Ausfallverhalten verstehen – Zuverlässigkeit quantifizieren.
Die Weibull-Analyse ist eine quantitative Methode der Zuverlässigkeitstechnik. Sie dient dazu, das Ausfallverhalten technischer Produkte statistisch zu erfassen und mit Hilfe der sogenannten Weibull-Verteilung – benannt nach Ernst Hjalmar Waloddi Weibull – zu beschreiben.
Die Methode wird immer dann eingesetzt, wenn auf Basis realer Ausfalldaten ein mathematisches Modell abgeleitet werden soll, das anschließend für weiterführende Analysen oder Prognosen genutzt wird.
Grundlagen der Weibull-Verteilung
Die Weibull-Verteilung beschreibt das Ausfallgeschehen mit zwei Parametern:
- Lageparameter – gibt an, ab welchem Zeitpunkt Ausfälle zu erwarten sind
- Streuungsparameter (Formparameter) – beschreibt die Verteilung der Ausfälle über die Zeit
Gerade der Formparameter ist aus zuverlässigkeitstechnischer Sicht besonders interessant: Er ermöglicht die Einteilung der beobachteten Ausfälle in die drei klassischen Bereiche der Badewannenkurve.
- Frühausfälle (Phase I)
- Zufallsausfälle / unsystematische Ausfälle (Phase II)
- Verschleiß- und Alterungsausfälle (Phase III)
Diese Einteilung ist wichtig, um gezielt Verbesserungsmaßnahmen zu definieren oder Wartungsstrategien für bestimmte Komponenten festzulegen.
Anwendung der Weibull-Analyse
Die Weibull-Analyse findet in verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus Anwendung:
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Ermittlung von Lebensdauerkennwerten
- insbesondere der B10-Lebensdauer in Erprobung und Feld
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Unterscheidung von Ausfallarten
- wenn verschiedene Ausfallmechanismen parallel vorliegen, können die Daten getrennt und separat analysiert werden
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Bewertung beschleunigter Tests
- in stark veränderlicher Formparameter bei höheren Belastungen weist auf eine Änderung des Ausfallmechanismus hin und beeinflusst die Übertragbarkeit von Versuchsergebnissen auf Feldbedingungen
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Nachweis von Zuverlässigkeitszielen
- etwa bei Qualifikations- oder Typprüfungen, wo die Weibull-Verteilung als rechnerische Grundlage dient
Statistische Sicherheit und Vertrauensbereiche
Ein zentraler Aspekt der Weibull-Analyse ist die Berücksichtigung des Vertrauensbereichs (confidence level). Da Lebensdauerdaten meist aus kleinen Stichproben stammen, unterliegt jede Auswertung einer statistischen Unsicherheit. Der Schluss von einer begrenzten Datenmenge auf die gesamte Produktpopulation wird daher immer mit einer bestimmten Aussagewahrscheinlichkeit oder Vertrauensgrenze angegeben – eine Grundvoraussetzung für belastbare Entscheidungen.
Unsere Leistungen
- Statistische Auswertung von vollständigen und zensierten Ausfalldaten aus Versuch und Feld mittels der Weibull-Verteilung
- Bestimmung und Bewertung von Zuverlässigkeitskenngrößen
- Schulung und Qualifizierung von Mitarbeitern im Bereich Weibull-Analyse
Im Zusammenspiel mit anderen Methoden
Die Weibull-Analyse ist eng mit Felddatenanalyse, Reliability Testing und Warranty Management verbunden. Gemeinsam ermöglichen diese Methoden die Ermittlung, Bewertung und Prognose von Ausfallverhalten – von der Entwicklung bis zum Feldeinsatz.
