Fehler

Ein Fehler ist die Abweichung eines Zustands, Vorgangs oder Ergebnisses von einem Standard, den Regeln oder einem Ziel.

Er wird auch definiert als ein „Merkmalswert, der die vorgegebenen Forderungen nicht erfüllt“ und als „Nichterfüllung einer Anforderung“; dabei wird die Anforderung definiert als „Erfordernis oder Erwartung, das oder die festgelegt, üblicherweise vorausgesetzt oder verpflichtend ist“.

Anzeige eines Fehlers? Ob eine Uhr außer Betrieb ist oder welche falsch anzeigt, ist auf dem Foto nicht entscheidbar.
Beispiel für ein fehlerhaftes Formular (fehlender vordefinierter Raum für die Angabe des Kalenderdatums) und für fehlerhafte Befüllung des Formulars (der Unterstrich vor „den“ ist eigentlich für den Ort der Ausstellung gedacht)

Allgemeines

Um einen Zustand oder ein Ergebnis als Fehler zu erkennen, muss eine Bewertung erfolgen. Dazu wird eine Definition benötigt, wie der beabsichtigte Zustand, das erwartete Ergebnis oder das gewünschte Verhalten aussehen soll. Außerdem kann eine zulässige Abweichung vom fehlerfreien Soll zum Ist definiert werden. Wenn der Ist-Zustand oder das Ist-Ergebnis vom Soll abweicht, so kann dies als Fehler bewertet werden. Um einen Fehler festzustellen, ist also immer eine Beschreibung der Erwartung erforderlich, mit der eine Bewertung des tatsächlichen Ergebnisses vorgenommen wird.

Als Beschreibung der Erwartung kommen beispielsweise Normen in Frage. Normen sind rechtliche, soziale, sprachliche oder technische Vorgaben oder der in Arbeitsanweisungen geregelte Arbeitsablauf. Wird hiervon abgewichen, handelt es sich um einen Fehler. Diese Normen müssen vorher feststehen und den Beteiligten bekannt sein, sonst liegen keine fehlerhaften Normabweichungen vor. Werden sie eingehalten, besteht Konformität mit Normen oder Regeln; Abweichungen hiervon sind als Fehler nachweisbar. Fehler betreffen nicht nur Handlungen, sondern auch Zustände wie Herzfehler oder Materialfehler. Fehler ist auch das, was einer Sache bzw. einer Gegebenheit fehlt, etwa eine fehlende Rohrleitung oder fehlende Informationen. Der Fehler steht jedoch auch für die Abweichung eines gemessenen Wertes vom wahren Wert oder von der Fehlertoleranz. George A. Miller definierte Fehler deshalb im Jahre 1960 als alle Abweichungen des Ist-Zustandes vom Soll-Zustand. Der Ist-Zustand, etwa das tatsächlich erzielte Arbeitsergebnis, wird mit dem Soll-Zustand (hier die Arbeitsaufgabe) verglichen. Deshalb kann ein Fehler auch dadurch aufgedeckt werden, dass eine Handlung oder ein Messergebnis nachträglich einer Beurteilung unterzogen wird. Hierbei kann es wiederum zu Beurteilungsfehlern kommen.

Etymologie

Die Worte „Fehler“, „fehl“, „fehlen“ oder „falsch“ wurzeln auf Betrug/Täuschung (lateinisch falla -Substantiv- oder lateinisch fallere -Verb-). Hermann Weimer wies bereits 1925 darauf hin, dass „bei weitem nicht alles, was falsch ist, ein Fehler“ sein muss.

Fehlerursachen

Beim Menschen liegen den Fehlern überwiegend psychologische Ursachen zugrunde. Hierzu gehören insbesondere zu geringe oder fehlende Aufmerksamkeit, Konzentration oder Motivation sowie Ablenkung>, Monotonie, Müdigkeit oder Stress. Die Arbeitskurve (Lernkurve) gibt deutliche Hinweise auf physiologische Fehlerpotenziale (Arbeitsbelastung, Ermüdung). Ursachen maschineller Fehler sind auf Bedienfehler, mangelnde Wartung oder Instandsetzung, überhöhte Arbeitsintensität, nicht bestimmungsgemäßen Gebrauch, Abnutzung, Verschleiß oder Materialermüdung zurückzuführen.

Fehlerarten

In der Fehleranalyse gab es viele Versuche, die Fehlerarten zu systematisieren. So gibt es die Einteilung in strukturelles/mechanisches/sonstiges Versagen, Informationsfehler, Diagnosefehler, Zielfehler, Strategiefehler, Prozedurfehler und Ausführungsfehler. James Reason klassifizierte 1990 die Fehler nach unbeabsichtigt (Aufmerksamkeitsfehler), vergesslich (Gedächtnisfehler), fehlerhaft (regelbasierte Fehler) und beabsichtigt (Verstoß gegen Routine, Ausnahmeverstoß, Sabotage).#

Bei der Fehleranalyse unterscheidet man allgemein folgende Fehlerarten:

Verkettungen von Fehlern in einem Zusammenhang werden Fehlerkette genannt; sie können zu einem Zusammenbruch ganzer Systeme führen, z.B. Flugzeugabsturz oder weiträumiger Stromausfall.

Klassifizierung von Fehlern

Fehler werden nach ihren Auswirkungen in der Fehlerklassifizierung wie folgt eingeteilt:

Die Folgen eines Fehlers sind in der Regel unerwünscht. Daher werden Fehler häufig – aber nicht ausschließlich – nach der Schwere der Fehlerauswirkungen klassifiziert. Nach dem Fehlerausmaß unterscheidet man zwischen

Entscheidend für die Fehlererkennung ist, wer die Fehler entdeckt, entweder der Handelnde selbst oder ob Fehler erst bei der Kontrolle auffallen. Lediglich 20–30 % der Fehlerarten sind nach der Pareto-Verteilung für 70–80 % aller Fehler verantwortlich.

Fehler in einzelnen Fachgebieten

In einzelnen Fachgebieten gibt es andere Fehlerarten, wie etwa in der Pädagogik oder Mathematik. Die Pädagogik kennt Reproduktionsfehler (mangelnder Abruf gelernter Inhalte), Verständnisfehler (Verständnisschwierigkeiten), Anwendungsfehler (mangelnde Anwendung von vorhandenem Wissen in neuen Situationen) oder Kommunikationsfehler (Missverständnisse). Die numerische Mathematik definiert den Fehler anders als die Umgangssprache. Danach liegt ein Fehler vor, wenn durch den Verstoß gegen Rechenregeln, die Verwendung von falschen Gleichungen oder eine falsche mathematische Schlussfolgerung ein unbrauchbares Ergebnis entsteht. Auch die Abweichung eines Näherungswerts von einem – meist unbekannten – wahren Wert ist ein Fehler.

Mathematik

Korrekte mathematische Beweise müssen frei von Fehlschlüssen und sonstigen Logikfehlern sein.

Rundungsfehler sind wissentlich in Kauf genommene geplante Abweichungen, Rechenfehler dagegen geschehen meist unbewusst.

In der Statistik gibt es Fehler 1. und 2. Art, zufällige Fehler und Stichproben- oder Standardfehler.

Technik

Fehler und ihre Folgen können auch durch Fehlfunktionen wie technische Defekte verursacht werden. In diesem Fall wird der Fehler nicht durch Menschen verursacht, die ein System oder ein Gerät benutzen und bedienen, sondern sie entstehen bei Produktion und/oder Konstruktion (Konstruktionsfehler). Vielfach sind technische Fehler deshalb im weiteren Sinne wiederum auf menschliche Fehler in der Konstruktionsphase oder im Produktionsprozess zurückzuführen. Die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) versucht alle möglichen Fehler, die Fehlerfolgen und möglichen Fehlerverkettungen systematisch zu erkennen und zu bewerten, um entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Die digitale Datenübertragung verwendet Fehlerkorrekturverfahren.

Physik und Messtechnik

Hauptartikel: Messabweichung und Messgeräteabweichung

Die klassische Physik setzt für die verwendeten physikalische Größen eindeutige wahre Werte voraus. Ziel der Messtechnik ist es, die Werte dieser Größen mit abschätzbarer Annäherung zu ermitteln. In aller Regel verbleibt aber eine Abweichung von dem Wert, der mit der Definition der betrachteten speziellen Größe übereinstimmt. Die Bezeichnung jeder Art von Messabweichung als Fehler geht auf Carl Friedrich Gauß zurück und wurde bis in das Jahr 1983 beibehalten.

Im Sinne der Definition des Begriffs Fehler als „Nichterfüllung einer Anforderung“ gilt die Bezeichnung Fehler (seit 1983) nur für unzulässige Realisierungen, wie sie durch technische Unzulänglichkeiten einer Messeinrichtung oder einer Maßverkörperung entstehen können. Nur „grobe“ Messabweichungen, die von falscher Handhabung oder offensichtlichen Mängeln der Messgeräte herrühren, können korrekt als Messfehler bezeichnet werden.

Auch bei zulässigen Realisierungen, bei denen nichts Regelwidriges eingesetzt oder Defektes verwendet wird, wird nicht der wahre Wert gemessen. Die Abweichungen eines solchen Messwertes vom wahren Wert sind aber keine Fehler im Sinne dieses Begriffs. Zur Unterscheidung ist nach zehnjähriger Diskussion die Sprachbildung in der deutschsprachigen Normung, insbesondere in der Grundlagennorm zur Messtechnik DIN 1319, auf die Bezeichnung Messabweichung umgestellt worden mit einer Bedeutung, die im zugehörigen Hauptartikel behandelt wird. Im Sprachgebrauch wird vielfach diese Messabweichung gemeint, wenn von Messfehler geredet wird. Aber selbst international ist festgelegt: „Messabweichung sollte nicht mit Fehler verwechselt werden.“

Das Wort Fehler wird in der Messtechnik allerdings in Verbindung mit anderen Wörtern noch weiterhin verwendet (Fehlerrechnung, Fehlergrenze, Fehlerfortpflanzung).

Fehleranalyse und Fehlerbereinigung

Unter Fehleranalyse wird eine systematische, rigorose, objektive Untersuchung des Sachverhaltes, des Entscheidungsprozesses, der Aktion, der Handlung und der übrigen Umstände verstanden, die zu einem „nicht erwünschten Ereignis“ geführt haben. Sie ist die Methode, die Ursachen der Fehler zu eruieren, und dies möglichst sorgfältig, um sie in der Zukunft zu vermeiden. Durch Fehlerdiagnose und Fehler-Ursachen-Analyse werden entstandene Fehler statistisch erfasst, Fehlerquellen systematisiert und im Rahmen einer Fehlerquote dargestellt. Das Fehlermanagement hat für die Aufdeckung und Behebung von Schwachstellen zu sorgen, wodurch künftige Fehlerpotenziale verringert oder völlig ausgeschlossen werden können. Die Fehlerbereinigung trägt zur Beseitigung aufgetretener Fehler bei. Eine Fehlerkultur schließlich soll zum richtigen Umgang mit Fehlern sorgen. Dabei spielt das Lernen aus Fehlern eine wichtige Rolle. Es konzentriert sich auf die Fehlerursachen und entwickelt im Qualitätsmanagement Strategien zur Fehlervermeidung. Der Umgang mit Fehlern ist ein wesentliches Merkmal einer nachhaltigen Betriebsführung und damit wirtschaftlichen Erfolges.

Fehler selbst sind nur ausnahmsweise versicherbar. Beim Verstoßprinzip der Vermögensschadenhaftpflichtversicherung tritt der Versicherungsfall bereits bei vorkommenden Fehlern ein und nicht erst, wenn der Fehler einen Schaden verursacht hat. Bei allen anderen Versicherungen muss erst ein Versicherungsschaden nachgewiesen werden.

Vermeidungsstrategien

Kontrolle

Durch detektive Kontrolle sollen entstandene Fehler aufgedeckt werden. Sie kann im Hinblick auf den Kontrollumfang als Stichprobenkontrolle oder Totalkontrolle durchgeführt werden. Ist sie in einzelne Ablaufabschnitte eines Arbeitsprozesses integriert, kann sie Fehlerketten verhindern. Die Ergebnisse systematischer Kontrollen können zur Fehleranalyse beitragen, die zur Fehlerprävention genutzt werden kann.

Controlling

Im Controlling unterscheidet man bei der Analyse von Abweichungsursachen drei Fehlerarten:

Ziel beider Arten ist es, entdeckte Fehler zu bereinigen, aber aus Fehlern künftig zu lernen.

Literatur

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 23.04. 2022