Lebensdauerberechnungen

Lebensdauerberechnungen sind Verfahren zur Schätzung der Zeit bis zum Ausfall oder der verbleibenden Lebensdauer von Bauteilen, Geräten oder Systemen. Sie dienen der Zuverlässigkeitsanalyse, dem Design, der Wartungsplanung und dem Risikomanagement. Die Berechnungen basieren auf historischen Ausfalldaten, qualifizierten Tests oder Feldbeobachtungen und berücksichtigen Umgebungs- und Betriebsbedingungen.

Daten und Modelle: Lebensdauerdaten können als Zeit-zu-Ausfall oder als censored data vorliegen. Häufig verwendete Verteilungen sind Weibull, Lognormal und Exponential. Die Parameter dieser Verteilungen werden meist mittels Maximum-Likelihood-Schätzung oder Bayes-Verfahren geschätzt. Aus der Verteilungsfunktion lassen sich Überlebenswahkeit R(t) und Ausfallraten λ(t) ableiten. Zusätzlich können Modelle Alterung, Stress und Umweltbedingungen integrieren, um realistischere Prognosen zu ermöglichen.

Methoden und Anwendungen: Neben einfachen Verteilungsannahmen kommen auch Lebensdauermodelle mit Stress- oder Alterungsprozessen zum Einsatz. Beschleunigte Lebensdauerprüfungen (ALDT) setzen Bauteile höheren Belastungen aus, um in kürzerer Zeit Daten zu gewinnen. Ergebnisse unterstützen Design-Optimierung, Festlegung von Wartungs- und Austauschintervallen, Garantie- und Kostenplanung sowie Qualitätsmanagement.

Herausforderungen: Datenqualität, censoring, Stichprobenumfang, Variabilität zwischen Bauteilen sowie Umwelt- und Betriebsbedingungen beeinflussen die Genauigkeit der Berechnungen. Modellannahmen und extrapolationen bergen Unsicherheiten; daher sind Validierung, unabhängige Tests und Sensitivitätsanalysen wichtig, um verlässliche Entscheidungen zu ermöglichen.