Fehlerdiagnosen

Fehlerdiagnosen bezeichnet in der Technik, Informatik und den angewandten Wissenschaften den systematischen Prozess der Erkennung, Lokalisierung und Identifikation von Fehlern oder Abweichungen im Verhalten eines Systems. Typische Bestandteile sind die Fehlererkennung, die Fehlersuche (Isolation) und die Fehleridentifikation, oft ergänzt durch Ursachenanalyse und Bewertung der Auswirkungen. Fehlerdiagnose findet Anwendung in Bereichen wie Fertigungsanlagen, Fahrzeugtechnik, Medizintechnik, Netzwerkinfrastrukturen, Software-Systemen und anderen komplexen technischen Systemen.

Zu den zentralen Ansätzen gehören modellbasierte Diagnostik, datengetriebene Diagnostik und wissensbasierte Systeme. Modellbasierte Diagnostik nutzt mathematische oder physikalische Modelle des Systems, um erwartetes Verhalten zu prognostizieren und Messdaten daraufhin zu überprüfen. Datengetriebene Diagnostik setzt auf Mustererkennung, maschinelles Lernen oder statistische Inferenz, um Abweichungen zu erkennen und Ursachen abzuschätzen. Ergänzend kommen Techniken wie Fehlbaum-Analyse (FTA), Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA), Ursachen-Wirkungs-Diagramme, Bayes-Netzwerke und Condition Monitoring zum Einsatz.

Der diagnostische Prozess umfasst typischerweise Sensorik und Datenerfassung, Detektion, Lokalisierung des Fehlers, Identifikation der Fehlerursache und Validierung der Ergebnisse durch Tests oder Beobachtung. Nach der Diagnose werden Korrekturmaßnahmen geplant, Wartungs- oder Reparaturmaßnahmen eingeleitet und die betroffenen Systeme überwacht. Herausforderungen sind Unsicherheit in Messdaten, begrenzte Sensorik, räumlich verteilte Systeme, Echtzeitanforderungen und sich ändernde Systemzustände. Vorteilhaft ist sie für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Kostenreduktion durch frühzeitige Wartung und Vermeidung von Ausfällen.