Linß Qualitätssicherung - Technische Zuverlässigkeit

Lehr- und Arbeitsbuch
1. Auflage 2016
ISBN: 978-3-446-44658-8
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 312 Seiten

?Vermittelt die Grundlagen und die Werkzeuge der Technischen Zuverlässigkeit kompakt, leicht verständlich und übersichtlich
?Stellt Zusammenhänge zu anderen Wissensgebieten her
?Für Studierende und Praktiker gleichermaßen gut geeignet
?Zum Download: Didaktisch aufbereitete Trainings- und Übungsaufgaben
?Viele Beispiele und Kontrollfragen mit Antworten
Erfüllt ein System oder ein Produkt die Anforderung, die erfüllt werden soll? Die Frage nach der technischen Zuverlässigkeit der Produkte ist für jedes Unternehmen zentral. Denn wenn die Anforderungen nicht erfüllt werden, bedeutet dies hohe Verluste (Rückrufaktionen), Prestigeverlust, unter Umständen stehen Existenzen auf dem Spiel und womöglich besteht auch Gefahr für Leib und Leben.
Dieses Lehr- und Arbeitsbuch bietet alle Informationen rund um die Technische Zuverlässigkeit für die Qualitätssicherung. Neben den statistischen Grundlagen wird gezeigt, wie sich beispielsweise Ausfallraten oder die Ausfallwahrscheinlichkeiten ermitteln lassen, welchen Einfluss die Lebensdauer hat oder wie grundsätzlich Fehler erkannt werden können. Ergänzt wird dieses Werk durch Trainingsmodule zum Download.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Gerhard Linß ist emeritierter Professor der Technischen Universität Ilmenau. Er hat an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena 1976 mit Arbeiten zu kostenoptimalen Stichprobenprüfungen promoviert und hat sich 1986 mit Verfahren zur statistischen Qualitätsregelung in der feinmechanisch-optischen Produktion habilitiert. Nach Tätigkeiten im Messwesen im Kombinat Carl Zeiss wechselte er 1983 an die TU Ilmenau und wurde 1994 zum Professor für Qualitätssicherung berufen. Bis 2014 war er dort Leiter des Fachgebiets Qualitätssicherung und industrielle Bildverarbeitung. Bis Dezember 2023 war er außerdem Geschäftsführer der SQB GmbH Ilmenau.

Autoren/Hrsg.

Linß, Gerhard

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Technische Zuverlässigkeit, Sicherheitstechnik
• Wirtschaftswissenschaften Betriebswirtschaft Management Qualitätsmanagement, Qualitätssicherung (QS), Total Quality Management (TQM)

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;1 Einführung: Technische Zuverlässigkeit;12
2.1;1.1 Qualität;12
2.2;1.2 Zuverlässigkeit;12
2.3;1.3 Anforderungen an Zuverlässigkeitsingenieure;17
2.4;1.4 Literatur;19
3;2 Begriffe, Definitionen und statistische Grundlagen;22
3.1;2.1 Technische Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit;22
3.2;2.2 Ausfall;23
3.3;2.3 Überlebens- und Ausfallwahrscheinlichkeit;25
3.4;2.4 Ausfallquote und Ausfallrate;26
3.5;2.5 Zuverlässigkeitsmanagement;29
3.6;2.6 Zuverlässigkeitsprüfungen;30
3.7;2.7 Statistische Grundlagen;30
3.7.1;2.7.1 Mengenalgebra;30
3.7.1.1;2.7.1.1 Definitionen;30
3.7.1.2;2.7.1.2 Mengenoperationen;31
3.7.1.3;2.7.1.3 Relationen zwischen Mengen;32
3.7.1.4;2.7.1.4 Rechengesetze der Mengenalgebra;33
3.7.2;2.7.2 Wahrscheinlichkeit und Rechnen mit Wahrscheinlichkeiten;35
3.7.3;2.7.3 Häufigkeiten, Histogramm und Dichtefunktion;41
3.7.4;2.7.4 Summenhäufigkeit und Verteilungsfunktion;45
3.7.5;2.7.5 Mathematische Beschreibung von Zufallsgrößen;47
3.8;2.8 Literatur;53
4;3 Lebensdauerverteilungen;56
4.1;3.1 Exponentialverteilung;57
4.1.1;3.1.1 Theoretische Grundlagen;58
4.1.2;3.1.2 Analytische Bestimmung der charakteristischen Lebensdauer mittels Prüfplänen;60
4.1.3;3.1.3 Exponentialverteilung — Trainingsmodul;64
4.2;3.2 Weibull-Verteilung;72
4.2.1;3.2.1 Theoretische Grundlagen;72
4.2.2;3.2.2 Grafische Bestimmung der Weibull-Parameter durch das Lebensdauernetz;77
4.2.3;3.2.3 Analytische Bestimmung der Weibull-Parameter;80
4.2.3.1;3.2.3.1 Regressionsanalyse;80
4.2.3.2;3.2.3.2 Maximum-Likelihood-Verfahren;81
4.2.3.3;3.2.3.3 Methode nach Gumbel;82
4.2.3.4;3.2.3.4 WeiBayes (Nutzen von Vorkenntnissen);82
4.2.4;3.2.4 Weibull-Verteilung — Trainingsmodul;83
4.3;3.3 Normalverteilung;96
4.3.1;3.3.1 Theoretische Grundlagen;96
4.3.2;3.3.2 Normalverteilung — Trainingsmodul;99
4.4;3.4 Logarithmische Normalverteilung;115
4.4.1;3.4.1 Theoretische Grundlagen;115
4.4.2;3.4.2 Logarithmische Normalverteilung — Trainingsaufgaben;118
4.5;3.5 Zusammenfassung Lebensdauerverteilungen;121
4.6;3.6 Badewannenkurve;123
4.7;3.7 Literatur;125
5;4 Zuverlässigkeit von Systemen;126
5.1;4.1 Ausfall- und Versagensursachen technischer Erzeugnisse;126
5.2;4.2 Methoden zur Berechnung der Zuverlässigkeit von Systemen;128
5.3;4.3 Qualitative Zuverlässigkeitsanalyse von Systemen (Ausfallartenanalyse);129
5.3.1;4.3.1 Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse – FMEA;129
5.3.1.1;4.3.1.1 Ziele, Voraussetzungen und Arten der FMEA;129
5.3.1.2;4.3.1.2 Durchführung der FMEA;133
5.3.1.3;4.3.1.4 Ausschnitt aus der FMEA einer Kühlmittelpumpe;140
5.3.2;4.3.2 Fehlerbaumanalyse — FTA;144
5.3.3;4.3.3 Ereignisablaufanalyse — ETA;150
5.4;4.4 Quantitative Zuverlässigkeitsanalyse von Systemen (Ausfallratenanalyse);153
5.4.1;4.4.1 Zuverlässigkeitsschaltbilder;153
5.4.1.1;4.4.1.1 Theoretische Grundlagen;153
5.4.1.2;4.4.1.2 Trainingsmodul Zuverlässigkeitsschaltbilder;163
5.4.2;4.4.2 Fehlerbaumanalyse;180
5.4.3;4.4.3 Markov-Verfahren;181
5.4.4;4.4.4 Parts Count Method (Bauteilzählmethode);188
5.4.5;4.4.5 Parts Stress Method (Bauteilbelastungsmethode);193
5.5;4.5 Literatur;201
6;5 Stichprobenprüfungen;204
6.1;5.1 Grundlagen der Stichprobenprüfungen;204
6.1.1;5.1.1 Begriffe und Arten der Stichprobenprüfung;204
6.1.2;5.1.2 Begriffe und Aufgaben der Annahmestichprobenprüfung;205
6.1.3;5.1.3 Arten von Annahmestichprobensystemen;207
6.1.4;5.1.4 Grundlagen für die Anwendung von Annahmestichprobensystemen;209
6.1.4.1;5.1.4.1 Annahmestichprobenprüfung anhand qualitativer Merkmale;210
6.1.4.2;5.1.4.2 Annahmestichprobenprüfung anhand quantitativer Merkmale;212
6.1.5;5.1.5 Operationscharakteristik und Durchschlupfkennlinie;213
6.1.5.1;5.1.5.1 Operationscharakteristik und deren Eigenschaften;213
6.1.5.2;5.1.5.2 Durchschlupfkennlinien;214
6.2;5.2 Stichprobenprüfung anhand qualitativer Merkmale;215
6.2.1;5.2.1 Ablauf einer Einfachstichprobenprüfung anhand qualitativer Merkmale;217
6.2.2;5.2.2 Operationscharakteristik für Stichprobenanweisungen anhand qualitativer Merkmale;220
6.2.3;5.2.3 Stichprobenprüfung bei Exponentialverteilung;223
6.2.4;5.2.4 Stichprobenprüfung bei Weibull-Verteilung;228
6.3;5.3 Literatur;233
7;6 Lebensdauerhochrechnungen;234
7.1;6.1 Raffungstest – beschleunigtes Testen;234
7.2;6.2 Highly Accelerated Life Test – HALT;237
7.2.1;6.2.1 Kenngrößen;238
7.2.2;6.2.2 Durchführung;238
7.2.3;6.2.3 Vor- und Nachteile von HALT;247
7.3;6.3 Highly Accelerated Stress Screens – HASS;248
7.4;6.4 Literatur;250
8;7 Praxisanwendungen – Zuverlässigkeit automatisierter Montage- und Prüfsysteme;252
8.1;7.2 Qualitätsleistung von Produktionssystemen;256
8.2;7.3 Automatisierte Methoden der Fehlererkennung;259
8.2.1;7.3.1 Redundanzkonzepte;259
8.2.2;7.3.2 Selbsttests zur Fehlererkennung;260
8.2.3;7.3.3 Plausibilitätstests;261
8.3;7.4 Absicherungsalgorithmus zur Steigerung der Qualitätsleistung;266
8.4;7.5 Literatur;269
9;8 Anhang;272
9.1;8.1 Begriffe der Zuverlässigkeit;272
9.2;8.2 Wahrscheinlichkeitssummen geordneter Stichproben;275
9.3;8.3 Tabelle der standardisierten Normalverteilung;276
9.4;8.4 Quantile der Standardnormalverteilung;280
9.5;8.5 Quantile der c2-Verteilung;281
9.6;8.6 Quantile der t-Verteilung;283
9.7;8.7 Auszug aus der Tabelle der Binomialverteilung für n = 200;285
9.8;8.8 Auszug aus der Tabelle der Poisson-Verteilung;286
9.9;8.9 Kennbuchstaben für den Losumfang nach DIN ISO 3951;287
9.10;8.10 Kennbuchstabe für den Losumfang nach DIN ISO 2859;288
9.11;8.11 Einfach-Stichprobenpläne für die normale Prüfung nach DIN ISO 2859;289
9.12;8.12 Einfach-Stichprobenpläne für die verschärfte Prüfung nach DIN ISO 2859;290
9.13;8.13 Einfach-Stichprobenpläne für die reduzierte Prüfung nach DIN ISO 2859;291
9.14;8.14 Larson-Nomogramm;292
9.15;8.15 Thorndike-Nomogramm;293
9.16;8.16 Lebensdauernetz;294
9.17;8.17 Lambda-Netz;295
9.18;8.18 Wahrscheinlichkeitsnetz;296
9.19;8.19 Lognormalverteilungsnetz;297
9.20;8.20 Ermittlung des arithmetischen Mittelwertes a = 1/b! für 0,3 < b < 8,0;298
9.21;8.21 Literatur;298
10;Literatur;300
11;Index;306

Über Autor(innen)

Linß, Gerhard
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Gerhard Linß berät Industrieunternehmen, ist AIF-Gutachter und leitet ein Unternehmen im Steinbeis-Verbund. Bis 2014 war er Leiter des Fachgebiets Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung an der TU Ilm.