Ausfallrate

Fehlerquote

Bei der Ausfallrate handelt es sich um ein Qualitätskriterium oder eine Kennzahl eines technischen Systems. Um die Kennzahl "technische Ausfallquote" ohne unnötigen Zeitverlust zu berechnen, finden Sie hier einen kostenlosen Rechner in Excel. So prognostizieren Sie einen langfristigen, fehlerfreien Betrieb: Ausfallquote und Lebenszeit - Zwei, die zusammen gehören!

Der Begriff Ausfallrate und Lebenszeit wird oft als synonymer Begriff im alltäglichen Sprachgebrauch benutzt, obwohl er in seiner Aussage so verschieden ist. Der Begriff Ausfallrate und Lebenszeit wird oft als synonymer Begriff im alltäglichen Sprachgebrauch benutzt, obwohl er in seiner Aussage so verschieden ist. Der Ausfallrate wird entweder als Mean Time Between Failure auf Stundenbasis (MTBF) oder Mean Time to Failure auf Stundenbasis (MTTF) oder als reziproke Zahl, der Versagenszeit (FIT) innerhalb eines Zeitrahmens von 109 Std. angezeigt.

Nach dem Beispiel einer Halogenglühlampe mit einer Ausfallrate von 2000 h heißt dieser Zahl, dass sie bei ständigem Dauerbetrieb nach 2000 h ausscheidet. Aber es ist auch möglich, dass diese Spezialglühlampe in der ersten vollen Betriebsstunde versagt, aber weitere 4000 h Verbrennungen oder 1999er Glühlampen geben 2001 h zu.

Diese Größe hat aber auch zur Folge, dass bei gleichzeitigem Betrieb von 2000 Glühbirnen im Durchschnitt jede volle Stundenlupe eine Glühbirne ausgetauscht werden muss. Die Ausfallrate einer herkömmlichen Lampe könnte zwar darauf hindeuten, dass dies auch die Nutzungsdauer ist, aber dies ist nicht der fall. Beispielsweise kann ein Netzgerät eine Ausfallrate von 200.000 Stunden haben, während seine Nutzungsdauer von zehn Jahren - weniger als 100.000 Stunden - wesentlich geringer sein kann.

Der Ausfallrate entspricht daher nur die durchschnittliche Ausfallswahrscheinlichkeit einer Vorrichtung während ihrer Betriebsdauer. Der Nutzungszeitraum wird zu Beginn durch den Zeitraum, in dem es zu Frühausfällen kommt, und am Ende durch die Dauer der Nutzung beschränkt. Die Abbildung verdeutlicht den Zusammenhangs zwischen Ausfallrate, Frühversagen und Standzeit. Dagegen wird die Gebrauchsdauer durch die Strombelastung im laufenden Prozess, die Wahl der Komponenten und die Konstruktion selbst bestimmt - d.h. sie ist sowohl vom Benutzer als auch vom Fabrikanten abhängig. In diesem Fall wird die Gebrauchsdauer durch die Strombelastung im laufenden Prozess bestimmt.

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Ausfallrate zu bestimmen. Einerseits durch statistische Fehlerquoten, z.B. nach dem Norm MIL-HDBK-217[1]. Bei einigen Komponenten bei 50 C Umgebungstemperatur und unterschiedlichen Spannungslasten ist in der folgenden Übersicht die Anzahl der Fehler pro 109 h (FIT) angegeben. Elektorkondensatoren und Leistungshalbleiter beherrschen daher die Ausfallrate eines Fluids. Prinzipiell lässt sich sagen, dass einfache Schaltungskonzepte mit wenigen Komponenten für die Ausfallrate vorteilhafter sind als komplexere Schaltkreise.

Parallele Schaltungen, z.B. für die Ein- und Ausgabekondensatoren oder die Leistungshalbleiter, wirken sich nachteilig auf die Fehlerquote aus, auch wenn diese zu einer wesentlich längeren Nutzungsdauer mitführen. Für die Ermittlung der Ausfallrate ist die Raumtemperatur von Bedeutung, da sich die Ausfallrate pro 10 C° Temperaturanstieg vervielfacht. Daher ist es besonders bedeutsam, dass die Fehlerraten unterschiedlicher Bauelemente bei derselben Referenztemperatur miteinander vergleichbar sind.

Dabei werden die realen Bauteilbelastungen wie z. B. Temperatur, Spannung und Strombelastbarkeit der Bauteile nur annähernd oder gar nicht in die Bewertung einbezogen, so dass Komponentenreserven, die zu einer Steigerung oder Verbesserung der Fehlerquote beitragen, oft nicht ausreichend miteinbezogen werden.

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