauf und Ergebnisse der Risikoanalyse prägt.

Das Umfeld für die Existenz technischer Systeme

Normalerweise technischSysteme werden von Menschen geschaffen. Die Ideen der Natur und die Initiativen von Außerirdischen sind normalerweise nicht so riskant und erfordern keine so große Aufmerksamkeit wie die Schöpfungen von Menschenhand.

Zuverlässigkeit technischer Systeme und technogenes Risiko einer Aufgabe werden durch ihren Umfang bestimmt. Zum Beispiel sind ein Haus und seine technischen Strukturen immer mit dem Territorium, seinen Eigenschaften, dem Klima, dem Einfluss anderer technischer Systeme, menschlichen Aktivitäten usw. verbunden.

Naturphänomene wirken nicht absichtlich, sondern objektiv auf technische Systeme ein. Die Leute haben möglicherweise keine Ahnung, dass sich dieses Haus oder seine technischen Strukturen aufgrund ihrer „angemessenen“Handlungen in einer unvorhergesehenen Situation befinden könnten.

Infolge des Baus eines neuen Hauses, der die technischen Strukturen des Territoriums unter Druck setzen wird, können bestehende technische Systeme leiden. Als Folge eines Hurrikans kann er beispielsweise ein Dach wegblasen oder tragende Strukturen beschädigen.

Häuser, die von Fachleuten gebaut werden, die an die Besonderheiten eines bestimmten Gebiets gewöhnt sind, können das Gebiet erheblich beschädigen, was besondere Anforderungen an die Fundamente von Bauwerken stellt.

Der Betrieb des Flugzeugs durch erfahrene Piloten auf vertrauten Strecken wird sicherlich zu unvorhergesehenen Situationen führen, wenn es bergiges Gelände überquert oder Gebiete überfliegt, in denen die Atmosphäre durch Druckabfälle, Luftströmungen usw. gekennzeichnet ist.

Das Risiko technischer Systeme und der Umwelt ihrer "Existenz" einzuschätzen ist eine Aufgabe, deren Relevanzwächst jeden Tag. Und die Komplexität dieser Aufgabe ist proportional zur Geschwindigkeit, mit der neue technische Systeme und neue Möglichkeiten zur Beeinflussung bestehender Systeme geschaffen werden.

Entstehung und Entwicklung technischer Systeme

Das normale Leben eines Menschen und die Leistung der Mechanismen, die er geschaffen hat, sind nie über vernünftige Bedürfnisse und reale Möglichkeiten hinausgegangen.

Das Auto ersetzte das Pferd, und das Aufkommen von Eisenbahn, Schiffen und Flugzeugen veränderte die Infrastruktur für den Transport von Gütern und Passagieren. Jedes technische System steht nicht still, und seine Funktionalität und Anwendbarkeit spiegelt seine technischen Möglichkeiten vor dem Hintergrund der aktuellen Umgebung und anderer technischer Systeme wider.

Sowohl das System selbst als auch seine Funktionalität liegen nur in den seltensten Fällen in der Kompetenz seiner Ersteller, viel häufiger wird es überlagert von den Tätigkeiten derer, die betreiben, reparieren, modernisieren, ergänzen, komplettieren …

Echte Beispiele für Risiken in diesem natürlichen Entwicklungsprozess (nach Quelle):

• Naturphänomene;
• menschlicher Faktor;
• technische Systeme;
• sozioökonomisches Umfeld.

Sie verursachen Folgen unterschiedlichen Schweregrades, d. h. sie bilden die Notwendigkeit, „etwas zu tun“, um die geforderte Funktionalität aufrechtzuerh alten und die Betriebsfähigkeit eines durch ein Naturereignis beeinträchtigten technischen Systems wiederherzustellen (Überschwemmung, Erdrutsch, Erdbeben, …), das durch das Einwirken von Menschen, den Einschlag eines anderen technischen Systems beschädigt wurde oder sich ohne „Mittel“befandExistenz“, als sich die sozioökonomische Situation um sie herum dramatisch veränderte.

Es gibt viele Möglichkeiten, das aktuelle System zu beeinflussen. Risiken entstehen sowohl, wenn ein Mensch nichts tut, als auch, wenn er den Stand der Dinge bewertet und Maßnahmen ergreift, um die Zuverlässigkeit technischer Systeme zu erhöhen und vom Menschen verursachte Risiken zu reduzieren.

Fortschritt in Systemen und Entwicklung der Risikobewertungstheorie

Der wissenschaftliche und technologische Fortschritt hat längst dazu geführt, dass ein Mensch bewusst begonnen hat, eine wissenschaftliche Grundlage im Bereich der Risikoanalyse und -bewertung zu bilden. Wissenschaftler haben lange argumentiert, dass "Risiken und Gefahren in der Entwicklung der Zivilisation waren, sind und sein werden … Sie müssen sich an die Vorstellung gewöhnen, dass Sie unter dieser Last leben müssen … das bedeutet nur eine Sache: Die Menschheit muss lernen, dieses Risiko und diese Gefahr zu minimieren."

Üblicherweise versteht man unter Methoden der Risikoanalyse:

• Statistiken;
• Preis-Leistungs-Verhältnis;
• Expertenbewertungen;
• Analytics;
• Analogie (Verwendung von Analoga);
• finanzielle Nachh altigkeit;
• Wirkungsanalyse;
• kombinierte Optionen.

Es funktioniert, aber nicht immer. Der gegenwärtige Entwicklungsstand des öffentlichen Bewusstseins, die Anzahl und Komplexität bestehender technischer Systeme ist so groß, dass es oft schwierig ist, über den tatsächlichen qualifizierten Einfluss einer Person auf ein bestimmtes System zu sprechen, der nicht zur Entstehung eines neuen führt Risiko oder echte Gefahr.

Allerdings ist es EntwicklungMethoden zur Risikoanalyse und -bewertung, die Anhäufung statistischer Daten und tatsächlichen experimentellen Materials während des Betriebs hat dazu geführt, dass die Zuverlässigkeit technischer Systeme und die Risikobewertung zu unverzichtbaren Bestandteilen sowohl bei der Schaffung neuer als auch bei der Entwicklung bestehender Systeme geworden sind.

Selbstentwickelnde Systeme in der Statik

Es ist oft seltsam zu hören, dass das grundlegende Design eines Flugzeugs oder Ozeandampfers im letzten Jahrhundert geschaffen wurde. Aber heute ein radikal neues Flugzeug oder einen Liner von Grund auf neu zu entwickeln, ist absurd, und zu diesem Zeitpunkt würde kein einziger qualifizierter Spezialist etwas völlig Neues anbieten.

Das Wissen des letzten Jahrhunderts ist ebenso wie die theoretischen Entwicklungen von Archimedes grundlegend nützlich. Sie bauen ein modernes Verständnis der Dinge und ihrer Funktionsweise auf. Das ist normal und natürlich. Und es funktioniert, bietet ein bewusstes Risikomanagement, stellt einen mathematischen Apparat bereit, um die Zuverlässigkeit eines bestimmten Systems zu bestimmen, um das Risiko einer unvorhergesehenen Situation und ihrer Folgen einzuschätzen.

Ein ganz anderes Szenario bieten Systeme, die zu einem festen Bestandteil des menschlichen Lebens werden, aber auch von einer Masse von Menschen kontinuierlich verbessert werden. Es ist so schwierig, Risiken einzuschätzen, Analysen durchzuführen und die Entwicklung des Internets, der Webressourcen und der Programme vorherzusagen. Diese technischen Systeme funktionieren nicht wie vom Autor (Entwicklungsteam) vorgesehen.

Selbstentwickelnde Systeme in der Dynamik

Eine Programmiersprache ist heute nicht mehr die Anwendung, die ihre Schöpfer zum Zeitpunkt der Implementierung geplant haben, die Veröffentlichung neuer Versionen. Der Programmierer verwendet die Programmiersprache im Rahmen seiner Kompetenz und Erfahrung. Am wenigsten interessieren ihn die Ideen der Sprachschöpfer.

Aber ein Fehler, den der Entwickler eines Tools macht, kann dem System schaden, das der Programmierer mit diesem Tool erstellt hat. Meistens wird der Benutzer eines solchen Systems Schaden anrichten, indem er es anders als vom Programmierer vorgesehen verwendet.

Diese Umstände führen zu Maßnahmen, um die negativen Auswirkungen des Systems ohne die Beteiligung seines Erstellers und noch mehr ohne die Beteiligung des Tool-Entwicklers zu verhindern. Die Risikobeurteilung technischer Anlagen bekommt in diesem Zusammenhang eine andere Bedeutung:

• es gibt ein Tool, um ein technisches System zu erstellen;
• es gibt ein System, das mit Hilfe eines Tools erstellt wurde;
• es gibt viele Anwendungen des Systems in verschiedenen Bereichen;
• es gibt viele Implementierungen zur Anpassung der Funktionalität des Systems;
• es gibt ein Problem bei der Wahl der optimalen Anpassung und ihrer Rückwirkung auf das System und das Werkzeug zu seiner Erstellung.

Einfach gesagt, das Wissen einiger Spezialisten ist zu einem technischen System geworden, so hat es sich vom Schöpfer getrennt. Dieses Wissen wurde in der Praxis angewendet und viele Einsatzmöglichkeiten erschlossen, was nicht nur neues Wissen, sondern auch konkrete Neuimplementierungen des Systems mit sich brachte. Das neue Wissen hat sich von seinen Entwicklern gelöst und einen Grund geschaffen, es zum Zweck der Analyse und Bewertung zu bündeln, um wieder in das System einzufließen.

Redundante Systeme für verbesserte Zuverlässigkeit

Sicherheit undZuverlässigkeit war schon immer ein Schlüsselbegriff bei der Konstruktion und Verwendung von Systemen. Darüber hinaus spielen die Ebene und der Grad der Verantwortung des Systems in der Regel keine besondere Rolle. Von größerer Bedeutung ist die Untersuchung der Zuverlässigkeit und des Risikos eines nicht redundanten technischen Systems.

Eine Ölraffinerie und ein herkömmlicher Wasserhahn sind völlig unterschiedliche Systeme, aber die Untersuchung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und des Risikos eines nicht redundanten technischen Systems ist in beiden Fällen relevant.

Das System als Ganzes oder in Teilen seines spezifischen Elements zu reservieren, ist nicht immer ratsam und oft im Grunde einfach unmöglich.

Aber Reservierungen können auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Einige Elemente der Systeme können einfach komplett geändert werden und dies wird die ideale Lösung sein. Einige Systeme müssen einfach durch neue ersetzt werden, die auf Erfahrungen mit früheren Modellen basieren, aber nicht unbedingt homogen sind.

Systemtheorie, Risikobewertung und Managementmethodik waren seit ihrer Einführung nie ein Dogma. Als Wissenssysteme, die auf Erfahrung, Statistik und der Intuition von Spezialisten beruhen, stellen sie ein dynamisches Potential dar, das in jeder Situation individuell zum Einsatz kommt.