DIN 25419-1985 Event tree analysis method graphical symbols and evaluation《事件树分析 方法、图形符号和评定》.pdf

1、DIN1 DIN 25419 85 = 2794442 0053847 747 DK 62.004.64(084.21) :62-192 :003.62 DEUTSCHE NORM November 1985 Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH. BurggrafenstraEe 4-10. 1000 Berlin 30 DIN 25 419 Nov 7985 Preisgr. 5 11.65 Vertr.-Nr. 0005 Ereig nisablaufanalyse Verfahren, graphische Symbole u

2、nd Auswertung Event tree analysis: method, graphical symbols and evaluation DIN 25 419 Ersatz fr DIN 25 419 T 1 106.77 und DIN 25 419 T 2 102.79 In der Ereignisablaufanalyse werden Ereignisse ermittelt, die sich aus einem vorgegebenen Anfangsereignis entwickeln knnen. In dieser Norm werden Verfahren

3、 und graphische Symbole zur Darstellung von Ereignisablufen und Verfahren zu deren Wahrscheinlichkeitsbewertung angegeben. Die Ereignisablaufanalyse ist zu unterscheiden von der Fehlerbaumanalyse nach DIN 25 424 Teil 1, bei der ein vorgegebenes unerwnschtes Ereignis auf Kombinationen von Primrereign

4、issen zurckgefhrt wird. Inhalt Seite 1 Anwendungsbereich . 1 2 Zweck 1 3 Verfahren . 1 4 Graphische Symbole zur Darstellung von Ereignisablufen 2 1 Anwendungsbereich Die hier behandelte Analyse kann zur Beschreibung und Bewertung von Ereignisablufen aller Art angewandt werden. Sie wird bevorzugt zur

5、 Untersuchung von Strungen und Strfllen in technischen Systemen eingesetzt. 2 Zweck Ereignisablufe mit ihren mglichen Verzweigungen lassen sich einfach und bersichtlich in Form eines Ereignisablauf- diagrammes (Ereignisbaumes) darstellen und analysieren. Die dazu angegebenen graphischen Symbole dien

6、en der Darstellung der logischen Zusammenhnge und liefern zugleich ein Schema zur Berechnung der Wahrscheinlich- keiten von Ereignisablufen. Die verwendeten Buchstaben und Formelzeichen sind nicht Gegenstand dieser Norm. Zweck der Festlegungen ist es, eine graphische, nachvoll- ziehbare und einheitl

7、iche Darstellung von Ereignisablufen zu erreichen. 3 Verfahren Die Ereignisablaufanalyse ist eine induktive Analyse, d. h., man geht von einem Anfangsereignis aus und ermittelt die Folgeereignisse bis zu den mglichen Endzustnden der Betrachtungseinheit. Voraussetzung fr die Durchfhrung der Analyse i

8、st die Kenntnis der Funktionsweise der Betrach- tungseinheit und ihr Verhalten bei den analysierten Ereig- nissen. Das Anfangsereignis kann z. B. ein Komponentenausfall oder eine Fehlbedienung in einem technischen System sein. Es wird durch ein Rechteck im Ereignisablaufdiagrarnm Seite 5 Anwendung d

9、er graphischen Symbole. 4 6 Wahrscheinlichkeitsbewertung des Ereignisablaufdiagramms . 4 6.1 Allgemeines 4 6.2 Verzweigungs-Symbol 4 6.3 AusschlieBendes ODER-Symbol . 5 dargestellt. Das Anfangsereignis induziert eine Wirkung auf die Betrachtungseinheit. Diese Wirkung wird symbolisch durch eine Linie

10、 (Wirkungslinie) dargestellt. Gegebenenfalls eintretende kausale Folgeereignisse (z. B. das Versagen einer weiteren Komponente) sind in dieser Wirkung enthalten. Die Reaktion der Betrachtungseinheit auf die Wirkung ist festzu- stellen. Dazu wird die zuerst angeforderte Funktion (z. B. Detektion des

11、Zustandes) abgefragt und unterschieden, ob die Funktion erfllt wird oder nicht. An dieserstelle des Ereig- nisablaufs verzweigt sich die Wirkung; aus der Kombination des Anfangsereignisses mit den mglichen Zustnden der angeforderten Einrichtung ergeben sich verschiedene Folgeereignisse. Verzweigunge

12、n werden durch ein Verzwei- gungssymbol im Ereignisablaufdiagramm dargestellt. Das Symbol ist nur dann erforderlich, wenn der weitere Verlauf der Wirkung nicht eindeutig entscheidbar ist. Mit den Folgeer- eignissen wird analog zum Anfangsereignis weiter verfahren. In einem Ereignisablaufdiagramm knn

13、en somit mehrere Verzweigungen hintereinander auftreten. Die einzelnen Wirkungen sind soweit zu verfolgen, bis die angeforderten Funktionen der Betrachtungseinheit abgefragt sind. Die Endzustnde der Analyse sind die Ausgnge der jeweils letzten Verzweigung. Treten in einem Ereignisablaufdiagramm Lini

14、en gleicher Wir- kung auf, so knnen diese zur Vereinfachung des Diagramms ber ein ODER-Symbol zusammengefaBt werden. Da eine Zusammenfassung erst nach einer Verzweigung auftreten kann, handelt es sich dabei wegen der sich ausschlieBenden Zustnde der Verzweigung stets um ein ausschlieBendes OD E R ;

15、d i e ein sc h I i e6 end e O D E R-Ve r kn pf u n g , d i e NICHT-Verknpfung und die UND-Verknpfung treten im Ereignisablaufdiagramm nicht auf. Zur Rckfhrung des Anfangsereignisses auf seine mglichen Ursachen wird auf die Fehlerbaumanalyse nach DIN 25 424 Teil 1 verwiesen. Fortsetzung Seite 2 bis 5

16、 NormenausschuB Kerntechnik (NKe) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. DIN1 DIN 25439 85 W 2794442 0053848 b83 Seite 2 DIN 25 419 Mit dem Ereignisablaufdiagramm liegt zunchst ein logisches Modell vor. Dieses gibt die Bedingungen an, unter denen ein Anfangsereignis ber bestimmte Ereignisablufe z

17、u be- stimmten Endzustnden fhrt. Darber hinaus kann anhand des Diagramms eine Wahrscheinlichkeitsauswertung vor- genommen werden. Setzt man die Wahrscheinlichkeit des Anfangsereignisses gleich eins, resultieren die bedingten Wahrscheinlichkeiten dieser Zustnde. Voraussetzung ist die Ermittlung der V

18、erzweigungswahrscheinlichkeiten. Dabei sind smtliche in den vorher durchlaufenen Verneigungen gesetzten Bedingungen zu bercksichtigen. Die Ver- zweigungswahrscheinlichkeiten knnen z. B. mit Hilfe einer Fehlerbaumanalyse bestimmt werden. Wird fr das Anfangsereignis die Hufigkeit vorgegeben, erhlt man

19、 die Hufigkeiten der Zwischen- und Endzustnde. Die Endzustnde werden zweckmBigerweise einer Bewer- tungsfunktion unterzogen (z. B. Funktionsfhigkeit der Betrachtungseinheit, Kosten oder Nutzen, Aktivittsfrei- setzung). Das Ergebnis der Analyse ist dann die Hufigkeits- oder Wahrscheinlichkeitsverteil

20、ung der den Zustnden zugeordneten Werte. In der technischen Anwendung kann z. B. nachzuweisen sein, da6 die Hufigkeit bestimmter Zustnde unter einem vorgegebenen Wert liegt, oder ob Schwachstellen oder berdimensionierungen der Betrachtungseinheit vorliegen. Die Ereignisablaufanalyse kann auBerdem im

21、 Rahmen von Risikostudien eingesetzt werden. 4 Graphische Symbole zur Darstellung von Ereignisablufen Nr 1 2 3 4 - Graphische Symbole U I Ementar- I IA E Al A2 E Al A2 Ai An Bedeutung Anfangsereignis (auslsendes Ereignis) Zwischenzustand Endzustand Wirkungslinie Wirkungslinie mit Kommentar “ODER“ (a

22、usschlie6endes oder exklusives ODER). Disjunktion der sich gegenseitig ausschlieBenden Zustnde Z1, Z2, Z,. A ist vorhanden, wenn genau einer der Zustnde Z, Z2, . . . Z, eingetreten ist. A=Zi*Z2* . Z, Einfache Verzweigung Anfangsereignis oder Zustand E fhrt zur Funktionsanforderung an eine Betrach- t

23、ungseinheit mit 2 mglichen disjunkten Zustnden. Verzweigung von E durch Konjunktion mit dem Zustand Z1 (ia) und dem Zustand Z2 (nein) der Betrachtungseinheit. Die Verzweigung des Ereignisses oder Zustandes E kann auch durch Erfllen oder Nichterfllen eines im Feld beschrie- benen physikalischen Krite

24、riums eintreten. Al = E A Z,; A2 = E A 22 Mehrfachverzweig ung Anfangsereignis oder Zustand E fhrt zur Funktionsanforderung einer Betrachtungs- einheit mit mehreren mglichen Zustn- den. Verzweigung des Ereignisses oder des Zustandes E durch Konjunktion mit den disjunkten Zustnden Zi; Ai = E A Zi Bem

25、erkung In das graphische Symbol wird das jeweilige Ereignis, der Zwischenzustand oder der Endzustand eingetragen. Siehe graphisches Symbol (l), (11) und (15) in Bild 1. Die Wirkungslinie verbindet - Anfangsereignisse mit der ersten Ver- - Verzweigungen untereinander, - Verzweigungen mit Zustnden. zw

26、eigung, Siehe graphisches Symbol (8) in Bild 1. Siehe graphisches Symbol (7) in Bild 1. Mathematische Zeichen aus DIN 66 000, Ausgabe November 1985. Siehe graphisches Symbol (2) in Bild 1. Die Funktion der Betrachtungseinheit oder das physikalische Kriterium wird in das graphische Symbol eingetragen

27、. Die Ausgnge werden mit ,ja“ und ,nein“ oder auf andere Weise gekennzeichnet. Beispiel : E = Startsignal fr 2 Pumpen Al = 2 Pumpen starten A2 = 1 Pumpe startet A3 = keine Pumpe startet DIN1 DIN 25439 85 m 2794442 0053849 51T m DIN 25419 Seite 3 Graphische Symbole v Bedeutung bertrag u ngssy m bol D

28、as Ereignisablaufdiagramm wird mit die- sem Symbol unterbrochen. Forsetzungssymbol Das Ereignisablaufdiagramm wird an ande- rer Stelle fortgesetzt. Ausfall einer I Bemerkung Siehe graphisches Symbol (12) in Bild 1. Das graphische Symbol wird zweck- m6igerweise mit einem Buchstaben oder einer Zahl ge

29、kennzeichnet. automatische nein I 1 Betriebspersonal greift ein nein (4) Verhltnis von Khlmitteldurchsatz zur (8) Leistung vermindert Anregung der Reaktor- (9) schnellabschaltu ng nein I Reaktor- nein (11) I Nachwrmeabfuhr I (14) weiteres Aufheizen des I-F Khlmittels bis zum Sieden L I I berschreitu

30、ng zulssiger Hllrohrtemperaturen der Brennelemente (1 5) Bild 1. Ereignisablaufdiagramm fr den Ausfall einer Pumpe des Reaktorkhlkreislaufes DIN3 DIN 25439 85 2794442 0053850 233 W Seite 4 DIN 25419 5 Anwendung der graphischen Symbole Die graphischen Symbole knnen in GrBe und Seitenver- hltnis den j

31、eweiligen Bedrfnissen angepaBt werden. Als Beispiel ist die graphische Darstellung mglicher Ereig- nisablufe beigefgt, die von der Strung ,Ausfall einer Pumpe des Reaktorkhlkreislaufes“ (siehe Bild 1) ausgelst werden. Dabei geht es um die Vorstellung einiger Symbole und deren Verknpfung. Die einzeln

32、en Symbole sind benummert. Funktioniert die Pumpenberwachung (2), dann wird die auto- matische Leistungsreduzierung (3) angefordert. Funktioniert die automatische Leistungsreduzierung folgt (6), versagt sie, vermindert sich das Verhltnis von Khlmitteldurchsatz zur Leistung (8). Versagt die Pumpenber

33、wachung (2), so kann durch Eingriff des Betriebspersonals (5) ein Betrieb bei reduzierter Leistung (6) erreicht werden, so da6 eine Zusammenfassung mit Hilfe des ausschliessenden ODER (4) mglich ist. Greift das Betriebspersonal nicht ein (5), dann kommt es ebenfalls zur Wirkung (8). Durch (8) wird d

34、ie Reaktorschnellabschaltung angefordert. Erfolgt die Reaktorschnellabschaltung (9) und (lo), ist die Nachwrmeabfuhr (11) erforderlich. Die Ereignis- ablaufanalyse kann fortgesetzt werden (12). Erfolgt keine Anregung (9) oder fllt die Reaktorschnell- abschaltung (10) aus, dann wird in diesem Beispie

35、l davon ausgegangen, da6 eszum Sieden des Khlmittels (14) kommt. Dies fhrt zum Endzustand ,berschreitung zulssiger Hllrohrtemperaturen der Brennelemente“ (15). 6 Wahrscheinlichkeitsbewertung des Ereignisablaufdiagramms 6.1 Allgemeines Es treten nur zwei logische Symbole auf, denen eine Rechen- vorsc

36、hrift zuzuordnen ist: a) Verzweigungs-Symbol, b) ausschlieBendes ODER-Symbol. Die Auswertung des Ereignisablaufdiagramms kann mit Hufigkeiten oder Wahrscheinlichkeiten erfolgen. Hierbei handelt es sich im allgemeinen um Schtzwerte. In den Abschnitten 6.2 und 6.3 werden die Regeln fur die Berech- nun

37、g von Wahrscheinlichkeiten angegeben. Dazu wird die Wahrscheinlichkeit des Anfangsereignisses W(Eo) gleich eins gesetzt. Somit erhlt man fr die Ausgangsereignisse der Verzweigung Ai die bedingten Wahrscheinlich keiten W(Ai). Deren Hufigkeit ergibt sich durch Multiplikation derW(Ai) mit der Hufigkeit

38、 des Anfangsereignisses H(E0) : (1) H(AJ = W (Ai) . H (Eo) 6.2 Verzweigungs-Symbol Den einzelnen disjunkten Zustnden des Verzweigungs- Symbols sind bedingte Verzweigungswahrscheinlichkeiten zugeordnet. Fr jedes Verzweigungs-Symbol gilt die Vollstndigkeits- relation : n W (Zi I E) = L i=l In Gleichun

39、g (2) ist i n W(Zi I E) die bedingte Wahrscheinlichkeit dafr, da6 als Folge der Index der disjunkten Zustnde Zi die Anzahl der disjunkten Zustnde des Eingangsereignisses E der Zustand Zi eintritt. Da es sich um eine konjunktive Verknpfung des Eingangs- ereignisses E und des Zustandes Zi handelt, ist

40、 die Wahr- scheinlichkeit des i-ten Ausgangsereignisses Ai W (Ai) = W (Zi I E) * W (E) (3) W (E) ist die Wahrscheinlichkeit des Eingangsereignisses. Pumpenberwachung funktionsfhig nein 0.99 0,099 I I 10-3 Al A2 Nach Gleichung (2) erhlt man: 0,99 + 0,Ol = 1,o I Nach Gleichung (3) erhlt man: W(A1) = 1

41、0-1 . W(A2) = lo- * 0,99 = 0,099 10-2 = 10-3 Beispiel 2: Es liegt ein System mit zwei Pumpen vor. Durch ein Startsignal sollen beide Pumpen gleichzeitig gestartet werden. Die Verfgbarkeiten der Pumpen seien unabhngig vom Ein- gangsereignis E. Es gelten dann die Gleichungen (2) und (3). Z1 = zwei Pum

42、pen starten; Al = E A Zl Z2 = eine Pumpe startet ; A2 = E A 22 Z3 = keine Pumpe startet; A3 = E A Z3 Ist die Verfgbarkeit einer Pumpe 0,9, so ergibt sich: I W(Z1) W(Z2) = 0,9 W(Z2) = 0,l . 0,l = 0,Ol 0,9 . 0.9 = 0,81 0.1 + 0,l . 0,9 = 0,18 I Pumpenstarten I I I 0.81 I 0,18 I 0.01 I 0,6481 0,1441 0,0

43、08l Al A2 A3 Nach Gleichung (2) erhlt man: I W(Z1 IE) + W(Z2IE) + W(Z31E)= 0,81 + 0,18 + 0,Ol = 1,0 und nach Gleichung (3) erhlt man: W (Ai) = 0,8 * 0,81 = 0,648 W (A2) = 0.8 . 0,18 = 0,144 W (A3) = 0,8 u 0,Ol = 0,008 DINL DIN 25419 85 m 2794442 005381 174 m DIN 25 419 Seite 5 6.3 AusschlieBendes OD

44、ER-Symbol Fr die in dieser Norm behandelten disjunkten Ereignisse gilt das ausschlieBende ODER mit folgender Wahrscheinlichkeits- rechenregel : n W(A) = W(EJ (4) i=l W(A) ist die Wahrscheinlichkeit des Ausgangsereignisses und W(EJ ist die Wahrscheinlichkeit des i-ten Eingangsereignisses. Beispiel 3:

45、 A Nach Gleichung (4) erhlt man: W(A) = + 5. = $5 . Zitierte Normen DIN 25 424 Teil 1 DIN 66 O00 Fehlerbaumanalyse; Methode und Bildzeichen Informationsverarbeitung; Mathematische Zeichen und Symbole der Schaltalgebra Frhere Ausgaben DIN 25 419 Teil 1 : 06.77 DIN 25 419 Teil 2: 02.79 nderungen Gegenber DIN 25 419 T 1106.77 und DIN 25 419 T 2102.79 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) nderung der DIN-Nummer. Zusammenfassung von DIN 25 419 Teil 1 und Teil 2 in DIN 25 419. b) Textliche nderungen zur Przisierung des Verfahrens. Internationale Patentklassifikation G 06 F 15136