Kosten-Aspekte der Zuverlässigkeits-Technik: (eine Einführung unter Verwendung von Petri-Netzen)
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Hagen
LiLoLe-Verl.
2004
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adam_text | Titel: Kosten-Aspekte der Zuverlässigkeits-Technik
Autor: Schneeweiss, Winfrid G.
Jahr: 2004
Inhalts -Verzeichnis
Vorwort..............................................................9
1 Allgemeine Einführung ...........................................14
1.1 Hauptziele der Zuverlässigkeits-Technik ......................14
1.2 Typische Fragestellungen bei ZuverlässigkeitS /Sicherheits-
Kosten-Analysen ............................................16
1.3 Spezielle Zuverlässigkeits-Kostentypen .......................18
1.4 Heikle Themen bei Zuverlässigkeits-Kosten ..................21
2 Einführung ins Quantitative von Zuverlässigkeits-ZSicherheits-
Kosten-Analysen ................................................24
2.1 Begriffe und Bezeichnungen .................................24
2.2 Die wichtigsten Graphen der Zuverlässigkeits-Technik........27
2.3 Petri-Netze bei Zuverlässigkeits-Kosten-Analysen ............30
2.3.1 Beispiel: Reparierbares 2-von-3-System mit unabhängigen
Reparaturen und sich selbst meldenden Fehlern ........31
2.3.2 Beispiel: Eine reparierbare Einheit und ihre Kosten .... 32
2.3.3 Beispiel: Reparierbare Einheit mit Fehlern, die erst
bei (periodischer) Wartung erkannt werden ............33
2.3.4 Beispiel: Beschränkte Ersatzteil-Lagerung vor Ort ... 34
2.4 Petri-Netze und Monte Carlo-Simulation ....................35
2.4.1 Beispiel: Die PN-Modellierung von
mittleren Zeitdauern ...................................35
2.4.2 Beispiel: Die PN-Modellierung von
Verteilungs-Funktionen von Zeitdauern ................36
3 Die verschiedenen Zuverlässigkeits-Kostenarten ...................38
3.1 Anschaifungs-Kosten ........................................39
3.1.1 Planungskosten/Konstruktions-Kosten .................39
3.1.2 Herstellungs-Kosten....................................40
3.1.3 Transportkosten .......................................41
3.1.4 Installations-Kosten....................................41
3.2 Betriebskosten ..............................................42
3.2.1 Energiekosten ..........................................42
3.2.2 Rohstoffkosten .........................................43
3.2.3 Wartungskosten .......................................43
3.2.4 Ausfallkosten ..........................................44
3.2.5 Umweltbelastung ......................................45
3.3 Abnutzungskosten ...........................................45
3.4 Entsorgungskosten ..........................................46
4 Kosten-Strukturen bei verschiedenen Betriebsarten ...............47
4.1 Kosten einer Mission ........................................47
4.2 Kosten bei Dauerbetrieb ....................................48
4.3 Kosten bei Folgen von Missionen ............................50
4.4 Kostenfragen bei grossen Verbunden .........................51
5 Problem-Lösungen bei einer einzigen Kostenart ...................52
5.1 Herstellungs- bzw. Anschaffungs-Kosten .....................52
5.1.1 Anschaffungskosten für 1-von-n-Systeme mit
möglichst langer Lebensdauer ..........................53
5.1.2 Beispiel zu Herstellungskosten: Verbindung zwischen 2
Knoten über einen Zwischenknoten ....................54
5.1.3 Beispiel zu Herstellungskosten: Missionserfolg bei
einfacher kalter Reserve ................................58
5.1.4 Beispiel zu Herstellungskosten: Ein 2-von-3-System
ohne Reparatur bei heisser bzw. kalter Reserve ........62
5.1.5 Beispiel zu Herstellungskosten: Optimale Verdoppelung
genau einer Komponente eines 3-von-3-Systems ........66
5.2 Ausfallkosten (mit Reparatur-Kosten) .......................72
5.2.1 Eine oft nützliche Formel für Ausfallkosten.............72
5.2.2 Beispiel: Ausfallkosten eines reparierbaren
2-von-3-Systems mit heisser Reserve ...................74
5.3 Wartungskosten (ohne Reparatur-Kosten) ...................76
5.3.1 Allgemeine Betrachtungen zu Wartungskosten..........77
5.3.2 Beispiel: Kosten bei gleichzeitiger vorbeugender
Erneuerung bzw. Prüfung beider Komponenten
eines l-von-2-Systems ..................................82
6
6 Problemlösungen bei zwei Kostenarten............................84
6.1 Herstellungs-Kosten und Missions-Kosten bzw. -Gewinn.....84
6.1.1 Beispiel: Geringe Qualität und geringer Preis versus
bessere Qualität und höherer Preis; ohne Reparatur___85
6.1.2 Beispiel: Kostenvergleich mit dem Fall kalter Reserve
bei einer Mission ohne Reparaturen ....................86
6.2 Herstellungskosten und Reparatur-Kosten ...................88
6.2.1 Ein allgemeiner Lösungsansatz .........................88
6.2.2 Höhere Qualität zur Senkung von Garantiekosten ......90
6.2.3 Beispiel: Herstellungs- und Reparatur-Kosten bei
Verdoppelung (1 von 2) bei heisser Reserve ............92
6.2.4 Beispiel: Anschaffungs- und Unterhaltungs-Kosten
bei Einbruchs-Sicherung mit diversitärer Redundanz ... 94
6.3 Ausfallkosten und Wartungskosten ...........................95
6.3.1 Ein allgemeiner Lösungsansatz .........................95
6.3.2 Beispiel: Eine Betrachtungseinheit mit 2 Arten
von Fehlern ............................................96
6.3.3 Beispiel: Optimale Prüfung eines Sicherheits-Systems .. 98
7 Vertiefte Ansätze zur Zuverlässigkeits-Kosten-Analyse ...........100
7.1 Vertiefungen zur Verdoppelung von Komponenten ..........100
7.1.1 Anschaffungskosten für eine möglichst lange Lebendauer
eines l-von-2-Systems mit kalter Reserve ..............101
7.1.2 Optimale Verdoppelung ausgewählter Komponenten
im Rahmen diversitärer Redundanz ...................105
7.1.3 Beispiel: Ein n-Komponenten-System mit 2
Verdoppelungen ......................................108
7.2 Vertiefungen zur Verdreifachung von Komponenten.........112
7.2.1 Herstellungskosten langlebiger l-von-3-Systeme .......113
7.2.2 Beschaffungskosten für das am Missionsende intakte
l-von-3-System mit kalter Reserve.....................116
7.2.3 Mittlere Ausfall-Häufigkeit und Beschaffungs-Kosten
eines reparierbaren 3-von-3-Systems bei Stationarität .119
7.3 Vertiefungen zum Themenkreis Wartungskosten ............120
7.3.1 Optimale Länge des Erneuerungs-Abstands ...........120
7.3.2 Zur Optimierung der Qualifikation von
Wartungspersonal ....................................122
7.3.3 Ökonomische Datensicherung gegen Verlust ...........123
7.3.4 Ein Beispiel für versetzte vorbeugende Erneuerungen
bzw. Prüfungen ......................................125
7.3.5 Kosten-Problematik von eventuell nicht gebrauchten
Ersatzteilen ..........................................127
7.3.6 Beispiel: Abnutzungskosten eines 2-von-3-Systems — 129
7.4 Zeitredundanz ..............................................133
8 Allgemeine Problembereiche für Zuverlässigkeits-
Kosten-Analysen ...............................................136
8.1 Bedenkliches Einsparen von Zuverlässigkeits-ZSicherheits-
Analysen ...................................................136
8.1.1 Das Übersehen von Abhängigkeiten zwischen
Komponenten-Ausfällen ..............................137
8.1.2 Beispiel: Ein Notstromsystem .........................140
8.2 Grundgedanken zur Kosten-Problematik von Software-
Zuverlässigkeit .............................................143
9 Anhänge ........................................................145
9.1 Anhang ZG: Zustandsgraph ................................145
9.2 Anhang FB: Fehlerbaum ...................................146
9.3 Anhang PN: Petri-Netz ....................................151
9.4 Anhang FF: Fundamentale Formeln und Regeln
(ausser denen für Fehlerbäume) ............................154
Literatur-Verzeichnis ..............................................160
Index .............................................................161
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