Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit technischer Systeme: Eine Einführung in die Praxis
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Wiesbaden
Springer Vieweg
2014
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 ZIEL UND ZIELGRUPPE 2
1.2 KOSTEN ALS MOTIVATION 3
1.3 INHALTSUEBERSICHT 5
2 FEHLER UND FEHLERRATEN 9
2.1 DEFINITION EINES FEHLERS 9
2.2 FEHLERTYPEN UND FEHLERRATEN 10
2.2.1 DEFINITION UND EINHEIT DER FEHLERRATE 13
2.2.2 FEHLERRATE, ZUVERLAESSIGKEIT UND VERFUEGBARKEIT VON SYSTEMEN . . 13
2.3 MESSEN VON FEHLERRATEN 14
2.4 ABHAENGIGKEIT DER FEHLERRATE VON BETRIEBSBEDINGUNGEN 20
2.5 INTERNATIONALE STANDARDS FUER FEHLERRATEN 21
2.5.1 QUELLEN FUER STANDARDS 22
2.5.2 LEISTUNG DER STANDARDS 23
3 ZUVERLAESSIGKEIT 27
3.1 BERECHNUNG VON ZUVERLAESSIGKEIT UND MTBF 28
3.2 FEHLERRATE UND MTBF FUER SYSTEME AUS MEHREREN KOMPONENTEN . 32
3.3 FEHLERRATE UND MTBF VON STANDARD-KONFIGURATIONEN 36
3.3.1 SERIELLE KONFIGURATION 36
3.3.2 PARALLELE KONFIGURATION 37
3.3.3 K-AUS-N MAJORITAETSREDUNDANZ 40
4 ERWARTUNGSWERTE FUER DAS AUFTRETEN VON FEHLERN 45
4.1 STATISTISCHE GRUNDLAGEN 45
4.1.1 ZUVERLAESSIGKEITSFUNKTION UND WAHRSCHEINLICHKEIT 45
4.1.2 WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTE UND WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNG . 48
4.1.3 MTBF UND MITTLERE LEBENSDAUER 52
VII
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VIII
INHALTSVERZEICHNIS
4.2 VERTEILUNGSFUNKTION UND AUSFALLSICHERHEIT 56
4.3 SCHRANKEN FUER DIE AUSFALLSICHERHEIT 61
5 VERFUEGBARKEIT UND REPARATUR 65
5.1 BERECHNUNG VON VERFUEGBARKEIT UND NICHT-VERFUEGBARKEIT 68
5.2 VERFUEGBARKEIT UND NICHT-VERFUEGBARKEIT IN ABHAENGIGKEIT VON
FEHLERRATEN 70
5.3 VERFUEGBARKEIT UND NICHT-VERFUEGBARKEIT SERIELLER UND PARALLELER
SYSTEME 72
5.4 VERFUEGBARKEIT KOMPLEXER STRUKTUREN 75
6
VERFAHREN NACH MARKOV
77
6.1 PRINZIP 77
6.2 SYSTEME MIT UND OHNE REPARATUR 80
6.3 SYSTEME AUS MEHREREN KOMPONENTEN 82
6.4 ERWEITERTE ANWENDUNGEN 87
7 VERFUEGBARKEIT VON NETZWERKEN UND MEHRKOMPONENTENSYSTEMEN . 93
7.1 ELEMENTARE NETZWERKE 96
7.1.1 TYPISCHE BEISPIEL-NETZE 97
7.1.2 WEGE ALS SERIELLE SCHALTUNG 101
7.1.3 AUFBAU KOMPLEXER NETZWERKE AUS ELEMENTAREN NETZEN 101
7.1.4 KOMPONENTEN AN NETZWERK-VERZWEIGUNGEN 102
7.2 VERBINDUNGEN, KABEL UND KABELSTRECKEN 103
7.3 BEISPIELRECHNUNG: NICHT-VERFUEGBARKEIT EINES MASCHEN-NETZWERK . 109
7.3.1 ANWENDUNG DES ADDITIONSSATZES 111
7.3.2 FOLGERUNGEN FUER DIE ANWENDUNG DES ADDITIONS-SATZES 114
7.4 BERECHNUNGS-VERFAHREN 114
7.4.1 ENTSCHEIDUNGSBAUM 115
7.4.2 BINAERER ENTSCHEIDUNGSBAUM 121
7.5 GENAUIGKEIT DER BERECHNUNG 127
7.6 KNOTEN UND KANTEN AN VERZWEIGUNGEN 128
7.7 VARIATION DER PARAMETER 130
7.8 OPTIMIERUNG DER VERFUEGBARKEIT 134
8
ERSATZTEILE
137
8.1 KOMPONENTEN-TAUSCH UND UMLAUFZEIT 138
8.2 UMFANG VON ERSATZTEIL-VORRAETEN 139
8.2.1 MATERIALLISTE 140
8.2.2 BERECHNUNG DER ERSATZTEIL-VORRAETE 140
8.2.3 OPTIMIERUNG DER LAGERHALTUNG 143
9 VERTRAUENSBEREICH FUER FEHLERRATEN 145
9.1 BERECHNUNG DES VERTRAUENSBEREICHS 146
9.2 INTERPRETATION UND ANWENDUNG 157
INHALTSVERZEICHNIS
IX
9.2.1 EINFLUSS STATISTISCHER SCHWANKUNGEN DER STICHPROBE 157
9.2.2 KLEINE STICHPROBEN UND NULL FEHLER 161
9.2.3 ANPASSUNG UNTERSCHIEDLICHER VERTRAUENSWAHRSCHEINLICHKEITEN . 162
9.2.4 ERMITTLUNG DER STICHPROBENGROESSE FUER GEGEBENE FEHLERRATEN UND
VERTRAUENSGRENZEN 167
10 ANHANG 169
10.1 FEHLERFORTPFLANZUNG IN FEHLERRATEN 169
10.2 ANWENDUNGSBEISPIELE UND INTERPRETATION 172
10.2.1 FEHLERRATE EINES DIODEN-LASERS IN ABHAENGIGKEIT VON
DER OPTISCHEN LEISTUNG 173
10.2.2 GEWAEHRLEISTUNG VON MASSENPRODUKTEN 180
10.3 ERGEBNISHERLEITUNG DER SUMMENFORMEL 182
10.4 LOESUNG DER MARKOV-DIFFERENTIALGLEICHUNGEN 183
10.5 WEIBULL-VERTEILUNG FUER FRUEHE FEHLER UND VERSCHLEISSFEHLER 187
SACHVERZEICHNIS 191 |
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