Beseitigung von Änderungsrisiken

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Änderungen sind das tägliche Brot der Entwickler. Sie werden im gesamten Produkt-Entstehungsprozess eingesetzt, um die Ziele hinsichtlich Funktionserfüllung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu erreichen. Bei großen Anlagen treten Änderungen auch während der Nutzung auf, z.B. weil die Original-Ersatzteile oder -Module nicht mehr verfügbar sind. Bei mechatronischen Anlagen sind Änderungen in der Software noch häufiger anzutreffen als in der Hardware. Das gilt wieder sowohl für die Produktentwicklung als auch für den Betreib der Anlagen und Flotten.

Jede Änderung hat einen intendierten Zweck, i.A. der Steigerung der Robustheit gegen kritische Lastbedingungen. In der Regel wird im Rahmen eines Änderungsprozesses bewertet, ob die beabsichtigte Wirkung auch erzielt wird. Das Änderungsrisiko an der geänderten Funktionsgruppe ist daher relativ gering. Häufig treten infolge von Änderungen aber Schäden durch ungewollte Neben-Effekte auf, und zwar an anderen Funktionsgruppen.

Die Nebeneffekte sind die Risiko-Treiber

Diese Nebeneffekte können sich über längere Wirkketten an diversen Funktionsgruppen im gesamten System zeigen.  Diese Risiken sind kaum überblickbar, weil wir dafür das gesamte Netzwerk der Wirkketten transparent haben müssten. Wir haben uns dieses Problem daher einmal von unten – von den Schädigungsmechanismen aus – angesehen. Es ergibt sich, dass wir die Zutaten für diesen Überblick schon verfügbar haben. Sie finden sich in der Risiko-Analyse, die wir für die Produkt-Validierung durchführen.

Die Abbildung zeigt ein Beispiel für Schädigungsmechanismen von Funktionsgruppen einer Brennkraft-Maschine mit den schädigenden Betriebsweisen und ihren relevanten Messgrößen. Wenn sich z.B. die Abgas-Temperatur dieser Maschine infolge einer Krümmer-Änderung erhöht, dann erwarten wir auf Grund dieser Änderung auch Effekte auf alle anderen Bauteile deren Schädigungsmechanismen von der Abgastemperatur getrieben werden: Kolben – Thermische Ermüdung, Einlass-Krümmer – Leckage, EGR-System – Verzug, usw. Da muss man daher genau hinschauen.

Für die Ermittlung der Nebeneffekte reicht es sogar schon, wenn von einer Änderung nur die betroffenen Betriebsweisen bekannt sind, z.B. wirkt sich die Software-Modifikation für Hybrid-Starts auf die EGR-Ablagerung und Einlass-Krümmer-Ermüdung aus.

Was soll man also tun?

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Die Fehlerrate in der Produkt-Entwicklung und im Flottenbetrieb steigt stark mit dem Innovationsgrad eines Produkts. Der Innovationsgrad sollt daher bewertet werden, z.B. über den von der NASA entwickelten Technology-Readyness Level.

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Die Kapazität dedizierter Problemlösungs-Teams sollte entsprechend vorgehalten werden, idealerweise ergänzt durch externe Partner und Experten.

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Die validierten Ergebnisse und Konsequenzen sollten in eine zentrale Wissens-Basis eingepflegt werden. Sie sind vielfältig nutzbar: für die Produkt-Entwicklungen, für den schonenden Anlagen-Betrieb, die Anlagen-Überwachung und für die vorsorgliche Wartung.

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