betrouwbaarheidstheorie

Betrouwbaarheidstheorie is een vakgebied dat zich bezighoudt met de tijd tot falen van onderdelen en systemen en met het modelleren en verbeteren van hun betrouwbaarheid, beschikbaarheid en onderhoud. Kernbegrippen zijn de kans dat een systeem op een bepaald moment nog functioneert (betrouwbaarheidsfunctie R(t)), de kans op falen binnen een tijdsinterval, en de som van factoren die de prestaties beïnvloeden zoals onderhoud, gebruik en omgevingsomstandigheden.

De theorie onderscheidt voornamelijk niet-herstelbare en herstelbare systemen. Voor niet-herstelbare systemen is de tijd tot eerste falen bepalend, terwijl bij herstelbare systemen de kans op operationele beschikbaarheid afhankelijk is van zowel falen als reparaties. Life data analyse en survivalkunde vormen belangrijke methoden, waarbij data uit test- en operationele situaties worden gebruikt om verdelingen van levensduur te schatten en voorspellingen te doen.

Veelvoorkomende modellen beschrijven de betrouwbaarheid via verdelingen zoals exponentieel en Weibull, maar ook lognormale of andere verdelingen kunnen voorkomen. De Weibull-verdeling is bijzonder populair vanwege zijn flexibiliteit in het modelleren van initiële faalkans, constante faalkans en verouderingsfaalkans, met vormparameter en schaalparameter die het hazard-profiel bepalen. Belangrijke gerelateerde concepten zijn de hazard rate h(t) en de bathtub-curve, die verschillende levensfasen van een product illustreren.

Systemen worden vaak weergegeven met reliability block diagrams en kunnen in series of parallel schakelingen worden gemodelleerd. Voor seriesystemen geldt R_series(t) = ∏ R_i(t), voor parallel systemen R_parallel(t) = 1 − ∏ (1 − R_i(t)). Daarnaast spelen beschikbaarheid (A), MTBF en onderhoudsbeleid een centrale rol in praktijksituaties. Trends omvatten probabilistisch ontwerp, prognose en health management, en Bayesian updating met Markov-modellen en simulaties.