Ausfallrate

Ausfallrate / Failure Rate => Die Ausfallrate λ ist ein Maß für das Ausfallverhalten von Betrachtungsobjekten [Bauelemente, Komponenten, Funktionseinheiten]. Sie interessiert im Zusammenhang mit Zuverlässigkeits- und Sicherheitsbetrachtungen. Wertmäßig wird sie aus der Beobachtung des Ausfallverhaltens einer größeren Population von gleichartigen Objekten geschätzt. Sie gibt an, wie groß die relative Anzahl von Ausfällen während einer bestimmten Beobachtungszeit Lt ist, und zwar gilt Ä(t) = [n(t) - n(t + At)] / n(t) At, wobei n (t) und n(t + At) die Anzahl der intakten Komponenten jeweils zu den Zeitpunkten t bzw. t + At bedeuten. In Abhängigkeit von der Zeit folgt X(t) der sogenannten „Badewannenkurve". Das heißt, bei Einsatzbeginn eines Bauelements ist sie unter dem Einfluss der sogenannten Frühausfälle hoch, dann bleibt sie während einer bestimmten Zeitspanne in etwa gleich, hier treten die sogenannten Zufallsausfälle in Erscheinung, und gegen Ende der Lebensdauer steigt sie unter dem Einfluss der Verschleißausfälle wieder an. Praktischen Berechnungen wird in der Regel die konstante Ausfallrate der Zufallsausfälle zugrunde gelegt. Dabei wird stillschweigend unterstellt, dass entweder keine Frühausfälle auftreten oder diese bereits beim Hersteller ausgemerzt wurden und auch Verschleißausfälle noch keinen Einfluss haben. Diese Annahmen gelten für elektronische Bauelemente etwa für eine Zeitdauer von 10 Jahren.

Eine so gefundene Ausfallrate lässt sich, wie folgt interpretieren: Wird beispielsweise für einen integrierter Schaltkreistyp eine Ausfallrate von iO pro Stunde angegeben, so bedeutet dies, der Schaltkreis fällt in einer Stunde Betriebszeit mit einer Wahrscheinlichkeit von 10-9 aus, oder anders betrachtet: wären in einer Funktionseinheit 109 Schaltkreise beteiligt, wäre im Mittel jede Stunde mit einem Ausfall zu rechnen. In Verbindung mit quantitativen Analysen der Sicherheit sicherheitstechnischer Systeme [SIS] macht es Sinn, die folgenden beiden Ausfallraten zu unterscheiden, und zwar die Ausfallrate von Komponenten, deren Ausfall zu einem ungefährlichen Systemzustand führt [ungefährlicher oder sicherer Ausfall] und die Ausfallrate 21D von Komponenten, deren Ausfall einen gefährlichen Systemzustand hervorruft [gefährlicher Ausfall]. Darüber hinaus ist in beide Fällen eine weitere Aufsplittung sinnvoll, da die Ausfälle mittels Überwachungsmaßnahmen erkennbar oder nicht erkennbar sein können. Damit ergeben sich insgesamt die folgenden Ausfallraten.