Technische Zuverlässigkeit - ti.uni-due.de - Technische... · Terminologie Kapitel 2 Grundlagen der Wahrscheinlichkeits-rechnung Kapitel 3 Ausgewählte Verteilungsfunktionen Kapitel

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Institut für Verkehrssicherheitund Automatisierungstechnik

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. E. Schnieder

Technische Zuverlässigkeit

Dr.-Ing. Tamás Kurczveil

Kapitel 1 - Terminologie

WS 2018/19 | Dr.-Ing. Tamás Kurczveil | 1. Kapitel Technische Zuverlässigkeit | Seite 2

VorlesungsübersichtStruktur

Kapitel 1

Terminologie

Kapitel 2

Grundlagen der Wahrscheinlichkeits-

rechnung

Kapitel 3

Ausgewählte Verteilungsfunktionen

Kapitel 4

Zuverlässigkeits-analyse mitPetri-Netze

Kapitel 5

Verlässlichkeits-analysen mitPROFUND

Kapitel 6

Systemzuverlässigkeit

Kapitel 7

Markovketten

Kapitel 8

Parameterschätz-verfahren

Kapitel 9

Vertrauensbereich

Kapitel 10

Instandhaltung

Kapitel 11

Zuverlässigkeitsdaten

Kapitel 12

Beschreibungsmittel


Einleitung und Terminologie der Technischen Zuverlässigkeit

Einführende Beispiele

Geschichtliche Entwicklung der Technischen Zuverlässigkeit

Terminologie (RAMSS)

Beispiele

Berufsbild des Zuverlässigkeitsingenieurs, VDI 4002

Literatur

InhaltsverzeichnisTerminologie


Wer sich auf andere

verlässt ist selbst

verlassen

Das einzig Verlässliche

ist die

Unzuverlässichkeit

Doppelt genäht hält besser

Sicher ist

sicher Vertrauen ist

gut, Kontrolle

ist besser

Wer einmal

lügt, …

Gut Ding will

Weile haben

Einführende Beispiele Verlässlichkeit in sprachlicher Erfahrung


Einführende Beispiele Schadensfälle im Eisenbahnbereich


43 Tote bei Flugzeugabsturz (07.09.2011)

[…] Die Maschine vom Typ Jak-42

habe vermutlich eine Antenne

gestreift, hieß es. Als Absturz-

ursache kämen ein technischer

Defekt und menschliches Versagen

in Frage. […]

[…] Allein in den vergangenen zwei Jahren kamen etwa 200 Menschen

bei Flugzeugabstürzen in Russland ums Leben. […]

Quelle: Stuttgarter Zeitung

Einführende Beispiele Schadensfälle im Luftfahrtbereich


Haben Elektrogeräte ein eingebautes Verfallsdatum?

[…] Forderung nach mehr Verantwortung

Dass Geräte heute häufig schnell auf dem Müll landen, ist kaum zu vermeiden. Denn

wichtige Geräteteile sind fest eingebaut oder miteinander verlötet oder verklebt. Eine

Reparatur wird dadurch unmöglich oder extrem teuer. Ob elektrische Zahnbürste,

Akkuschrauber oder MP3-Spieler - bei vielen Geräten sind die Akkus fest im Gehäuse

befestigt und damit nicht austauschbar. Und die Geräte sind nach zwei bis drei Jahren

deshalb nicht mehr zu gebrauchen. […] [Quelle: http://www.stern.de/tv/sterntv/grosser-stern-tv-test-

haben-elektrogeraete-ein-eingebautes-verfallsdatum-

1824016.html]

Einführende Beispiele Lebensdauer von Elektrogeräten


Quelle: Jahresbericht des KBA 2010

Einführende Beispiele Rückrufe durch das Kraftfahrzeugbundesamt (KBA)












Einführende Beispiele Verteilung der Mängel überwachter Rückrufe bei Kraftfahrzeugen


vor 1900:

Studie über die Lebensdauer eines Kugellagers im Rahmen einer

eisenbahntechnischen Entwicklung.

bis ca. 1930:

Die Aktivitäten waren im wesentlichen auf mechanische Systeme beschränkt.

Mit der Entwicklung von elektrischen Systemen untersuchten Ingenieure

Maßnahmen zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Stromquellen.

Sammlung von statistischen Daten zu Ausfällen von Flugzeugkomponenten,

insbesondere den Triebwerken.

Geschichtliche Entwicklung der Technischen ZuverlässigkeitAnfänge: vor 1900 – 1930


Sammlung von statistischen Daten zu Flugzeugunfällen.

Auswahl von zukünftigen Komponenten auf Basis dieser Kennzahlen.

In den Veröffentlichungen von Pugsley von 1939 und 1942 sagt er aus, dass

unter Berücksichtigung aller Fehlerursachen die wahrscheinlich zu einem

Flugzeugunfall führen, die Unfälle eine Rate von 10-5 pro Stunde und für bauliche

Ursachen von 10-7 pro Stunde nicht überschreiten sollten. Dies war eine der

ersten Risikozielsetzungen im Bereich der Flugzeugsicherheit.

Vor den 40er Jahren wurden Zuverlässigkeitsaspekte ausschließlich auf der Basis

von Erfahrungswissen der Ingenieure behandelt.

Geschichtliche Entwicklung der Technischen ZuverlässigkeitIn den 30er Jahren


Wernher von Braun arbeitet im zweiten Weltkrieg am

Marschflugkörper V1

Vorher: „A Chain is no stronger than its weakest link“.

Die V1 müsste so stark sein, wie ihr schwächstes Glied.

Im Test fielen aber auch vermeintlich starke Glieder aus.

Sie kamen zur Erkenntnis, dass alle Komponenten berücksichtigt

werden müssen.

Vermutung, dass die Überlebenswahrscheinlichkeit des Systems einem

Durchschnittswert der Überlebenswahrscheinlichkeit der Komponenten

entspricht.

Aus den Erkenntnissen des Mathematikers Erich Pieruschka wurde die

entsprechende Formel entwickelt.

Daraus folgte, die Überlebenswahrscheinlichkeit der Komponenten musste

deutlich größer sein, als die des angestrebten Systems.



Captain Murphy arbeitete als Ingenieur bei der Edwards Air Force

Base, wo Tests mit Raketenschlitten durchgeführt wurden.

Es gab zwei Möglichkeiten die verwendeten Sensoren an der

Testperson zu befestigen, wovon nur eine Möglichkeit für das

Experiment richtig war. Der Techniker hatte bei diesem kostspieli-

gen Experiment systematisch alle Sensoren auf die falsche Art

angeschlossen.

„if there is any way he can do it wrong, he will“.

Geschichtliche Entwicklung der Technischen Zuverlässigkeit1949: Murphy‘s law

„If anything can go wrong, it will“

(„Alles, was schiefgehen kann, wird auch schiefgehen.“)


Entwicklung der Zuverlässigkeitstechnik insbesondere in den Vereinigten Staaten

im militärischen Bereich durch die Zunahme elektronischer Systeme.

Untersuchungen ergaben, dass für elektronische Systeme das Doppelte der

Beschaffungskosten jährlich für die Instandhaltung aufgebracht werden musste.

1952 gründete das US-Verteidigungsministerium (Department of Defense) die

„Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment“ (AGREE).

Die Zuverlässigkeitstechnik muss ein integraler Bestandteil der Entwicklung und

Konstruktion sein. Vor Produktion wurden Tests unter erschwerten Bedingungen

(Temperatur, Vibration, …) durchgeführt.

Es wurde empfohlen, dass ein mittlerer Ausfallabstand MTBF (Mean Time

Between Failures) zu berechnen ist.

1954: International Reliability and Maintainability Symposium.



Entwicklung der Zuverlässigkeitstechnik insbesondere im Bereich der Luft- und

Raumfahrt und im Bereich der Nuklearwaffen.

Entwicklung von prädiktiven Fehleranalysemethoden

Zuverlässigkeitsblockdiagramm

Fehlerbaumanalyse

FMEA (Failure Mode and effects analysis)

1965: Veröffentlichung des US-Verteidungsministeriums „Reliability Programs for

Systems and Equipment“. Empfehlung einen Zuverlässigkeitsprozess in Design,

Entwicklung und Herstellung zu integrieren.

Der Erfolg dieser Anstrengungen zeigte sich in den nächsten Jahren und letztlich

wurden Standards auf internationaler Ebene von der IEC harmonisiert.

Es erscheinen eine Vielzahl von Büchern und Beiträgen zum Thema

Zuverlässigkeit → siehe Literatur



Zuverlässigkeitsanalysen, z.B.

Kernkraftanlagen

Offshore-Technologie

Elektronik/Mensch

Systematisierung der Auszeichnungen in Industrie und Behörden

Entwicklung einer Qualitäts-Kultur

Aufbau öffentlicher Überwachungen für weitere Branchen (z.B. Automobil)

auf probabilistische Zuverlässigkeit aufbauende Sicherheitstechnik

Geschichtliche Entwicklung der Technischen ZuverlässigkeitVon den 70er Jahren bis zur Gegenwart


Verlass

trügerisch

klarunklar

eindeutig

vieldeutig

unscharfscharf

definitiv

indefinit

redlich

unredlich

verlässlich

unzuverlässig

heil

unheil

glaubwürdig

unglaubwürdig

wahr

falsch richtig

unwahr

RechtUnrechtfehlerfrei

unsicher

heil

kaputt

unschädlich schädlich

ungefährlich

Schaden

unsterblich

sterblich

LebenTod

vital

krank

sprachlich

psychologisch

Information

physisch

medizinisch

TerminologieAllgemeines


Ausfall Verfügbarkeit Ausfallrate Betrieb Genauigkeit Instandhaltbarkeit Instandhaltung Mean Time To Maintain Mean Time To Repair (mittlere Reparaturzeit,durchschnittliche Zeit bis zur Reparatur Sicherheit Ausfallart Ausfalldatum, Ausfalldaten Ausfalldauer Ausfallhäufigkeit Funktion Inspektion Instandsetzung InstandsetzungsmaßnahmeKlarzeit Komponente mittlere Instandsetzungsdauer Redundanz Technische Zuverlässigkeit Wartung Wartungsintervall Baugruppe Baugruppenebene Bauteil BetrachtungseinheitBetrachtungszeitraum Ereignisrate Funktionszuverlässigkeit Inspektionsintervall Instandsetzungsdauer Komponentenebene Mean Active Repair Time präventive Instandhaltung präventiveMaßnahme Reparaturzeit Störung Unsicherheit Wartbarkeit Wartungsmaßnahme Wiederherstellung Alterung Anlage Bestandteil Betriebsalter Dauerbetrieb Fehlerdiagnose fehlerhafteKomponente fehlerhaftes Gerät Folgeausfall Gerät innere (theoretische) Verfügbarkeit Instandsetzbarkeit korrektive Instandhaltung Mittlere Betriebszeit (MTBI) zwischen zweiInstandhaltungsmaßnahmen (präventiv und korrektiv) mittlere Betriebszeit T mittlere Reparaturzeit planmäßige Instandhaltung planmäßige Instandhaltungsmaßnahme präventiveInstandhaltungsart Teilausfall Totalausfall Umweltbedingung vorbeugende (präventive) Instandhaltung Zuverlässigkeits-Kenngröße Anlagenebene Anlagenelement Betriebszeit zwischenzwei präventiven Instandhaltungsmaßnahmen Abweichung Arbeitsbelastung Aufwand ausgefallene Funktionsgruppe ausgefallener Kanal ausgefallener Operationspfad Aussagenauigkeitaußerplanmäßige (korrektive) Instandhaltungsmaßnahmen Austausch Austauschbarkeit Beanspruchungszyklus bedarfsfreie Zeit Bedarfskenngrößen Beschädigung BetriebspauseBetriebsstunde Betriebszeit Demontage eingeprägte (technische) Verfügbarkeit Einsatzbedingung Ersatzteil Erwartungswert fehlerhaftes Teil Funktionsgruppe FunktionsprüfungIndienststellung innere Säuberung Instandhaltbarkeits-Demonstration Instandhaltbarkeits-Test Instandhaltungsaufwand Instandhaltungsmaßnahme Instandhaltungsstufe instandsetzbarerBestandteil Instandsetzungsvorgang korrektive Instandhaltungsmaßnahme korrektiver Vorgang Korrosion Leistungsfähigkeit Mittel Mittlere Betriebszeit T zwischen zweiInstandsetzungsmaßnahmen periodische Inspektion präventiver Vorgang Prüfen qualitatives Merkmal quantitative Kenngröße redundantes Gerät reparierte Komponente repariertes Gerätstilllegen Störungsart technische Dokumentation Verschleiß Verschmutzung Verteilungsfunktion voll funktionsfähig vorbeugende Maßnahme vorbeugender Austausch vorbeugenderTeilewechsel Aussetzbetrieb Bedienpersonal Überholung Überholungsintervall (1-?)-Quantilwerte Anzahl der Instandsetzungen, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit Anzahl npräventiver und korrektiver Instandhaltungsmaßnahmen, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit Anzahl n(t) präventiver Instandhaltungsmaßnahmen, bezogen auf eine bestimmteBetribeszeit t Anzahl n(t) von Instandsetzungsmaßnahmen, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit t Anzeige Anzeigeelement Arbeitsbedingung Ausbildungsumfang AuswechselnBefestigungselement Bereitstellung Beurteilung Bewahrung Condition Monitoring Dauer TK eines bestimmten Instandsetzungsvorgangs (aktive Zeitanteile) Eignung Einbau EinhaltungEndprüfung Erprobungsphase Fehlerlokalisierung Fehlermeldung Fehlersignal Funktionsmerkmal Geräteebene Inspizierbarkeit Inspizieren Instandhaltbarkeits-VorgabeInstandhaltungskreislauf Instandhaltungspersonal Istzustand Justierarbeit Justieren Kalibrierarbeit Kalibrierbarkeit Kalibrieren Lagerfähigkeit mittlere Dauer Nutzungsphase periodischeMessung periodischer Austausch planmäßig Prüfbarkeit Quantil redundante Anlage Reinigen sicherheitstechnisch zulässig Sollwert Sollzustand Spezifikation stationäre BedingungÜberwachbarkeit Überwachungseinrichtung Verschleißausfall Verschleißteil Zugänglichkeit Aufwandskenngröße administrative Bedingung aktiver Anteil aktiver Zeitanteil Anmarsch Aufwandan Mannstunden (MHK) für einen bestimmten Instandsetzungsvorgang Aufwand an Mannstunden (MHp) für einen bestimmten präventiven Instandhaltungsvorgang Aufwand anMannstunden (MHp/t) für präventive Instandhaltung, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit t Ausbau Ausbildungstiefe Auswerten Boroskopische Inspektion Darstellungselement Dauer Tpeines bestimmten präventiven Instandhaltungsvorgangs Effektivität Einsatz Einzelmaßnahme Entwicklung Erwartungswert für den Aufwand an Mannstunden (MHK) fürInstandsetzungsmaßnahmen, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit Erwartungswert für die Instandsetzungs-Kosten, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit t Erwartungswert MHK fürden Aufwand an Mannstunden pro Instandsetzungsvorgang (mittlerer Mannstundenverbrauch pro Vorgang, aktive Anteile) Erwartungswert MHp Erwartungswert MHp für den Aufwand anMannstunden pro präventiven Instandhaltungsvorgang (mittlerer Mannstundenverbrauch pro Vorgang) Erwartungswert MMHp MA Erwartungswert TK für die Dauer onInstandsetzungsvorgängen (mittlere Dauer pro Vorgang) Erwartungswert Tp Erwartungswert Tp für die Dauer von Instandhaltungsvorgängen (mittlere Dauer pro Vorgang) FeststellungFormblätter gewichtete Mittelwertbildung Grundüberholung instandhaltbare technische Erzeugnisse Instandhaltbarkeits-Broschüre Instandhaltungsdatum, InstandhaltungsdatenInstandhaltungs-Datum, Instandhaltungs-Daten Instandhaltungsebene Instandhaltungskonzept Instandsetzungsaufwand instandsetzungsfreie Baugruppe instandsetzungsfreie Komponenteinstandsetzungsfreies Gerät instandsetzungsfreundliche Baugruppe instandsetzungsfreundliche Komponente instandsetzungsfreundliches Gerät Kalenderzeit Kenntnis Klartextkontinuierliche Beobachtung kontinuierliche Messung kontinuierliches Messen Kosten für präventive Instandhaltung, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit t Kühlmittel LagerhaltungLangzeitversuch Lastspiel Leckstelle Lernkurve logistische Bedingung Lokalisierung Maintenance Man Hours (corrective) per Maintenance Action Maintenance Man Hours (corrective) perMonth of Operation Maintenance Man Hours (corrective) per Operation Hour Maintenance Man Hours per Maintenance Action Maintenance Man Hours per Month of Operation MaintenanceMan Hours per Operating Hour Mannstunde Mannstunden-Aufwand Mannstunden-Verbrauch Mannstunden-Verbrauch für Instandsetzungs-Maßnahmen, bezogen auf einen bestimmteBetriebszeit Mannstunden-Verbrauch für präventive Instandhaltung, bezogen auf eine bestimmte Betriebszeit Materialerhaltungsstufe Meldung Meßeinrichtung Meßergebnis Meßgerätmittlerer Mannstundenverbrauch Mittlerer Zeitverbrauch pro Instandsetzungsmaßnahmen Modulbauweise Modulwechsel Nacharbeiten Operationspfad Organisationsbereich periodischeBeobachtung periodisches Messen Personal-Qualifikation Platzhalter Prozentualer Anteil präventiver (bzw. korrektiver) Instandhaltungsmaßnahmen bezogen auf die Gesamtzahl derInstandhaltungsmaßnahmen Prozentualer Mannstunden-Anteil für Instandsetzungsmaßnahmen, gegliedert nach Instandhaltungsstufen bzw. -ebenen Prozentualer Mannstunden-Anteil fürpräventive Instandhaltung Prüfanschluss Prüfergebnis Prüfgerät Prüfkonzept Prüfmittel Prüfprogramm Prüfpunkt Prüftiefe Prüfumfang Prüfverfahren Prüfvorschriften redundanterOperationspfad Reparaturebene Schmieren Schmiermittel Schmierstelle Schmierstoff Schmierstoffwechsel Schwierigkeitsgrad Selbstprüfeinrichtung Sicherungsprogramm für dieInstandhaltbarkeit Signalabfrage Standard mit bekannter Meßunsicherheit Standardisierung Stimulussignal Toleranz Toleranzbereich Verbindung Verbindungselement verfügbarkeitswirksamverfügbarkeitswirksame präventive Instandhaltungsmaßnahme verfügbarkeitswirksame Reparatur Vorgangsrate Warnleuchte Warnsignal Zeitaufwand Zeitbedarf Zerlegung Zuverlässigkeits-Vorgabe Ausfalldauer

Die bisher wichtigsten:

• Ausfall

• Verfügbarkeit

• Ausfallrate

• Betrieb

• Instandhaltbarkeit

• Instandhaltung

• Mean Time To Maintain

• Mean Time To Repair

• Sicherheit

• Zuverlässigkeit

320 Termini in der VDI 4004 identifiziert, extrahiert und priorisiert:

TerminologieVDI-Richtlinie 4004: „Handbuchs Zuverlässigkeit“ – Zuverlässigkeitskenngrößen


Überlebensfähigkeit

die Fähigkeit

einer Einheit, eine

geforderte Funktion unter

gegebenen Bedingungen für ein

gegebenes Zeitintervall zu erfüllen.

Reliability

the ability

of an item to perform a

required function under

given conditions for a

given time interval.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Reliability in Anlehnung an IEC 60050

Intervall


Ein Eurofighter (links) hat zwei Triebwerke, benötigt aber nur eines, um gefahrlos

landen zu können. Eine Lockheed Martin F35 Lightning hat nur ein Triebwerk.

http://de.wikipedia.org/wiki/Eurofighter_EF_2000 http://www.offiziere.ch/?cat=8&paged=8


die Fähigkeit

einer Einheit, eine




Reliability

the ability





Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Reliability


Ein Eurofighter (links) hat zwei Triebwerke, benötigt aber nur eines, um gefahrlos

landen zu können. Eine Lockheed Martin F35 Lightning hat nur ein Triebwerk.

http://de.wikipedia.org/wiki/Eurofighter_EF_2000 http://www.offiziere.ch/?cat=8&paged=8


die Fähigkeit

einer Einheit, eine




Reliability

the ability





„[…] Die Kritiker eines Kampfflugzeuges mit einem Triebwerk finden, dass eine solchkritische Komponente

doppelt vorhanden sein

müsse, so dass bei

einem Ausfall eines

Triebwerks der Flieger

unversehrt landen kann.

[…].“

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Reliability


Instandhaltbarkeit

die Fähigkeit

einer Einheit, unter

gegebenen Anwendungsbedingungen

in einem Zustand erhalten bzw. in ihn

zurückversetzt werden zu können, in

dem sie eine geforderte Funktion erfüllen

kann, wobei vorausgesetzt wird, dass die

Instandhaltung unter den gegebenen

Bedingungen mit den vorgeschriebenen

Verfahren und Hilfsmitteln durchgeführt wird.

maintainability

the ability

of an item under

given conditions of use,

to be retained in, or restored to,

a state in which it can perform a

required function, when

maintenance is performed under

given conditions and using stated

procedures and resources.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Maintainability in Anlehnung an IEC 60050


Instandhaltbarkeit

die Fähigkeit

einer Einheit, unter

gegebenen Anwendungsbedingungen

in einem Zustand erhalten bzw. in ihn

zurückversetzt werden zu können, in

dem sie eine geforderte Funktion erfüllen

kann, wobei vorausgesetzt wird, dass die

Instandhaltung unter den gegebenen

Bedingungen mit den vorgeschriebenen

Verfahren und Hilfsmitteln durchgeführt wird.

maintainability

the ability

of an item under

given conditions of use,

to be retained in, or restored to,

a state in which it can perform a

required function, when

maintenance is performed under

given conditions and using stated

procedures and resources.

http://de.wikipedia.org/wiki/Eurofighter_EF_2000

„Der Austausch eines Triebwerks des

Eurofighters dauert weniger als 45 Minuten.“

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Maintainability


Verfügbarkeit

die Fähigkeit

einer Einheit, zu einem

gegebenen Zeitpunkt oder während

eines gegebenen Zeitintervalls eine


gegebenen Bedingungen erfüllen zu

können, vorausgesetzt, dass die

erforderlichen äußeren Hilfsmittel

bereitgestellt sind.

availability

the ability

of an item to be in

a state to perform a


given conditions at a

given instant of time or over a

given time interval, assuming that the

required external resources are

provided.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Availability in Anlehnung an IEC 60050


Frage:

Führt eine hohe Überlebensfähigkeit

zwangsläufig zu einer hohen

Verfügbarkeit?

http://www.flickr.com/photos/velo_denz/2895271014/

Verfügbarkeit

die Fähigkeit









availability

the ability

of an item to be in







provided.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Availability


Antwort:

Nein, ggf. wirkt eine schlechte

Instandhaltbarkeit einer hohen

Verfügbarkeit entgegen (vgl. Douglas

DC-3 “Rosinenbomber”).

http://www.flickr.com/photos/velo_denz/2895271014/

Verfügbarkeit

die Fähigkeit









availability

the ability

of an item to be in







provided.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Availability


Frage: Was wird Ihrer Meinung nach bei einer Bohrinsel gefordert sein? Ein hohe

Überlebensfähigkeit, eine gute Instandhaltbarkeit oder eine hohe Verfügbarkeit?

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Bohrinsel


Frage: Was wird Ihrer Meinung nach bei einer Bohrinsel gefordert sein: Ein hohe

Überlebensfähigkeit, eine gute Instandhaltbarkeit oder eine hohe Verfügbarkeit?

Antwort:

Eine hohe Verfügbarkeit, da „auf

lange Sicht“ möglichst wenige

Anlagenstillstände erwünscht

sind.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Beispiel: Bohrinsel


Zuverlässigkeit

Zusammenfassender Ausdruck zur

Beschreibung der Verfügbarkeit

und ihrer Einflussfaktoren

Überlebensfähigkeit,

Instandhaltbarkeit und

Instandhaltungsbereitschaft

dependability

the collective term used to describe the

availability performance and its

influencing factors:

reliability performance,

maintainability performance and

maintenance support performance.

Terminologie - Formulierung zuverlässigkeitstechnischer Begriffe Dependability in Anlehnung an IEC 60050


Terminologie - Formalisierung zuverlässigkeitstechnischer BegriffeFormalisierung und Relationierung (i)


Terminologie - Formalisierung zuverlässigkeitstechnischer BegriffeFormalisierung und Relationierung (ii)


Terminologie - Formalisierung zuverlässigkeitstechnischer BegriffeFormalisierung und Relationierung (iii)


Terminologie - Formalisierung zuverlässigkeitstechnischer BegriffeFormalisierung und Relationierung (iv)


Terminologie - Formalisierung zuverlässigkeitstechnischer BegriffeFormalisierung und Relationierung (v)

(LV Technische Sicherheit)


TerminologieWichtige Begriffe der Verlässlichkeit nach VDI 4004-5 (Entwurf) (i)

Begriff: Definition:

Ausfall Beendigung der Fähigkeit einer Einheit, eine geforderte Funktion

zu erfüllen

Ausfallrate Grenzwert – falls er existiert – des Quotienten bedingte

Wahrscheinlichkeit, dass der Zeitpunkt des Ausfalls einer nicht

instandzusetzenden Einheit in ein gegebenes Zeitintervall (t, t+ Δt)

fällt, durch Dauer Δt dieses Zeitintervalls, wenn Δt gegen null geht

und die Einheit bis zum Beginn des Zeitintervalls nicht ausgefallen

ist.

Betrieb Zusammenwirken aller technischen und administrativen

Maßnahmen in der Absicht, eine Einheit zur Erfüllung der

geforderten Funktion zu befähigen, und zwar unter

Berücksichtigung der Anpassung an die Änderung der externen

Bedingungen.

Fehlzustand Zustand einer Einheit, in dem sie unfähig ist, eine geforderte

Funktion zu erfüllen, wobei die durch Wartung oder andere

geplante Handlungen bzw. durch das Fehlen äußerer Mittel

verursachte Funktionsfähigkeit ausgeschlossen ist.


TerminologieWichtige Begriffe der Verlässlichkeit nach VDI 4004-5 (Entwurf) (ii)

Begriff: Definition:

Funktionseinheit Betrachtungseinheit, deren Abgrenzung nach Aufgabe oder

Wirkung erfolgt und ihre physikalischen Ressourcen einschließt.

Instandhaltbarkeit

(Eigenschaft einer Einheit)

Fähigkeit in einem Zustand erhalten oder in ihn zurückversetzt

werden zu können, in dem sie, unter gegebenen Anwendungs-

und Instandhaltungsbedingungen, eine geforderte Funktion

erfüllen kann.

Instandhaltung Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen

einschließlich Überwachungsmaßnahmen, mit denen eine Einheit

im funktionsfähigen Zustand erhalten oder in ihn zurückversetzt

werden soll.

Verfügbarkeit Fähigkeit einer Einheit, zu einem gegebenen Zeitpunkt oder

während eines gegebenen Zeitintervalls eine geforderte Funktion

unter gegebenen Bedingungen erfüllen zu können, vorausgesetzt,

dass die erforderlichen äußeren Hilfsmittel bereitgestellt sind.

Zuverlässigkeit Benennung der Zusammenfassung der Eigenschaften

Überlebensfähigkeit, Instandhaltbarkeit und Verfügbarkeit.


Tätigkeiten des Zuverlässigkeitsingenieurs:

ZI muss über gesamten Produktlebenszyklus dafür sorgen, dass mit qualitativen

und quantitativen Ansätzen Zuverlässigkeitsziele erreicht werden

Ermittlung technischer Risiken in Bezug auf funktionelle Anforderungen

Festlegung, Kontrolle und Dokumentation geeigneter Maßnahmen zur

Zuverlässigkeitssicherung

Entwicklung und Implementierung konsistenter Zuverlässigkeitskonzepte

Analyse von Systemen/Modulen/Komponenten/Prozessen, bezüglich zeitlichen

Verhaltens der Funktionen und Wechselwirkungen mit entsprechenden Einheiten

Ermittlung, Spezifikation, Verifizierung und Validierung von Zuverl.-Maßgrößen

Vorgaben und Lieferung von Beiträgen während der Entwicklung

Identifikation von Schwachstellen, Initiierung von Verbesserungen

Vorschläge für Änderungen an Betrachtungseinheit und in Instandhaltung

Erstellung von Sicherheits- und Zuverlässigkeitsnachweisen

Berufsbild des Zuverlässigkeitsingenieurs (ZI)VDI-Richtlinie VDI 4002, Blatt 1 (i)


Aufgaben des Zuverlässigkeitsingenieurs tragen im Projektablauf wesentlich bei zur

Reduzierung von Garantie- und Gewährleistungskosten

Verringerung von Ausfallraten

Reduzierung bzw. Steuerung der Lebensdauerkosten

Verbesserung der Auslegung von Produkten

Verkürzung von Testdauern

schnellen Identifikation von Trends und Problemschwerpunkten

faktenbasiert nachvollziehbaren Geschäftsentscheidungen

Ermittlung von Lieferantenqualifikationen und Änderungen von Auslegung bzw.

von Prozessen

Prozessverbesserungen und Optimierung von Instandhaltungsplanungen

Reduktion von Instandhaltungskosten

zielorientierten Anfrage- und Vertragsgestaltung als Vertrauen bildende,

Verständnis verbessernde und Konflikte verhindernde Hilfsmittel

Berufsbild des Zuverlässigkeitsingenieurs (ZI)VDI-Richtlinie VDI 4002, Blatt 1 (ii)


Vom ZI zu begleitende Phasen eines Projektlebenszyklus:

Planungs- und Konzeptphase:

Bsp.: Festlegung von Zuverlässigkeitsanforderungen (z.B. MTBF, σ) im Lastenheft

Detailentwicklung:

Bsp.: qualitative und quantitative Zuverlässigkeitsanalyse zur Auffindung von Fehlern (z.B.

FMEA, FTA); Planung von Prüfungen; Erarbeitung von Instandhaltungskonzepten

Fertigung:

Bsp.: Optimierung der Fertigungsabläufe, um fehlerarme Produktion zu gewährleisten

Betrieb:

Bsp.: Lokalisierung und Beseitigung von Schwachstellen zu Beginn der Betriebsphase; Soll-

Ist-Vergleich zwischen Analysen, Berechnungen und Erprobungen während der Entwicklung

und des Kundenbetriebs

Entsorgung:

Bsp.: Nachweis über sachgerechte Entsorgung; Gefährdungsanalyse für Entsorgungsprozess

Berufsbild des Zuverlässigkeitsingenieurs (ZI)VDI-Richtlinie VDI 4002, Blatt 1 (iii)


Anforderungen an Zuverlässigkeitsingenieur:

ausgeprägtes analytisches Denkvermögen

Fähigkeit, Kausalketten zu identifizieren und zu modellieren

Fähigkeit, funktionale Zusammenhänge zu erkennen

systematische Arbeitsweise

gute Kenntnisse in Mathematik, insbesondere Statistik und Stochastik

gute Kenntnisse in angrenzenden Disziplinen, z.B. Entwicklungsmethodik und

Werkstofftechnik

gute Kenntnisse der Zuverlässigkeitsmethoden und kritische Beurteilung ihrer Stärken

und Schwächen

gute Kenntnisse der einschlägigen Normen, Vorschriften und Regelwerke;

Bereitschaft zur Mitarbeit in Fachgremien

gute Kommunikations- und Teamfähigkeit

Berufsbild des Zuverlässigkeitsingenieurs (ZI)VDI-Richtlinie VDI 4002, Blatt 1 (iv)


Eingliederung der Lehrinhalte in VDI 4002VDI-Richtlinie VDI 4002, Blatt 2

VL TZ

VL PN

VL TS

Prof.

Horst

Psychologie


Terminologie

-

Rückblick

RückblickTerminologie


RAMSS

Reliability,

Availability,

Maintainability,

Safety, Security

Zuverlässigkeit

Zusammenfassender Ausdruck zur Beschreibung

der Verfügbarkeit und ihrer Einflussfaktoren

Überlebensfähigkeit,

Instandhaltbarkeit und

Instandhaltungsbereitschaft

RückblickTerminologie


RückblickTerminologie: Übersicht und Zusammenhänge

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