Ausfallverhalten

Ausfallverhalten beschreibt das Verhalten eines Systems, Bauteils oder Prozesses im Falle eines Fehlers oder Ausfalls. Es umfasst die Ursachen des Ausfalls, die Art und das Ausmaß der Beeinträchtigung, den zeitlichen Verlauf des Fehlverhaltens sowie die möglichen Folgen für Sicherheit, Betrieb und Kosten. Ziel der Betrachtung ist es, das System so zu gestalten, dass bei Störungen sichere, kontrollierbare Zustände erreicht werden, etwa durch Redundanz, degrade Funktionen oder sichere Abschaltung (fail-safe oder fail-silent).

Zu den zentralen Aspekten gehören die Fehlerursachen und -modi, die Art des Ausfalls (vollständiger Ausfall, teilweiser Leistungsabfall, sporadische Fehlfunktionen), der zeitliche Verlauf (plötzlicher vs. schrittweiser Verschleiß) sowie die Auswirkungen auf Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Die Bewertung des Ausfallverhaltens erfolgt typischerweise mit Kennzahlen wie Ausfallrate, MTBF (mittlere Zeit zwischen Ausfällen), MTTF (mittlere Zeit bis zum Ausfall) sowie Ausfallwahrscheinlichkeit in einem definierten Zeitraum; bei sicherheitsrelevanten Systemen wird auch oft die mittlere Zeit bis zum Sicherheitsausfall (PFD) betrachtet.

Methoden und Vorgehen umfassen die Identifikation von Fehlerursachen und -folgen, FMEA/FMECA, Fault-Tree-Analysen, sowie Konzepte der Zuverlässigkeitsorientierung wie zustandsbasierte Instandhaltung, vorbeugende Instandhaltung und Design for Reliability. Zustandsüberwachung, Diagnostik und Tests dienen der Früherkennung und Vermeidung ungeplanter Ausfälle.

Anwendungsbereiche finden sich in Maschinenbau, Elektrotechnik, IT, Verkehrsinfrastruktur und Fahrzeugtechnik. Das Ausfallverhalten ist ein zentrales Element der Reliability Engineering und der Sicherheitsanalyse, das unterstützt, Risiken zu verstehen, Kosten zu senken und Betriebssicherheit zu erhöhen.