KijimaModelle

Kijima-Modelle bezeichnen eine Familie stochastischer Modelle in der Zuverlässigkeitstechnik, die das Verhalten von Systemen unter zufälligen Stößen mit unvollständigen Reparaturen beschreiben. Sie wurden geschaffen, um aging- und Wartungsprozesse realistisch abzubilden, insbesondere wenn nach Stoßereignissen nicht vollständig repariert wird. Die Modelle verwenden ein virtuelles Alter oder eine ähnliche Größe, die den Verschleißzustand des Systems widerspiegelt und mit jedem Stoß sowie durch Reparaturen beeinflusst wird.

Die beiden bekanntesten Varianten sind der Typ I und der Typ II. Beim Typ-I-Kijima-Modell erhöht sich das virtuelle Alter nach jedem Stoß direkt um die Stoßgröße, wobei die Auswirkungen vergangener Stöße unverändert bleiben. Die Lebensdauer des Systems ergibt sich aus der Verteilung der Zeit bis zur Überschreitung eines Schwellenwerts, der vom virtuellen Alter abhängt. Dieses Modell eignet sich gut, wenn Reparaturen kaum den Einfluss früherer Stöße verändern.

Beim Typ-II-Kijima-Modell wird der Effekt eines Stoßes auf das verbleibende Alter durch Reparaturen moduliert. Hier können zufällige oder deterministische Reduktionsfaktoren eingeführt werden, die die verbleibende Alterung nach einem Stoß verringern. Dadurch lässt sich ein stärkerer Zusammenhang zwischen Schadensakkumulation, Reparaturen und Restlebensdauer abbilden, was insbesondere für Systeme mit teilweiser Wiederherstellung relevant ist.

Anwendungen finden sich vor allem in der Wartungsplanung, der Risikoanalyse und der Lebensdauerabschätzung mechanischer, elektrischer oder struktureller Systeme, die wiederholt Stößen oder Lastwechseln ausgesetzt sind. Vorteile der Kijima-Modelle liegen in ihrer Flexibilität zur Modellierung von Aging- und Reparaturprozessen; Herausforderungen bestehen in der Parameteridentifikation aus Beobachtungsdaten und in möglichen Identifikationsproblemen bei komplexen Reparaturmechanismen.