Modul 5 Scheitern Fruhzeitig erkennen
- 1. Value of Failure! Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! Students Course!
- 2. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 1. Risikomanagement! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! Inhalt!
- 3. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 1. Risikomanagement! ! !• Risikomanagement: Nicht alle Risiken sind gleich! ! • Risiken werden dadurch gemanaged, dass die Eintrittswahrscheinlichkeit für ein negatives Ereignis und die damit verbundenen Folgen kategorisiert werden! • Die Risiken können dann auf Iso-Kurven dargestellt werden, die Wahrscheinlichkeit und Bedeutung der Konsequenz abbilden! • Die Einschätzung bleibt jedoch in der Regel subjektiv! Geringes! Risiko! Mittleres! Risiko! Hohes ! Risiko! Bedeutung der Konsequenzen! Wahrschein-! lichkeit! 0,0! 1,0!
- 4. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 1. Risikomanagement! ! !• Risikomanagement: Prozess des Risikomanagements! – Schema für qualitative und quantitative Risikobewertung! – Auf allen Stufen müssen Maßnahmen zur Risikoreduktion überlegt werden! ! Systemdefinition Gefahrenidentifikation Analyse von Fehlerszenarios Abschätzung von Fehlerhäufigkeiten Konsequenzanalyse Risikobewertung Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 5. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 1. Risikomanagement! ! !• Risikomanagement: Beispiel der NASA – semi-quantitative Risikodefinition! Einfluss der Konsequenzen! Klasse! Technisch! Zeitplan! Kosten! Klasse I! Katastrophal! (Skala 5)! Ereignis mit Todesfolgen oder schweren Verletzungen; Zerstörung von Gebäuden am Grund; Verlust der Crew, zentraler Systeme oder Vehikel während der Mission. ! Abflugzeitpunkt verpasst! Kosten über > 50 % der geplanten Kosten! Klasse II! Kritisch! (Skala 4)! Ereignis mit schweren Verletzungen oder Krankheit; schwere Beschödigung von Gebäuden, Systemen, Equipment oder Flughardware! Zeitplan verzögert sich und Abflugzeitpunkt wird verpasst! Kosten über 15 % to 50 % der geplanten Kosten! Klasse III! Moderat! (Skala 3)! Ereignis verursacht geringe Verletzungen oder Krankheit; geringfügige Schäden an Gebäuden, Systemen, Equipment oder Flughardware! Interner Zeitplan verschiebt sich, hat aber keinen Einfluss auf Abflugdatum! Kosten bis zu 15% über geplanten Kosten! Klasse IV! Ignorierbar! (Skala 2)! Ereignis verursacht Notwendigkeit kleinerer „Erste-Hilfe-Maßnahmen“, aber nicht die persönliche Sicherheit beeinträchtigt. Minimale Schäden an Gebäuden, Equipment, Flughardware! Interner Zeitplan verschiebt sich, hat aber keinen Einfluss auf die Entwicklung oder Abflugdatum! Kosten bis 2% über den geplanten Kosten! Wahrscheinlichkeit des Auftretens! Skala! Messung! 5! Fast sichereres Auftreten (80-100%).! 4! Hochwahrscheinliches Auftreten (60-80%).! 3! Wahrscheinliches Auftreten (40-60%).! 2! Unwahrscheinliches Auftreten (20-40%).! 1! Unwahrscheinliches Auftreten (0-20%).! Quelle: Lisa Guerra of NASA’s ! Exploration Systems Mission Directorate ! !
- 6. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 1. Risikomanagement! ! !• Risikomanagement: Nicht alle Risiken benötigen die gleiche Aufmerksamkeit! – Eine 5x5 Risikomatrix erlaubt eine schnelle Übersicht! Quelle: Lisa Guerra of NASA’s ! Exploration Systems Mission Directorate ! ! 5! 4! 3! 2! 1! 1! 2! 3! 4! 5! Risk Level! Risk Trend! Risk Approach! High risk! Decreasing (Improving)! M! Mitigate! Medium risk! Increasing (Worsening)! W! Watch! Low risk! Unchanged! A! Accept! New since last period! R! Research! Konsequenzen! Wahrscheinlich- keit! Rank & Trend! Risk ID! Approach! Risk Title! 1! DFRC-34! R! Landing gear door system failure! 2! DFRC-12! M! Cost growth for engine components! 3! DFRC-07! W! Quality control resources insufficient! 4! DFRC-24! A! Avionics software behind schedule! 5! DFRC-01! W! Limited flight envelope, due to technical issues! 1 1! 1 2! 1 3! 1 4! 1 5!
- 7. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 1. Risikomanagement! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! Inhalt!
- 8. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Methoden der Gefahrenerkennung: Es gibt unterschiedliche Herangehensweisen! – HAZOP Analyse! – Index-basierte Methoden ! – Fault tree Analyse!
- 9. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Definition und Ziele! – HAZOP Analyse:! • Systematische Herangehensweise um Gefahren (Hazards) und Funktionsstörungen (Operability problems) während eines Projektes zu identifizieren! • Formale Analyse der Prozesse und Fazilitäten von Produktionsstätten! • Qualitative Analyse, basierend auf „guide words“! • Ursprünglich aus dem Bereich der Chemischen Industrie à benötigt Anpassung für andere Anwendungsbereiche! – Nutzen:! • Identifikation ungewollter Ereignisse und Gefahren aufgrund von Informationsdefiziten und Veränderungen im Prozess! – Ziele:! • Identifikation aller möglicher ungewollter Ereignisse in einem Prozess oder System. Dies wird durch einen systematischen Ansatz in jeder Phase eines Projektes erreicht!
- 10. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Warum und wie HAZOP genutzt wird! – Ziele und Einsatz:! ! • HAZOP identifiziert potenzielle Gefahren, Fehler und Ablaufstörungen! • Wird seit mehr als 40 Jahren eingesetzt! • Ist insbesondere im Team sinnvoll! • Ermutigt dazu, Systemplanungen komplett zu überdenken! • Verringert Ablaufstörungen! • Resultiert in besser qualifiziertem Personal! • Kosteneffizienz und Effektivität im Betrieb!
- 11. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Warum und wie HAZOP genutzt wird! – Ziele und Einsatz:! ! • Analytischer Ansatz schlägt Veränderungen im Projekt oder Prozess vor! • Wird auch bei Betriebsgenehmigungen eingesetzt und zeigt einen umfassenden Planungsansatz!
- 12. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Warum und wie HAZOP genutzt wird! – Was HAZOP leisten kann – und was nicht! ! • Umfassendes Planungstool, welches durch die analystische Herangehensweise die meisten potenziellen Problemstellungen identifiziert und Lösungsansätze bietet! • Kann in der Planung, im laufenden Betrieb und beim Abschluss von Projekten eingesetzt werden.! • HAZOP identifiziert Probleme – löst sie aber nicht. Allenfalls gibt es Hinweise auf Lösungsansätze. !
- 13. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Warum und wie HAZOP genutzt wird! – Wo HAZOP normalerweise eingesetzt wird:! • HAZOP wird von vielen großen Unternehmen eingesetzt, die mit Gefahrgut arbeiten:! – Öl- und Gas! – Flammbare Güter und toxische Chemikalien! – Pharmazeutische Produkte etc. !
- 14. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! ! • HAZOP Analyse: Sechs Basisschritte! ! Schritt 1: Projektplanung Schritt 2: Projektdefinition Schritt 3: Design und Beschaffung Schritt 4: Überprüfung von 1-3 Schritt 5: Sicherheitsüberprüfung Schritt 6: Überprüfung von Veränderungen im Prozessablauf Keine Standardprozedur – Anpassungen für jedes Projekt notwendig!
- 15. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Schritt 1 – Projektvorbereitung! – Projektvorbereitung / Vorarbeiten! • Erste Analyse um inhärente Gefahren des Projektes zu identifizieren (Prozesse, Fazilitäten, Umweltgefahren etc.)! !
- 16. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Schritt 2 – Projektdefinition! – Projektdefinition! • Analyse der Vorgehensweisen im Hinblick auf bestehende Standards und Vorgaben! !
- 17. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Schritt 3 – Design und Beschaffung! – Design und Beschaffung! • Untersuchung des Projektdesigns und der Beschaffungswege!
- 18. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Schritt 4 – Erneute Überprüfung von 1-3 ! ! – Erneute Überprüfung der Schritte 1-3! • Während der letzten Schritte der Projektimplementierung ! – Erneute Überprüfung ob alle in den Schritten 1-3 analysierten Problemstellungen umgesetzt wurden!
- 19. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Schritt 5 – Sicherheitsüberprüfung! ! – Sicherheitsüberprüfung:! • Während das Projekt abgeschlossen wird: sind alle Sicherheitsrelevanten Vorgaben umgesetzt und arbeitet das System sicher?!
- 20. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Schritt 6 – Überprüfung von Änderungen im Ablauf! ! – Überprüfung von Änderungen im Prozessablauf! • Während des normalen Betriebs erneute Überprüfung des Prozesses!
- 21. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Guide Questions und HAZOP Matrix! ! – Guide Questions! • Risiken werden durch Guide Questions und Guide Words identifiziert und in einer Matrix dargestellt! • Beispiel: Pumpensystem! Guide words! No! Low! High! Part of! Also! Other than! Reverse! Processvariable! Flow! No flow! Low flow! High flow! Missing ingredience! Impurties! Wrong material! Reverse flow! Level! Empty! Low level! High level! Low interface! High interface! -! -! Pressure! Open to atmosphere! Low pressure! High pressure! .-! -! -! Vacuum! Temperature! Freezing! Low temp.! High temp.! -! -! -! -!
- 22. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Beispiel eines Flow-Charts! ! Select Line! Select deviation e. g more flow ! Is more flow possible!Move on to next deviation ! Is it hazardous or does it prevent efficient operation ?! Will the operator know that there is more flow ?! What changes in plant or method will prevent the deviation or make it less likely or protect against the consequences ?! Is the cost of the change justified ?! Agree change (s)! Agree who is responsible for action! Consider other causes of more flow! What change in plant will tell him ?! Consider other change(s) or agreed to accept hazard! Follow up to see action has been taken !
- 23. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Analyse der Kritikalität! ! – Kritikalität:! • Kritikalität ist die Kombination der Gefahr durch ein Event, seine Wahrscheinlichkeit und seine Häufigkeit! • Es wird die Wichtigkeit jedes Fehlers quantifiziert, damit Gegenmaßnahmen priorisiert werden können! • Beispiel einer Formel zur Messung der Kritikalität ! ! Cr = P × B × S! ! Cr: Nummer der Kritikalität! P: Wahrscheinlichkeit des Auftretens innerhalb eines Jahres! B: konditionelle Wahrscheinlichkeit das die schlimmste Folge des Fehlers auftritt! S: Heftigkeit der schlimmsten Folge! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 24. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Analyse der Kritikalität! ! – Nummer der Kritikalität! • Wird genutzt um die identifizierten Abweichungen einer HAZOP Analyse zu kategorisieren! • Kann nicht zur Quantifizierung von Risiken genutzt werden! • Ist ein Produkt dreier groben Schätzungen! • Bevor eine Analyse der Kritikalität durchgeführt werden kann, müssen Vorgaben zur Abschätzung von P, B und S erarbeitet werden. Es gibt keine generellen Kriterien – es sind Anpassungen für jede Analyse vorzunehmen! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 25. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Analyse der Kritikalität! ! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe! Kategorien! Wahrscheinlichkeit! P! Konditionelle Wahrscheinlichkeit! B! Heftigkeit! S! sehr gering! 1! sehr gering! 1! gering! 1! gering! 2! gering! 2! signifikant! 2! wahrscheinlich! 3! signifikant! 3! hoch! 3! häufig! 4! hoch! 4! sehr hoch! 4!
- 26. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• HAZOP Analyse: Entscheidungsfindung! – Definitionen! • Definition von X und Y durch Entscheidungsträger! • Es kann notwendig sein weitere Kriterien zu definieren! – zum Beispiel: jede Klassifizierung der Heftigkeit von >3 muss gesondert betrachtet werden. ! Source: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe! Kritikalität! Urteil! Bedeutung! Cr < X! Akzeptabel! Keine Maßnahmen notwendig! X < Cr < Y! Modifikation überprüfen! Sollte innerhalb eines annehmbaren Zeitraums überarbeitet werden – sofern dies in einem wirtschaftlichen Rahmen möglich ist! Cr > Y! Nicht akzeptabel! Sollte so schnell wie möglich überarbeitet werden!
- 27. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Methoden der Gefahrenerkennung: Es gibt unterschiedliche Herangehensweisen! – HAZOP Analyse! – Index-basierte Methoden! – Fault tree Analyse!
- 28. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Nutzen von indexbasierter Gefahrenerkennung! – Indizes können genutzt werden um Risiken zu kategorisieren! – Prozessbestandteile können bewertet werden! • Typen von Substanzen (brennbar, exklusiv, giftig...)! • Typen von Prozessen (Druck, Temperatur, chemische Reaktionen...)! – Gefahren können in Rangfolgen geordnet werden! – Der Fokus kann auf die besonders kritischen Elemente gelegt werden! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 29. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Beispiele für Stoff-Indizes! – In manchen Bereichen können bereits bestehende Indizes genutzt werden. Für andere müssen eigene Indizes entwickelt werden. ! – Substance Hazard Index (SHI): Vorgestellt von der Organization of Resources Counsellors (ORC)! – Material Hazard Index (MHI): Vom Staat Kalifornien genutzt um Maßnahmen zum Umgang mit gefährlichen Materialien zu entwickeln! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 30. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Beispiele für Stoff-Indizes! – Dow Fire and Explosion Index (F&EI): Evaluiert die Gefahr von Feuer und Explosionen durch Prozesse! ! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 31. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Methoden der Gefahrenerkennung: Es gibt unterschiedliche Herangehensweisen! – HAZOP Analyse! – Index-basierte Methoden! – Fault tree Analyse!
- 32. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Fault tree Analyse: Grundlagen! – Fault tree: ! • Graphische Darstellung der logischen Struktur und der Beziehungen eines ungewollten Events (top event) und dessen möglicher Ursachen! – top-down Ansatz der Fehleranalyse! – Startet mit einem ungewollten Event (top event)! – Beschreibt alle möglichen Ursachen, durch die das Event ausgelöst wird! – Auf dieser Weise können Gegenmaßnahmen angeregt werden! • Nutzen von Fault trees:! – Quantifiziert die Wahrscheinlichkeit des Eintritts des top events! – Evaluation der Systemarchitektur! – Deckt Bereiche auf, die besondere Beachtung benötigen! – Illustriert Fehlerursachen! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 33. Name! Aussehen! Beschreibung! AND gate! To show that the output event occurs only if all the input events occur! OR gate! To show that the output event occurs only if one or more of the input events occurs! Basic event! A basic event requires no further development because the appropriate limit of resolution has been reached! Intermediate event! An intermediate event occurs because of one or more antecedent causes acting through logic gates ! Transfer! A triangle indicates that the tree is developed further at the occurrence of the corresponding transfer symbol! Underdeveloped event! A diamond is used to define an event which is not further developed either because it is of insufficient consequence or because of insufficient information! Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Fault tree Analyse: Grundlagen! – Aufbau eines Fault trees: ! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 34. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Fault tree Analyse: Leitfaden zur Erarbeitung eines Fault trees! – Leitfaden: ! • So spezifisch wie möglich! – Abstrakte Events durch weniger abstrakte Events ersetzen! • Bilde Klassifizierungen! – Events sollten in möglichst elementare Events klassifiziert werden! • Suche direkte Ursachen für Events! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe!
- 35. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! 2. Methoden der Gefahrenerkennung! ! !• Fault tree Analyse: Grafische Darstellung eines Fault trees! – Example: ! Quelle: Regional Environmental Center! for Central and Eastern Europe! and! or! No flow from ! pipe B! No flow from ! pipe C! or! Pipe B not fed! Pipe c not fed! Pipe C blocked! Pipe B blocked! or! Pump A broken! Barrel D empty! or! Pump A broken! Barrel D empty! No flow into barrel E!Top event:!
- 36. Modul 5: Scheitern frühzeitig erkennen! • Was wir heute besprochen haben! – Grundlagen des Risikomanagements! – Methoden der Gefahrenerkennung! • HAZOP Analyse! • Index-basierte Methoden! • Fault tree Analyse! • Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! ! Zusammenfassung!