Zuverlässigkeitsmaße

Zuverlässigkeitsmaße sind Kenngrößen, die die Zuverlässigkeit von Bauteilen, Systemen oder Prozessen charakterisieren. Sie beschreiben, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Element über einen bestimmten Zeitraum funktionsfähig bleibt, wie lange es voraussichtlich funktioniert, oder wie schnell es wieder funktionsfähig hergestellt werden kann.

Zu den zeitbezogenen Zuverlässigkeitsmaßen gehören Funktionen wie die Zuverlässigkeit R(t) = P(T>t), die Ausfallwahrscheinlichkeit F(t) = 1 − R(t) und die Ausfallrate oder Hazard h(t) = f(t)/R(t). Bei reparierbaren Systemen kommen Kennzahlen wie Verfügbarkeit oder mittlere Wartungszeiten hinzu. Grundsätzlich wird zwischen nicht reparierbaren (einmaliger Ausfall) und reparierbaren Systemen unterschieden.

Lebensdauerverteilungen wie Exponential-, Weibull- oder Lognormalverteilungen dienen zur Modellierung der Zuverlässigkeit. Parameter dieser Modelle werden oft mittels Maximum-Likelihood-Schätzung aus Felddaten oder Labortests geschätzt. Die Form der Hazard-Funktion gibt Hinweise auf Verschleiß- oder Alterungseffekte.

Wichtige Kennzahlen umfassen die mittlere Betriebszeit zwischen Ausfällen MTBF, die mittlere Zeit bis zum Ausfall MTTF (bei nicht reparierbaren Systemen) und die mittlere Instandsetzungszeit MTTR. Die Verfügbarkeit A wird häufig als A = MTBF/(MTBF+MTTR) angegeben. Diese Kennzahlen unterstützen Wartungsplanung, Zuverlässigkeitsnachweise und Lebenszykluskostenanalysen.

Zuverlässigkeitsmaße werden in der Entwicklung, Produktion, Instandhaltung und Risikobewertung eingesetzt. Daten stammen aus Feldmessungen, Tests oder simulierter Lebensdauer. Standards und Methoden finden sich in der Zuverlässigkeitstechnik, Qualitätsmanagement und funktionalen Sicherheitsnormen, die eine systematische Erhebung, Auswertung und Interpretation der Kennzahlen vorsehen.

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