Minitab – Zuverlässigkeits- und Lebensdaueranalyse

Zuverlässigkeits- und Lebensdaueranalyse in Minitab

Testpläne

Die Zuverlässigkeits- und Lebensdaueranalyse in Minitab ermöglicht das Erstellen von Testplänen. Die Testpläne haben zwei grundlegende Funktionen:

  • das Bestimmen des Stichprobenumfangs und der erforderlichen Testzeit zum Schätzen von Modellparametern,
  • den Nachweis, dass die angegebenen Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllt werden.

Ein Testplan umfasst dabei die Anzahl der zu testenden Einheiten, eine Regel zum Beenden (z. B. die Zeitspanne, während der jede Einheit getestet werden muss, oder die Anzahl der Ausfälle, die auftreten müssen) sowie ein Erfolgskriterium, also die Anzahl der für das Bestehen des Tests zulässigen Ausfälle.

Minitab bietet drei verschiedene Arten von Testplänen:

  • Testpläne für Nachweise werden zur Bestimmung der Testzeit oder des Stichprobenumfangs zum Nachweisen von Zuverlässigkeitsanforderungen verwendet,
  • Testpläne für Schätzungen dagegen werden verwendet, um den erforderlichen Stichprobenumfang zum Schätzen von Zuverlässigkeitsparametern zu bestimmen,
  • Testpläne für beschleunigte Lebensdauer werden genutzt, um die Anzahl der Testeinheiten und die Möglichkeiten der Zuweisung dieser Einheiten zu Stressstufen für einen Test für beschleunigte Lebensdauer zu ermitteln.
Das Menü 'Testpläne' in Minitab
Das Menü "Testpläne" in Minitab
Tabellarisches Ergebnis für Testpläne in Minitab
Tabellarisches Ergebnis für Testpläne in Minitab

Beschleunigte Lebensdaueranalyse

Die beschleunigte Lebensdaueranalyse von Minitab wird genutzt, um durch eine Beschleunigung des Ausfallprozesses frühzeitig Informationen zu Produkten mit einer langen Lebensdauer zu erhalten. Hierzu werden die Bauteile extremen Stressstufen, wie etwa extremen Temperatur-, Spannungs- oder Druckbedingungen, ausgesetzt, um die Produktleistung zu modellieren. Die Ergebnisse werden im Anschluss zurück zu den normalen Nutzungsbedingungen extrapoliert. So lassen sich anhand der Informationen aus den Stresssituationen wahrscheinliche Ausfallzeitpunkte unter normalen Bedingungen prognostizieren.

Bei der beschleunigten Lebensdaueranalyse wird die Beziehung zwischen der Ausfallzeit und mindestens einer Beschleunigungsvariablen untersucht.

Das Menü 'Beschleunigte Lebensdauerprüfung' in Minitab
Das Menü "Beschleunigte Lebensdauerprüfung" in Minitab
Wahrscheinlichkeitsnetz der beschleunigten Lebensdauerprüfung in Minitab
Wahrscheinlichkeitsnetz der beschleunigten Lebensdauerprüfung in Minitab
Relationsdiagramm der beschleunigten Lebensdauerprüfung in Minitab
Relationsdiagramm der beschleunigten Lebensdauerprüfung in Minitab

Verteilungsanalysen

Um ein Verständnis der untersuchten Lebensdauermerkmale zu erlangen, lassen sich die Zuverlässigkeitsverteilungen analysieren. Dabei wird in rechtszensierte Verteilungsanalyse und beliebige Zensierung unterschieden.
Die rechtszensierte Verteilungsanalyse wird genutzt, um das Ausfallverhalten der Daten im Detail zu beurteilen, wenn diese rechtszensiert sind, also nicht alle Teile bis zum Abbruch des Versuchs ausgefallen sind. Die beliebige Zensierung wird genutzt, wenn die Daten links- oder intervallzensiert sind.

Mit der Verteilungsidentifikation können Anwender*innen aus elf parametrischen Zuverlässigkeitsverteilungen Wahrscheinlichkeitsnetze zeichnen, um zu ermitteln, welche Verteilung am besten an die Daten angepasst ist.
Die Verteilungsübersicht stellt mehrere Diagramme einer einzigen Grafik bereit, anhand derer die Verteilung von Ausfallzeitdaten beschrieben und bewertet werden.

Um Perzentile, Überlebenswahrscheinlichkeiten und kumulative Ausfallwahrscheinlichkeiten zu schätzen, kann die verteilungsgebundene oder die verteilungsfreie Analyse genutzt werden, je nachdem ob eine Verteilung an die Daten angepasst ist.
[Menü Verteilungsanalyse Rechtszensierung.png] [Verteilungsanalyse Rechtszensierung_Grafik 1.png] [Verteilungsanalyse Rechtszensierung_Grafik 2.png] [Verteilungsanalyse Rechtszensierung_tabellarisches Ergebnis.png]

Das Menü 'Verteilungsanalyse (Rechtszensierung)' in Minitab
Das Menü "Verteilungsanalyse (Rechtszensierung)" in Minitab
Verteilungsübersicht der rechszensierten Verteilungsanalyse in Minitab
Verteilungsübersicht der rechszensierten Verteilungsanalyse in Minitab
Wahrscheinlichkeitsnetz der rechszensierten Verteilungsanalyse in Minitab
Wahrscheinlichkeitsnetz der rechszensierten Verteilungsanalyse in Minitab
Tabellarisches Ergebnis der rechszensierten Verteilungsanalyse in Minitab
Tabellarisches Ergebnis der rechszensierten Verteilungsanalyse in Minitab

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