Im Zuge der intelligenten Fertigung und der Lean-Transformation ist die „Zuverlässigkeit“ von Produkten und Systemen kein traditioneller Indikator für die Qualitätskontrolle mehr, sondern eine zentrale Wettbewerbsfähigkeit, die sich auf die Kundenzufriedenheit, das Markenvertrauen und die Betriebseffizienz auswirkt. Von Unterhaltungselektronik und Autoteilen bis hin zu Industrieanlagen und Halbleiterprodukten entwickelt sich die Zuverlässigkeitsanalyse für Ingenieurteams schnell zu einer unverzichtbaren und entscheidenden Fähigkeit.
Zuverlässigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Produkts, unter festgelegten Zeit- und Nutzungsbedingungen fehlerfrei zu funktionieren. Aus Sicht der Datenanalyse verwenden wir normalerweise das „Lebensdauerverteilungsmodell“, um die Ausfallzeitverteilung von Produkten zu beschreiben. Die gebräuchlichste ist die Weibull -Verteilung, mit der sich die Ausfallrate und die Risikofunktion zu verschiedenen Zeitpunkten genau beschreiben lassen.
In der Praxis werden Zuverlässigkeitsingenieure häufig mit den folgenden drei Datentypen konfrontiert:
- Vollständige Beobachtungsdaten : zeichnet die Fehlerereignisse des Produkts zu einem bestimmten Zeitpunkt auf;
- Rechtszensierte Daten : Das Produkt ist am Ende des Beobachtungszeitraums noch nicht abgelaufen.
- Daten aus beschleunigten Lebensdauertests : Simulieren Sie den Produktausfallprozess unter strengeren Bedingungen.
Diese Daten können nicht nur zur Vorhersage der Produktlebensdauer verwendet werden, sondern unterstützen auch Anwendungen wie Ersatzteilreserven und Wartungszyklusplanung, wodurch Risiken reduziert und die Betriebseffizienz verbessert werden.
Warum müssen wir eine Lebensdaueranalyse durchführen? Schauen wir uns eine Fallstudie an
Nehmen wir Lüfterprodukte als Beispiel und nehmen wir an, wir hätten die Lebensdauerdaten von 70 Lüftern erfasst, darunter einige Totalausfälle und einige rechtszensierte Daten. Wir können diese Daten verwenden, um ein Lebensdauerverteilungsmodell zu erstellen und so Fragen abzuschätzen wie: „Wie viele Lüfter werden vor Ablauf der 6.000 Stunden ausfallen?“
Ein gängiger Indikator in der Fertigungsindustrie ist die B10- Lebensdauer , also die Produktlebensdauer, die einer Ausfallwahrscheinlichkeit von 10 % entspricht. Wenn der B10- Wert eines Produkts die Kundenanforderungen erfüllen oder übertreffen kann, bedeutet dies, dass seine Zuverlässigkeit dem Standard entspricht. Andernfalls sind weitere Verbesserungen des Produktdesigns oder -prozesses erforderlich.
Sie können es nicht erwarten, bis das Produkt „abgenutzt“ ist? Beschleunigte Lebensdauerexperimente helfen
Bei manchen Produkten kann es unter normalen Einsatzbedingungen Monate oder sogar Jahre dauern, bis sie versagen, sodass es schwierig ist, ihre Lebensdauer auf natürliche Weise zu beobachten. Zu diesem Zeitpunkt sind beschleunigte Lebensdauertests erforderlich.
Beispielsweise möchten wir die Zeit ermitteln, die erforderlich ist, damit 10 % der Produkte bei einem normalen Nutzungsdrehmoment von 35 Nm versagen. Unter realen Bedingungen kann das Erreichen dieses Verhältnisses jedoch Zehntausende von Zyklen erfordern, was sehr zeitaufwändig ist. Daher können wir strengere Tests bei höheren Drehmomenten (z. B. 50 oder 100 Nm ) durchführen und das Weibull- Modell verwenden, um die Zuverlässigkeitsindikatoren unter normalen Bedingungen abzuleiten.
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