Forschungsbereich Zuverlässigkeitstechnik
Der Fachbereich Zuverlässigkeitstechnik am Institut für Maschinenelemente ist mit ca. 20 akademischen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern vertreten.
Der Forschungsbereich beschäftigt sich ganzheitlich mit der Zuverlässigkeit von Bauteilen und Systemen, sowie mit Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse und -absicherung. In diesem Zusammenhang steht auch der Aufbau einer Zuverlässigkeitsdatenbank. Untersucht werden Methoden zur Versuchsplanung und die statistische Auswertung von Ausfalldaten und Lebensdauerversuchen. Weitere Themen sind die realitätsnahe Modellierung von komplexen technischen Systemen und die Simulation der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit in frühen Entwicklungsphasen. Durchgeführt werden Berechnungen der Systemlebensdauer sowie die Ermittlung von Lastkollektiven. Ein Arbeitsgebiet ist die Durchführung von FMEAs und die Erstellung entwicklungsbegleitender Dokumentation.
Schwerpunkte des Forschungsbereichs Zuverlässigkeitstechnik sind:
- Zuverlässigkeit von Bauteilen und Systemen
- Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse und -absicherung
- Zuverlässigkeitstestplanung und Erprobungssystematik
- Statistische Auswertung von Ausfalldaten und Lebensdauerversuchen
- Simulation von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit
- Berechnung der Systemlebensdauer
- Funktionale Sicherheit
- FMEA
- PHM
Prognostics and Health Management (PHM)
Bewertung und Regelung der nutzbaren Restlebensdauer von Systemen (im Betrieb).
Projektschwerpunkte:
- Funktionsbasierte prädiktive Diagnose von Batterien für autonome Fahrzeuge
- Entwicklung virtueller Sensoren
- Kosten-Nutzen-Analyse und Konzeptentwicklung von PHM-Systemen
- Analyse und Entwicklung von smarten Instandhaltungskonzepten
Funktionale Sicherheit
Methoden und Analysen zur Entwicklung und Sicherstellung von sicheren Systemen(zuständen)
Projektschwerpunkte:
- Risikobewertung sicherheitskritischer Systeme
- Methoden und Technologien für ausfallsichere Elemente und Strukturen adaptiver Tragwerke
- Nachweis der Betriebsbewährtheit für Maschinensteuerungen bei Werkzeugmaschinen
Erprobung und Zuverlässigkeitsabsicherung
Statistische Testplanung zur Modellierung der Zuverlässigkeit auf Komponenten-und Systemebene unter Berücksichtigung von Testaufwand und Vertrauensintervall.
Projektschwerpunkte:
- Effiziente Lebensdauertestplanung
- Statistische Versuchsplanung (DoE)
- Statistische Versuchsplanung für Lebensdauerdaten (Lebensdauer-DoE)
- Berücksichtigung von Vorwissen in der Testplanung
- Zuverlässigkeitsprognosen auf Basis von Felddaten
- Zuverlässigkeitsprognose auf Basis von Erkenntnissen aus tauschaufbereiteten PKW
- Optimierte beschleunigte Testplanung
- Entwicklung von Degradationsmodellen am Beispiel von Zahnradgrübchen
- Ermittlung kundenrelevanter Lastkollektive
- Versuchsplanung und Zuverlässigkeitsanalysen elektronischer Komponenten und Systeme
Simulation reparierbarer Systeme
Realitätsnahe Analyse von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zur Optimierung der Instandhaltungsplanung unter Berücksichtigung von Komponenten, Kosten und Vertrauensbereichen.
Projektschwerpunkte:
- Modellierung und Analyse der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit mit Vertrauensbereich
- Untersuchung der Eigenschaften von Produktionssystemen in Industrie 4.0
- Prognose der Verfügbarkeit unter Berücksichtigung von zufälligen Maschinenausfällen und stochastischen Prozessen
Zuverlässigkeitsfachbuch in 4. Auflage erschienen
Zuverlässigkeit im Fahrzeug- und Maschinenbau
Nach fast 20 Jahren seit dem Erscheinen der 3. Auflage (2004) ist das neue Grundlagenbuch – Zuverlässigkeitstechnik erschienen. Die grundlegenden qualitativen und quantitativen Zuverlässigkeitsmethoden wurden dem aktuellen Stand der Technik angepasst. Der Fokus der Überarbeitung lag auf der Lebensdauerdatenanalyse und der Zuverlässigkeitstestplanung, die für die industrielle Anwendung von essentieller Bedeutung sind. Für Zuverlässigkeitseinsteiger und Experten sind nun State-of-the-Art Schätzverfahren zur Bestimmung der Produkt-Ausfallverteilung und des Vertrauensbereichs verfügbar. Außerdem finden sich Leitlinien für die praktisch orientierte Planung von ausfallfreien und ausfallbasierten Testverfahren sowie von beschleunigten und Degradationsversuchen.
Autoren: Bertsche, Bernd und Dazer, Martin
Kontakt Bereichsleitung Zuverlässigkeitstechnik
Martin Dazer
Dr.-Ing.Bereichsleitung Zuverlässigkeits- und Antriebstechnik
Kommissarische Bereichsleitung Schienenfahrzeugtechnik