Zuverlässigkeitskennwerte

Zuverlässigkeitskennwerte sind quantitative Größen, die die Zuverlässigkeit technischer Systeme, Komponenten oder Prozesse beschreiben. Sie dienen dazu, das Verhalten über die Lebensdauer zu verstehen, Wartungs- und Instandhaltungsstrategien abzuleiten und Garantie- bzw. Risikokonzeptionen zu unterstützen.

Zu den zentralen Kennwerten gehören die Zuverlässigkeit R(t) = P(T > t, das heißt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Bauteil bis Zeit t funktionstüchtig bleibt, und die kumulierte Ausfallwahrscheinlichkeit F(t) = 1 - R(t). Die Ausfallrate λ(t) (Hazard rate) ist die bedingte Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls in einem kleinen Zeitintervall, gegeben, dass das System bis dahin funktioniert. Die Lebensdauer T wird häufig durch Verteilungen beschrieben, insbesondere durch die Weibull-Verteilung, aber auch durch Exponential- oder Lognormalverteilungen. Für reparierbare Systeme ist der MTBF (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) ein wichtiger Parameter; für nicht reparierbare Systeme spricht man von der erwarteten Lebensdauer. Die mittlere Reparaturzeit MTTR beschreibt die Zeit bis zur Wiederherstellung der Einsatzfähigkeit nach einem Ausfall. Restlebensdauer ist die verbleibende Zeit bis zum erwarteten Ausfall oder bis zum Ende der Betriebsdauer und wird anhand vorhandener Daten geschätzt.

Methodisch werden Zuverlässigkeitskennwerte durch statistische Auswertungen von Labortests sowie Felddaten ermittelt, oft mithilfe von Lebensdauermodellen, Überlebensanalyse, Weibull-Plot und Maximum-Likelihood-Schätzung. Anwendungsfelder sind Qualitätsmanagement, Wartungs- und Instandhaltungsplanung, Garantiegestaltung und Risikobewertung. Bei der Interpretation ist auf Datenqualität, Verzerrungen, Modellannahmen und mögliche Unsicherheiten zu achten, ebenso wie auf Unterschiede zwischen Komponenten und Systemen sowie unterschiedliche Betriebsbedingungen.

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