VDI 4002 Blatt 2-2011 Reliability Engineer - Requirements for qualification.pdf

1、 ICS 03.100.30, 21.020 VDI-RICHTLINIEN September 2011 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Zuverlssigkeitsingenieur/ Zuverlssigkeitsingenieurin Anforderungen an die Qualifizierung Reliability Engineer Requirements for qualification VDI 4002 Blatt 2 / Part 2 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deu

2、tsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (GPP) Fachbereich Zuverlssigkeit VDI-Handbuch Zuverlssigkeit Verv

3、ielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:11.10Entwurf, deutschFormeredition:11/10Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.

4、,Dsseldorf2011Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Abkrzungen . 3 5 Qualifizierungsprogramm 4 5.1 Struktur des Lehrplans . 4 5.2 Arbeitsaufwand und Leistungsbewertung . 6 5.3 Lehr-Kategorien . 7 6 Lehrplan . 7 6.1 Mo

5、dul 1 Grundlagen und Methoden der Zuverlssigkeit, Teil 1 . 7 6.2 Modul 2 Methoden der Zuverlssigkeit Teil 2. 14 6.3 Modul 3 Methoden der Zuverlssigkeit Teil 3. 20 6.4 Modul 4 Zuverlssigkeitsmanagement . 26 6.5 Modul 5 Menschliche Zuverlssigkeit . 28 6.6 Modul 6 Software-Zuverlssigkeit 30 6.7 Modul 7

6、 Zuverlssigkeit mechanischer Strukturen 32 6.8 Modul 8 Sicherheitsanalyse und Risikoermittlung 36 Schrifttum 42 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references 3 3 Terms and definitions . 3 4 Abbreviations 3 5 Qualification programme 4 5.1 Curriculum structure 4 5.2 Workload a

7、nd evaluation . 6 5.3 Teaching categories 7 6 Curriculum . 7 6.1 Module 1 Fundamentals and reliability methodology, part 1 . 7 6.2 Module 2 Reliability methodology, part 2. 14 6.3 Module 3 Reliability methodology, Part 3 20 6.4 Module 4 Reliability management . 26 6.5 Module 5 Human aspects 28 6.6 M

8、odule 6 Software reliability 30 6.7 Module 7 Structural reliability 32 6.8 Module 8 Safety analysis and risk assessment 36 Bibliography . 42 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI 4002 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsse

9、ldorf 2011 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbeh

10、alten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Lis

11、te der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4002. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including tho

12、se of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.v

13、di-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/4002. Einleitung Die Motivation zur Erstellung dieser Richtlinie ist das Fehlen von defin

14、ierten Anforderungen fr die Qualifizierung zum Zuverlssigkeitsingenieur/zur Zuverlssigkeitsingenieurin (ZI). Auch der Kritik einiger Unternehmen ber die sehr unterschiedli-chen Kenntnisstnde auf den Gebieten Sicherheits- und Zuverlssigkeitstechnik soll hiermit entgegen-gewirkt werden. Diese Richtlin

15、ie definiert ein Qualifizierungspro-gramm, wie es an Universitten, Fachhochschulen, technischen Akademien und anderen Lehr- und Weiterbildungseinrichtungen durchgefhrt werden kann. Introduction The motivation for creating this guideline is the lack of defined requirements relating to qualifica-tion

16、as a Reliability Engineer (RE). It should also go some way to counteracting the criticism of some companies regarding the very different states of knowledge in the fields of safety and reliability engineering. The guideline defines a qualification programme such as can be implemented at universities

17、, univer-sities of applied sciences, technical engineering colleges, and other colleges and further education institutes. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie gibt Orientierungshilfen zur Erstellung von Lehrplnen an Universitten, Fachhochschulen, technischen Akademien und anderen Lehr- und Weiterbil

18、dungseinrichtungen fr eine Qualifikation zum ZI, und fr die Personalentwicklung, die Weiterbil-dungskonzepte und die Schulungsmanahmen fr Fach- und Fhrungskrfte, die zuknftig als ZI eingesetzt werden. Der ZI muss sich sowohl fachlich-methodische als auch Managementkompetenzen aneignen. Beide Fhigkei

19、ten werden eingesetzt, um Aufgaben in der Zuverlssigkeitsarbeit zu bernehmen, deren Bearbeitung zu steuern, zu koordinieren und er-folgreich abzuschlieen. Basis dafr sind sowohl vorhandene technische als auch organisatorische Kenntnisse. 1 Scope This guideline serves as an orientational resource for

20、 the preparation of curricula for courses at universities, universities of applied sciences, technical engineering colleges, or other colleges and further education institutes leading to quali-fication as an RE, and for human resources development, further train-ing concepts and instruction programm

21、es pre-pared and implemented for technical specialists and managers who wish to be employed in the future as REs. The RE must acquire the corresponding compe-tence not only in technical methodology but also in management skills. Both abilities are employed in performing duties as part of reliability

22、 activities, and for steering, co-ordinating and successfully completing their implementation. This is done on the basis of both existing technical and also organ-isational knowledge. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure

23、e.V., Dsseldorf 2011 VDI 4002 Blatt 2 / Part 2 3 2 Normative Verweise Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: VDI 4001 Blatt 2:2006-07 Terminologie der Zu-verlssigkeit VDI 4002 Blatt 1:2011-04 Zuverlssigkeitsingeni-eur/Zuverlssigkeitsingenieurin; Beruf

24、sbild 2 Normative references The following referenced documents are indispen-sable for the application of this guideline: VDI 4001 Part 2:2006-07 Reliability TerminologyVDI 4002 Part 1:2011-04 Reliability Engineer; Job description 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Be

25、griffe Anmerkung: Die Begriffe wurden (soweit mglich) in ber-einstimmung mit dem IEV 191 formuliert: Modul (Modul eines Lehrplans) Teil eines Lehrplans, der ein in sich abgeschlosse-nen, formal strukturierten Lernprozess mit thema-tisch bestimmtem Lernen und Lehren, festgelegten, kohrenten Lehrziele

26、n, vorgegebener Arbeitsbelas-tung und eindeutigen Beurteilungskriterien um-fasst. in Anlehnung an 1 Anmerkung: Die vorgegebene Arbeitsbelastung wird in ECTS-Leistungspunkten ausgedrckt, siehe Abschnitt 5.2. Zuverlssigkeit Fhigkeit, eine geforderte Funktion unter gegebe-nen Bedingungen fr ein gegeben

27、es Zeitintervall zu erfllen. nach IEV 191-02-06, Begriff 192-42-06 Anmerkung 1: Im Allgemeinen wird angenommen, dass die Einheit zu Beginn des Zeitintervalls in der Lage ist, diese geforderte Funktion zu erfllen. Anmerkung 2: Zuverlssigkeit kann durch geeignete Magr-en quantifiziert werden. Eine die

28、ser Magren ist die Wahr-scheinlichkeit. Anmerkung 3: Die Definition orientiert sich am englischen Text des IEV und schlgt eine andere deutschsprachige ber-setzung vor. 3 Terms and definitions For the purposes of this guideline, the following terms and definitions apply Note: Terms and definitions ha

29、ve been (where possible) formulated in compliance with IEV 191: Module (module as part of a curriculum) Part of a curriculum, which comprises a self-con-tained, formally structured learning process with thematically based teaching and learning, speci-fied, coherent teaching objectives, a stated work

30、-load and unambiguous assessment criteria. based on 1 Note: The stated workload is expressed in ECTS credits, see Section 5.2 Reliability (reliability of an item) Ability to perform a required function under given conditions for a given time interval. according to IEC 60050-191, term 191-42-06 Note

31、1: It is usually assumed that the item is in a state to perform the required function at the beginning of the time interval. Note 2: Reliability may be quantified using appropriate meas-ures. One such measure is as a probability. Note 3: This note applies to the German text only. 4 Abkrzungen In die

32、ser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Abkrzungen verwendet: ALARP As Low As Reasonable Practicable ARP Aerospace Recommended Practices DAL Design Assurance Level ECTS European Credit Transfer and Accumula-tion System ETA Ereignisbaumanalyse EUC Equipment Under Control FBD Funktions-Bloc

33、kdiagramm FMEA Failure Mode and Effects Analysis FMECA Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis 4 Abbreviations The following abbreviations are used throughout this guideline: ALARP as low as reasonable practicable ARP aerospace recommended practices DAL design assurance level ECTS European C

34、redit Transfer and Accumula-tion System ETA event tree analysis EUC equipment under control FBD function block diagram FMEA failure mode and effects analysis FMECA failure mode, effects, and criticality analysis B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 4002 Blatt 2

35、/ Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 FORM First-order Reliability Method FTA Fault Tree Analysis GAMAB Globalement Au Moins Aussi Bon GAME Globalement Au Moins Equivalent HAZOP Hazard and Operability Study (dt. siehe PAAG) HR dringend empfohlen HRA Analys

36、e/Ermittlung der menschlichen Zuverlssigkeit L Lehr-Kategorie M verbindlich MEM Minimum Endogenous Mortality MTBF mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfllen MTTF mittlere Dauer bis zum Ausfall MTTR mittlere Dauer bis zur Wiederherstellung OCM Original Component Manufacturer OEM Original Equipment Manu

37、facturer OHA Gefahrenanalyse des Betriebs PAAG Prognose, Auffinden der Ursache, Ab-schtzen der Auswirkungen, Gegenma-nahmen PHA einleitende/vorlufige/potenzielle Gefah-renanalyse PL Performance Level PRA probabilistische Risikoermittlung PSA probabilistische Sicherheitsanalyse PSF Performance Shapin

38、g Factor PZ Prsenzzeit R empfohlen RAC Reliability Analysis Center RBD Zuverlssigkeits-Blockdiagramm SFF Safe Failure Fraction SIL Safety Integrity Level SORM Second-order Reliability Method ZHA Zrich Hazard Analysis ZI Zuverlssigkeitsingenieur, Zuverlssig-keitsingenieurin Anmerkung: Da es Inkonsist

39、enzen zwischen einzelnen deutschsprachigen bersetzungen englischer Benennungen gibt, werden weitgehend die englischen Abkrzungen ver-wendet. FORM first-order reliability method FTA fault tree analysis GAMAB globalement au moins aussi bon GAME globalement au moins equivalent HAZOP hazard and operabil

40、ity study HR highly recommended HRA human reliability analysis/assessment TC teaching category M mandatory MEM minimum endogenous mortality MTBF mean time between failures MTTF mean time to failure MTTR mean time to restoration OCM original component manufacturer OEM original equipment manufacturer

41、OHA operating hazard analysis PHA preliminary/potential hazard analysis PL performance level PRA probabilistic risk assessment PSA probabilistic safety analysis PSF performance shaping factor AT attendance time R recommended RAC reliability analysis center RBD reliability block diagram SFF safe fail

42、ure fraction SIL safety integrity level SORM second-order reliability method ZHA Zurich Hazard Analysis RE Reliability Engineer Note: This note applies to the German text only. 5 Qualifizierungsprogramm 5.1 Struktur des Lehrplans Aufgrund der unterschiedlichen Arbeitsgebiete der ZI sind die Lehrziel

43、e in der Ausbildung in acht Module unterteilt, die nach individuellen Qualifi-zierungsbedarfen ausgewhlt werden knnen. Zu beachten sind jedoch die in den Modulen angege-5 Qualification programme 5.1 Curriculum structure Due to the different fields of activity covered by the RE the teaching objective

44、s in the training course are subdivided into eight modules, which can be selected on the basis of individual qualifica-tion requirements. The requirements indicated in B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf

45、2011 VDI 4002 Blatt 2 / Part 2 5 benen Voraussetzungen fr die Teilnahme an den jeweiligen Lehrveranstaltungen. Modul 1 Grundlagen und Methoden der Zuverlssigkeit, Teil 1 Modul 2 Methoden der Zuverlssigkeit, Teil 2 In diesen beiden Modulen werden die Grundlagen und Methoden vermittelt, deren Kenntnis

46、 in der Regel in der industriellen und administrativen An-wendung erforderlich ist. Modul 3 Methoden der Zuverlssigkeit, Teil 3 In diesem Modul werden fortgeschrittene Kennt-nisse zu den Methoden vermittelt, die zur Model-lierung und Lsung komplexer technischer Prob-leme angewandt werden knnen. Modu

47、l 4 Zuverlssigkeitsmanagement In diesem Modul werden Kenntnisse zur Planung und Steuerung von Zuverlssigkeitsaufgaben sowie die Vertretung der Zuverlssigkeitsarbeit innerhalb und auerhalb einer Organisation sowie ihre Integra-tion in den blichen Lebenszyklusprozess vermittelt. Modul 5 Menschliche Zu

48、verlssigkeit In diesem Modul werden die Kenntnisse zur Beur-teilung des Einflusses menschlicher Fehler auf die Systemsicherheit bzw. Systemzuverlssigkeit so-wie Manahmen und Methoden zu deren Vermei-dung bzw. zur Verringerung ihrer Einflsse ver-mittelt. Modul 6 Software-Zuverlssigkeit In diesem Modu

49、l werden die Kenntnisse ber die Zuverlssigkeit von Software in Systemen, die a-priori-Defekte aufweisen, vermittelt. Es werden Methoden und Verfahren vorgestellt, die zum Fest-legen der notwendigen Zuverlssigkeit, zum Erzie-len zuverlssiger Software und zum Ermitteln der Zuverlssigkeit von Software geeignet sind. Dar-ber hinaus werden die Beurteilung der Zuverls-sigkeit von Software