Degradatiepatroon

Degradatiepatroon is een term uit betrouwbaarheid- en materials science die verwijst naar de kenmerkende wijze waarop de toestand of prestaties van een systeem, component of materiaal in de loop der tijd achteruitgaan onder invloed van operationele belasting en milieufactoren. Het patroon beschrijft hoe een meetwaarde die de degradatie weergeeft, zoals capaciteit, sterkte of accuratesse, afneemt of verandert na verloop van tijd.

Kenmerken van degradatiepatronen variëren afhankelijk van omstandigheden en materiaal. Veel patronen zijn monotone dalend, maar de vorm kan lineair zijn (constant afname per tijdseenheid), exponentieel (snellere achteruitgang na verloop van tijd), sublineair, of sigmoïdaal (langzame start, snelle verandering gevolgd door verzadiging). Sommige degradatie verloopt in fasen en kan stapgewijs verlopen door gebeurtenissen zoals slijtage of corrosie. Degradatie kan deterministisch zijn of probabilistisch, met variatie tussen individuele exemplaren en omgevingsomstandigheden.

Modellen en analyse van degradatiepatronen maken gebruik van zowel deterministische als stochastische benaderingen. Veel gebruikt zijn beschrijvende modellen en wiskundige processen zoals de gamma- of Wiener-proces, die monotone degradatie kunnen modelleren. Voor tijd-tot-faling worden vaak Weibull- of log-normale verdelingen toegepast. Data voor degradatie worden verzameld via sensoren, condition monitoring en versnelde levensproeven.

Toepassingen van degradatiepatronen omvatten onderhoudsplanning en condition-based maintenance, lifecycle-costing, ontwerpoptimalisatie en risicobeoordeling. Door het begrijpen van het degradatiepatroon kunnen prestaties worden voorspeld, vroegtijdig falen worden voorkomen en de betrouwbaarheid van systemen worden verhoogd.

Voorbeelden zijn onder meer capaciteitverlies van lithium-ion batterijen door cyclische belastingen, corrosie van metalen onder agressieve omgevingen en afname van optische efficiëntie van systemen onder blootstelling aan licht en temperatuur.