Zustandsanalyse

Zustandsanalyse ist eine systematische Untersuchung des aktuellen Zustands eines Systems, einer Anlage oder eines Prozesses. Ziel ist es, die relevanten Zustände und Übergänge zu identifizieren, deren Auswirkungen auf Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit zu verstehen und daraus Handlungsoptionen abzuleiten.

In technischen Anwendungsfeldern wird die Zustandsanalyse oft im Rahmen der Zustandsraum- oder Zustandsmodellierung durchgeführt. Zustände werden durch Zustandsvariablen beschrieben; dynamische Systeme werden durch diese Variablen modelliert. Daten aus Sensoren, Messungen oder Beobachtungen dienen der Bestimmung des aktuellen Zustands und der Erkennung von Abweichungen.

Methoden umfassen die Zustandserfassung und -schätzung. Bei dynamischen Systemen kommen Techniken der Zustandsabschätzung zum Einsatz, wie Kalman-Filter, erweiterter Kalman-Filter oder Partikelfilter; bei diskreten Systemen werden Markov-Ketten, Markov-Entscheidungsprozesse oder Zustandsdiagramme verwendet.

Anwendungsgebiete reichen von Wartungs- und Instandhaltungsplanung über Prozessoptimierung und Qualitätskontrolle bis hin zur Sicherheitsanalyse und Zuverlässigkeitsbewertung. In der Software- und Systementwicklung dient die Zustandsanalyse der Bewertung von Betriebszuständen und der Risikoabschätzung.

Zustandsanalyse steht in Beziehung zu verwandten Konzepten wie dem Zustandsraum, der Zustandsschätzung und dem Zustandsmodell; gemeinsam liefern sie Werkzeuge zur Modellierung, Beobachtung und Prognose dynamischer Systeme.