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2014 | Buch

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Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit technischer Systeme

Eine Einführung in die Praxis

verfasst von: Stefan Eberlin, Barbara Hock

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Diese Einführung in die Praxis für die Berechnung von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von technischen Systemen legt besonderen Wert auf den technischen und wirtschaftlichen Nutzen der Ergebnisse. Ein Gerät oder System ist dann zuverlässig, wenn es über einen bestimmten Zeitraum seine definierte Funktion erbringt. Verfügbarkeit ist definiert als die Wahrscheinlichkeit, dass ein System zu einem beliebigen Zeitpunkt funktionsfähig ist bzw. - in anderer Sichtweise - zu z.B. 99,999 % zur Verfügung steht. Beide Größen werden mit Hilfe von statistischen Verfahren ermittelt. Die Verfahren werden ausführlich und, soweit sinnvoll und erforderlich, mit der zugehörigen Mathematik und mit Beispielen nachvollziehbar dargestellt. Die dafür notwendigen Daten werden definiert und die erhaltenen Ergebnisse interpretiert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit technischer Geräte und Anlagen spielt im Leben eines modernen Menschen eine immer mehr zunehmende Rolle. Was wir im alltäglichen privaten und beruflichen Leben zu spüren bekommen ist, dass Geräte und Anlagen, deren Funktionsfähigkeit wir brauchen oder wünschen, eben nicht immer zuverlässig und verfügbar sind. Was für den Einzelnen häufig eher ein Ärgernis ist, ist in einem Umfeld, in dem genau diese Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit für einen Betrieb oder ein Geschäft entscheidend sein können, ein Problem mit großer Tragweite. Daher ist es ein wichtiges Anliegen, dieses Problem auf nachvollziehbare Weise zu verstehen, zu analysieren und letztlich in den Griff zu bekommen.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
2. Fehler und Fehlerraten
Zusammenfassung
Die exakte Definition des Begriffs „Fehler“ und die möglichst genaue Bestimmung der Fehlerraten sind die Basis für alle weiteren Berechnungen von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Auch wenn die Bestimmung von Fehlerraten zunächst trivial erscheinen mag, so können die Folgen von (auch organisatorisch bedingten) Ungenauigkeiten wirtschaftlich sehr nachteilig sein. Wirtschaftliche und organisatorische Vorteile können sich im Gegenzug aus der Kenntnis und der geeigneten Verwendung einschlägiger Standards, die in der Industrie häufig gefordert werden und/oder zumindest allgemein anerkannt sind, ergeben.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
3. Zuverlässigkeit
Zusammenfassung
Wir werden hier berechnen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Objekt nach einer bestimmten Betriebszeit noch im geforderten Umfang funktionsfahig ist. Diese Aussage ist gleichbedeutend damit, welcher Anteil einer grosen Zahl gleichartiger Objekte nach einer bestimmten Betriebszeit noch als funktionsfahig zu erwarten ist. Beides ist ausschlieslich von der Fehlerrate λ abhangig.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
4. Erwartungswerte für das Auftreten von Fehlern
Zusammenfassung
In diesem Abschnitt wollen wir zunächst die wesentlichen statistischen Grundlagen zusammenstellen, die bei unseren Betrachtungen eine Rolle spielen. Einige davon haben wir bereits den vorangegangenen Kapiteln angewendet. Wir bieten hier keine Einführung in statistische Berechnungen, sondern wollen nur die Details des Bekannten wieder ins Gedächtnis rufen.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
5. Verfügbarkeit und Reparatur
Zusammenfassung
Bisher haben wir uns im Wesentlichen darauf beschränkt, Objekte und Systeme zu beobachten. Aus diesen Beobachtungen können wir herleiten, in welchem Umfang wir mit Fehlern und Ausfällen zu rechnen haben. Derartige Informationen sind sehr wertvoll, um zum Beispiel Kosten für Aufwand und den Ersatz von fehlerhaften Objekten zu ermitteln.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
6. Verfahren nach Markov
Zusammenfassung
Das Verfahren nach Markov ermöglicht die exakte Berechnung von Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Systemen aus beliebigen Komponenten mit Hilfe eines mathematisch-theoretischen Ansatzes. Die Ergebnisse stimmen mit unseren bisherigen Betrachtungen überein; zusätzlich wird der im einfachen Ansatz vernachlässigte zeitabhängige Anteil der Verfügbarkeit exakt mit berechnet.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
7. Verfügbarkeit von Netzwerken und Mehrkomponentensystemen
Zusammenfassung
Bisher haben wir die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit sowohl von einzelnen Komponenten betrachtet als auch von übergeordneten Systemen, die aus solchen Komponenten aufgebaut sind. Bei der Verfügbarkeit von Systemen war in der Regel eine Abhängigkeit von der Verfügbarkeit der einzelnen Komponenten in der Art gegeben, dass sie sich auf parallele oder serielle Schaltungen zurückführen ließ, oder auf eine Kombination von beidem. Mit Hilfe dieser Betrachtungsweise können wir bereits Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit sehr großer und komplexer Systeme berechnen.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
8. Ersatzteile
Zusammenfassung
In den vorangegangen Kapiteln haben wir uns mit den Eigenschaften von Komponenten und Systemen beschäftigt. Wir können jetzt berechnen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein System zu einem beliebigen Zeitpunkt funktionsfähig ist und mit wie vielen Fehlern in einzelnen Teilen wir in einem Zeitraum rechnen müssen. Um diese Fehler zu korrigieren, benötigen wir eine ausreichende Anzahl von Ersatzteilen, die mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit vorrätig sein sollen.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
9. Vertrauensbereich für Fehlerraten
Zusammenfassung
In Kap. 2 haben wir Fehlerraten im Rahmen von Stichproben bestimmt, die jedoch nur eine Näherung für die tatsächlichen Fehlerraten darstellen. Jetzt stellen wir ein Verfahren vor, mit dessen Hilfe die „Qualität“ dieser Stichprobenergebnisse bestimmt werden kann. Wir können damit eine Aussage machen, im welchem Bereich (dem Vertrauensbereich) die tatsächliche Fehlerrate mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit liegen wird.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
10. Anhang
Zusammenfassung
In diesem Anhang sind einige zusätzliche Berechnungen und Beispiele zusammengestellt, die zum grundlegenden Verständnis des Themas zwar nicht unbedingt erforderlich sind, jedoch einige Sichtweisen weiter erklären, vertiefen und ergänzen.
Stefan Eberlin, Barbara Hock
Backmatter
Metadaten
Titel
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit technischer Systeme
verfasst von
Stefan Eberlin
Barbara Hock
Copyright-Jahr
2014
Electronic ISBN
978-3-658-03573-0
Print ISBN
978-3-658-03572-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-03573-0

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