[发明专利]用于技术系统的故障树分析

说明书

一种用于对技术系统(1)进行故障树分析的方法(100)，该技术系统包括多个功能单元(11‑15)，将技术系统建模(120)成原因事件(21‑27)的树状逻辑关联(2)，所述原因事件可能最终导致不期望事件(28)，原因事件包括各个功能单元的功能故障(11a‑15a)，选择(110)具有自相似结构的树状逻辑关联(2a)。所属的计算机程序产品。一种用于至少部分自动化行驶的车辆的环境检测系统(1a)和/或控制系统(1b)，该环境检测系统和/或控制系统包括多个彼此具有相关性的功能单元，该相关性在树状结构(2，2a)中如此关联功能单元，使得当原因事件的逻辑关联为真时出现不期望事件，所述树状结构是自相似的。

技术领域

本发明涉及一种用于评估技术系统的整体可靠性的故障树分析，所述技术系统由多个功能单元组成。

背景技术

在其功能故障可能导致严重的财产损失或人身伤害的技术系统中，通常需要在开始运行之前定量地评估可靠性。这种系统的示例是用于至少部分自动化行驶的车辆的环境检测系统或控制系统。

用于评估由多个功能单元组成的系统的整体可靠性的标准化方法是故障树分析(英语：Fault Tree Analysis，FTA)。出于这种分析的目的，将技术系统建模成可能最终导致(kulinimieren)不期望事件(“系统故障”)的原因事件的树状逻辑关联(logische Verknüpfung)。“树状”意味着，例如当事件的确定逻辑关联为真时出现系统故障，其中，这些事件又可以是下级事件的逻辑关联。原因事件包括各个功能单元的功能故障。

例如在DE 10 2008 040 461 A1中使用所提到的对因果关系的树状建模，以便在车辆发生功能故障时诊断实际有缺陷的部件。根据DE 103 619 31 A1，这种建模用于借助功能仍然完好的功能单元至少部分地补偿各个功能单元在行驶运行中出现的故障。

发明内容

在本发明的范畴内，已经研发出一种用于对技术系统进行故障树分析的方法。该技术系统包括多个功能单元。将技术系统建模成原因事件的树状逻辑关联(故障树)，所述原因事件可能最终导致不期望事件。在此，概念“不期望的事件”不仅包括系统故障，而且更一般性地包括预给定的关键性能指标(Key Performance Indicator)的任何未实现。

原因事件包括各个功能单元的功能故障。在此，功能单元例如可以包括传感器、执行器、软件部件和/或算法。然而，例如也将如下操作者考虑作为功能单元：该操作者通过错误操作引起技术功能单元的功能故障。然而，原因事件例如也可以包括存在确定的操作条件。

在树状逻辑关联中，原因事件尤其可以是下级事件的任何逻辑关联。如果在电子稳定程序(ESP)中存在用于检测测量值的五个冗余的传感器，则当在这些传感器中的至少三个处发生事件“传感器故障”时，才可能出现事件“未检测到或错误地检测到测量值”。如果除了事件“未检测到或错误地检测到测量值”还发生其他错误，则可能出现事件“ESP失效”。该事件又可能与事件“横向加速度高于阈值”结合导致最不期望的事件“车辆翻倒”。

原因事件的逻辑关联可以借助任意的逻辑运算符实现，例如与、或、异或、或非、与非以及非。

事件(尤其可能的功能故障)尤其可以与其相应的发生概率一起存储在树状逻辑关联中。

选择具有自相似结构的树状逻辑关联。

在此，“自相似”意味着：该结构是分形图，也就是说，同一基本结构以多个大小标度相似地重复。分形图例如可以通过如下方式产生：在从目前的n-1阶发展到下一阶n时，可以通过1阶结构来替代目前的n阶图形中的任何节点。在严格意义上与分形的主要区别在于：重复不会无限延续，而是只能达到有限的n阶。其原因在于：在技术系统中仅存在有限数量的功能单元。

已经认识到，为树状逻辑关联选择自相似结构极大地简化了对不期望事件的概率的求取。