Fehlermodells

Fehlermodell, auch Fehlermodelle im Plural, bezeichnet in der Technik eine systematische Darstellung der möglichen Ausfallarten eines Systems, ihrer Ursachen, Mechanismen und Folgen. Es dient dazu, Risiken zu erkennen, zu bewerten und Gegenmaßnahmen zu planen. Fehlermodelle bilden oft die Grundlage für Zuverlässigkeits-, Sicherheits- und Verfügbarkeitsanalysen und finden breite Anwendung in Bereichen wie Hardware, Software, Steuerungstechnik und Netzwerken.

Typischerweise umfassen Fehlermodelle eine Taxonomie von Fehlerarten, die Ursachen (z. B. Hardwarefehler, Softwarefehler, Bedienungsfehler), die Art der Fehlerausbreitung und die beobachtbaren Auswirkungen auf das Systemverhalten beschreiben. Sie unterscheiden zwischen Root-Causes, Zwischenzuständen und Endfolgen wie Störungen oder Ausfällen. Je nach Zielsetzung können Modelle deterministisch oder probabilistisch gestaltet sein; häufig kommen Wahrscheinlichkeiten, Ausfallraten oder Zeitverläufe zum Einsatz. In der Praxis werden Fehlermodelle durch Methoden wie FMEA (Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse), FTA (Fehlerbaum-Analyse) oder Markov-Ketten ergänzt, um Abhängigkeiten und Übergänge zwischen Zuständen abzubilden.

Anwendungen erstrecken sich von der Produktentwicklung über die Sicherheitsanalyse bis hin zur Implementierung von Fehlertoleranzmaßnahmen. In sicherheitskritischen Bereichen (z. B. ISO 26262, IEC 61508) dienen Fehlermodelle dazu, Sicherheitsziele zu validieren und SIL- bzw. ähnliche Kriterien zu erreichen. Grenzen von Fehlermodellen ergeben sich aus ihrer Abstraktion, Datenqualität und der Komplexität realer Systeme; Modelle liefern oft nur Wahrscheinlichkeiten statt absoluter Garantien.

Sie bilden damit einen zentralen Baustein im systematischen Risikomanagement und in der zuverlässigen Auslegung technischer Systeme.