Ausfallraten

Ausfallraten bezeichnet in der Zuverlässigkeits- und Instandhaltungslehre die Häufigkeit, mit der eine Komponente, ein Bauteil oder ein System innerhalb eines bestimmten Zeitraums ausfällt. Sie dient dazu, das Risiko von Störungen abzuschätzen und Wartungsmaßnahmen zu planen. Die Ausfallrate wird oft als Ausfälle pro Zeiteinheit angegeben und kann als Hazardrate das zeitabhängige Risiko eines Ausfalls zu einem bestimmten Zeitpunkt beschreiben.

Unterscheiden lassen sich Ausfallrate und Ausfallwahrscheinlichkeit: Die Ausfallrate beschreibt das momentane Risiko eines Ausfalls pro Zeit, während die Ausfallwahrscheinlichkeit die kumulierte Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls bis zu einem Zeitpunkt darstellt. Für nicht reparierbare Systeme spricht man von der erwarteten Lebensdauer (MTTF), bei reparierbaren Systemen von der mittleren Betriebszeit zwischen Ausfällen (MTBF).

Modelle und Kennzahlen: Häufige Verteilungsannahmen sind die Exponentialverteilung (konstante Hazardrate) und die Weibull-Verteilung (alterungsabhängiges Risiko). Aus diesen Modellen lassen sich Zuverlässigkeitskennzahlen wie Verfügbarkeit, MTBF und MTTR ableiten. Die Ausfallrate dient damit als zentrale Eingangsgröße für Verfügbarkeits- und Instandhaltungsanalysen.

Anwendungen und Grenzen: Ausfallraten unterstützen Zuverlässigkeitsbewertungen, Wartungsplanung, Investitionsentscheidungen und Risikomanagement in Bereichen wie Maschinenbau, Elektrik, IT-Infrastruktur und Energieversorgung. Methoden wie Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung (RCM) oder vorausschauende Wartung nutzen Ausfallraten, um Wartungsintervalle zu optimieren. Schätzungen hängen von Betrieb, Umweltbedingungen und Datengrundlagen ab; unterschiedliche Bedingungen können zu verschiedenen Raten führen.