Ausfallverhalten – Statistik, Zuverlässigkeit und Ausfallwahrscheinlichkeit

Im Kap. 4 steht die mathematisch-statistische Beschreibung von Ausfällen infolge Ermüdung, Verschleiß und Korrosion im Vordergrund. Eingeführt werden statistische und wahrscheinlichkeitstheoretische Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie. Begriffe wie Dichtefunktion, Ausfall- und Überlebenswahrscheinlichkeit, Zuverlässigkeit und Ausfallrate werden mathematisch und grafisch in Bezug auf das Ausfallverhalten von Maschinenelementen vorgestellt. Besonders betrachtet werden für die Beschreibung die technisch interessante Gauß-, Exponential- und Weibullverteilung. Den Lesenden werden umfangreiche Werkzeuge zur Verfügung gestellt, mit denen statistisch verteilte Lebensdauerwerte ausgewertet und anwendungsspezifisch aufbereitet werden können. Das Ziel ist die Berechnung von Ausfallwahrscheinlichkeiten und Überlebenswahrscheinlichkeiten (Zuverlässigkeiten). Im Zentrum stehen die Nutzung des Taschenrechners bzw. PCs, die Anwendung von Wahrscheinlichkeitspapieren, aber auch die Verwendung von Regressionsanalysen. Die jeweilige Vorgehensweise wird Schritt für Schritt an Beispielen erläutert. Da in einem Unternehmen nicht immer das gesamte Produkt getestet werden kann, bzw. auch Komponenten anderer Lieferanten montiert werden müssen, werden in diesem Kapitel für die Betrachtung der Zuverlässigkeit technischer Systeme redundante und nichtredundante, aber auch pseudoredundante Systeme systematisiert, sowie wahrscheinlichkeitstheoretische Gesetze für die Berechnung von Zuverlässigkeiten ganzer Systeme angeboten. Gedanken zu Reihen-, Parallel- und Mischschaltungen runden die Ausführungen zum Grundwissen ab. Der Inhalt dieses Kapitels wird umfangreich in den Beispielen 4, 7, 9, 10, 12, 13 und 14 des Kap. 8 angewendet.