Lebensdauerabschätzung

Lebensdauerabschätzung bezeichnet Verfahren zur Bestimmung der voraussichtlichen Restlebensdauer von Bauteilen, Systemen oder biologischen Organismen. Ziel ist es, zeitliche Verfügbarkeit, Wartungsbedarf, Garantiedauer und Sicherheitsrisiken abzuschätzen. Anwendungsfelder reichen von Maschinen- und Infrastrukturtechnik über Elektronik bis zur Bio- oder Demografieforschung.

Methoden der Lebensdauerabschätzung basieren auf statistischen Ausfall- und Überlebensdaten. Häufig verwendete Modelle sind die Weibull-, Exponential- und Log-Normal-Verteilungen, ergänzt durch Kaplan-Meier-Schätzer für die Überlebensfunktion. Regressions- und Überlebensmodelle wie das Cox-Modell ermöglichen die Berücksichtigung von Betriebsbedingungen. Accelerated-Life-Testing-Verfahren beschleunigen Erkenntnisse bei begrenzter Testdauer, während Physik-of-Failure-Ansätze Materialermüdung und Verschleiß modellieren. In vielen Bereichen kommen datengetriebene Ansätze des maschinellen Lernens hinzu, um Muster in Zustandsdaten zu erkennen.

Datenbasis und Validierung spielen eine zentrale Rolle. Typische Daten umfassen historische Ausfälle, Betriebsbedingungen, Belastungsszenarien und Instandhaltungsprotokolle. Zensierungsprobleme treten auf, wenn ein Teil der Bauteile noch funktioniert oder der Test abgebrochen wird. Modelle sollten validiert, kalibriert und mit Unsicherheiten durch Konfidenzintervalle oder Bayesianische Ansätze quantifiziert werden.

Anwendungen umfassen Wartungs- und Austauschplanung, Festlegung von Garantien, Risikoabschätzung sowie Lebenszyklusanalysen. Die Ergebnisse liefern Wahrscheinlichkeiten und Zeitfenster statt exakter Vorhersagen und hängen stark von Annahmen, Datenqualität und Umgebungsbedingungen ab. Lebensdauerabschätzung ist somit ein wichtiger Bestandteil des Zuverlässigkeits- und Risikomanagements in Technik und Wissenschaft.