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Engineering - Production & Process Engineering | Zuverlässigkeit von Geräten und Systemen

Zuverlässigkeit von Geräten und Systemen

Birolini, Alessandro

XII, 369 S. 90 Abb., 50 Tab.

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Dieses Buch gibt eine fundierte Einführung in die Methoden der Qualitäts- und Zuverlässigkeitssicherung bei der Entwicklung und Produktion von Geräten und Systemen. Der Schwerpunkt liegt auf der Anwendung, vor allem auch in Verbindung mit der ISO 9001 und der EU-Produkthaftungsregelungen. Zahlreiche Beispiele, Abbildungen und Tabellen illustrieren die praxisnah aufbereiteten, sauber mathematisch begründeten Inhalte. Dem Leser wird somit ein rascher Einstieg in Theorie und Praxis der Qualitäts- und Zuverlässigkeitssicherung geboten, der auch für das Selbststudium geeignet ist. Das Werk richtet sich sowohl an Entwicklungsingnieure, Projektleiter, Qualitätsfachleute, Produktionsingenieure sowie Ingenieure in Marketing und Vertrieb als auch an Studenten an Fachhochschulen und Universitäten. Zielgruppe: Qualität und Zuverlässigkeit Level: Anwendung

Content Level » Professional/practitioner

Stichwörter » Elektrotechnik - Entwicklung - Maschinenbau - Optimierung - Produkthaftung - Wirtschaftlichkeit - Zuverlässigkeit

Verwandte Fachbereiche » Maschinenbau - Produktion & Fertigung

Inhaltsverzeichnis 

1 Einleitung, Grundbegriffe, Hauptaufgaben.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Grundbegriffe.- 1.2.1 Zuverlässigkeit.- 1.2.2 Ausfall.- 1.2.3 Ausfallrate.- 1.2.4 Instandhaltbarkeit.- 1.2.5 Logistische Unterstützung.- 1.2.6 Verfügbarkeit.- 1.2.7 Sicherheit, Risiko, Risikoakzeptanz.- 1.2.8 Kosten-bzw. Systemwirksamkeit.- 1.2.9 Qualitätssicherung.- 1.2.10 Produkthaftung.- 1.3 Hauptaufgaben zur Sicherstellung der Qualität und Zuverlässigkeit.- 2 Festlegung und Durchsetzung von Qualitäts-und Zuverlässigkeitsforderungen.- 2.1 Kundenforderungen.- 2.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen.- 2.3 Festlegung von Zuverlässigkeitsforderungen.- 2.4 Durchsetzung von Qualitäts- und Zuverlässigkeitsforderungen.- 2.4.1 Projektorganisation, Projektplanung, Projektablauf.- 2.4.2 Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanalysen.- 2.4.3 Wahl und Qualifik. von Bauteilen, Stoffen, Fertigungsprozessen und -abläufen.- 2.4.4 Konfigurationsmanagement.- 2.4.5 Qualitätsprüfungen.- 2.4.6 Qualitätsdatensystem.- 2.5 Fragenkatalog zur Erstellung von Checklisten für Entwurfsüberprüfungen.- 2.5.1 System-Entwurfsüberprüfung.- 2.5.2 Vorläufige Entwurfsüberprüfung auf Baugruppenebene.- 2.5.3 Kritische Entwurfsüberprüfung auf Geräte- bzw. Systemebene.- 3 Zuverlässigkeits-, Instandhaltbarkeits- und Verfügbarkeitsanalysen.- 3.1 Zuverlässigkeitsanalysen in der Entwicklungsphase.- 3.1.1 Prozedur zur Berechnung der vorausgesagten Zuverlässigkeit el. Baugruppen.- 3.1.1.1 Definition der geforderten Funktion und des Anforderungsprofils.- 3.1.1.2 Aufstellung des Zuverlässigkeitsblockdiagramms.- 3.1.1.3 Bestimmung der Arbeitsbedingungen.- 3.1.1.4 Bestimmung der Ausfallrate.- 3.1.2 Zuverlässigkeit des Einzelelements.- 3.1.3 Zuverlässigkeit von Geräten und Systemen ohne Redundanz.- 3.1.4 Der Begriff der Redundanz.- 3.1.5 Parallelmodelle.- 3.1.6 Serien -/Parallelstrukturen.- 3.1.7 Majoritätsredundanz.- 3.1.8 Zuverlässigkeit von Systemen komplexer Struktur.- 3.1.8.1 Methode des Schlüsselelementes.- 3.1.8.2 Methode der erfolgreichen Pfade.- 3.1.8.3 Methode des Zustandsraumes.- 3.1.9 Grobe Schätzung der vorausgesagten Zuverlässigkeit.- 3.1.10 Berechnungsbeispiel einer einfachen elektronischen Schaltung.- 3.1.11 Parallelmodelle mit Elementen in warmer Redundanz.- 3.1.12 Elemente mit mehr als einer Ausfallart.- 3.1.13 Störungstolerante Betrachtungseinheiten.- 3.1.14 Zuverlässigkeit mechanischer Betrachtungseinheiten, Driftausfälle.- 3.1.15 Aufteilung der Zuverlässigkeitsziele.- 3.1.16 Analyse der Art und Auswirkung von Ausfällen.- 3.1.17 Durchführung von Entwurfsüberprüfungen (Design Reviews).- 3.2 Instandhaltbarkeitsanalysen in der Entwicklungsphase.- 3.2.1 Instandhaltungskonzept.- 3.2.1.1 Ausfallerkennung, Ausfall-Lokalisierung.- 3.2.1.2 Strukturierung des Geräts bzw. Systems.- 3.2.1.3 Erstellung der Kundendokumentation.- 3.2.1.4 Organisation der Instandhaltung.- 3.2.1.5 Ausrüstung und Ausbildung des Instandhaltungspersonals.- 3.2.2 Durchführung von Entwurfsüberprüfungen.- 3.2.3 Berechnung der vorausgesagten Instandhaltbarkeit.- 3.2.3.1 Berechnung der MTTRS.- 3.2.2.2 Berechnung der MTTPMS.- 3.2.4 Grundmodelle für die Ersatzteilbevorratung.- 3.2.4.1 Zentrale logistische Unterstützung, nichtreparierbare Ersatzteile.- 3.2.4.2 Dezentrale logistische Unterstützung, nichtreparierbare Ersatzteile.- 3.2.4.3 Reparierbare Ersatzteile.- 3.3 Zuverlässigkeit u. Verfügbarkeit reparierbarer Geräte und Systeme.- 3.3.1 Das Einzelelement.- 3.3.3 Redundanz 1 aus 2.- 3.3.4 Redundanz k aus n.- 3.3.5 Einfache Serien-/Parallelstrukturen.- 3.3.6 Näherungsformeln für große reparierbare Serien-/Parallelstrukturen.- 3.3.7 Einfluß der Umschalteinrichtungen.- 3.3.8 Einfluß der Wartung.- 3.3.9 Computerunterstützte Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitsanalyse komplexer Systeme.- 4 Entwicklungsrichtlinien für Zuverlässigkeit, Instandhaltbarkeit und Softwarequalität.- 4.1 Entwicklungsrichtlinien für Zuverlässigkeit.- 4.1.1 Richtlinien für Unterlastung.- 4.1.2 Richtlinien für die Kühlung.- 4.1.3 Richtlinien für Feuchtigkeit.- 4.1.4 Richtlinien für elektromagnetische Verträglichkeit und Entstörung.- 4.1.5 Richtlinien zur Wahl von Bauteilen.- 4.1.6 Anwendungsrichtlinien für Bauteile.- 4.1.7 Richtlinien für Leiterplatten und Baugruppen.- 4.1.8 Richtlinien für Montage, Lötung und Prüfung.- 4.1.9 Richtlinien für Lagerung und Transport.- 4.2 Entwicklungsrichtlinien für Instandhaltbarkeit.- 4.2.1 Allgemeine Richtlinien.- 4.2.2 Richtlinien für Prüfbarkeit.- 4.2.3 Richtlinien für Zugänglichkeit und Auswechselbarkeit.- 4.2.4 Richtlinien für Bedienung und Abgleich.- 4.3 Maßnahmen zur Qualitätssicherung der Software.- 4.3.1 Ursachen für Defekte in der Software.- 4.3.2 Richtlinien zur Verhinderung von Defekten in der Software.- 4.3.3 Konfigurationsmanagement.- 4.3.4 Software-Prüfung.- 5 Qualifikation elektronischer Bauteile und Geräte.- 5.1 Auswahlkriterien für elektronische Bauteile.- 5.2 Qualifikation elektronischer Bauteile.- 5.2.1 Elektrische Prüfung komplexer ICs.- 5.2.2 Charakterisierung komplexer ICs.- 5.2.3 Umwelt- und Spezialprüfungen.- 5.2.4 Zuverlässigkeitsprüfungen.- 5.3 Ausfallarten, Ausfallmechanismen und Ausfallanalysen elektronischer Bauteile.- 5.3.1 Ausfallarten elektronischer Bauteile.- 5.3.2 Ausfallmechanismen elektronischer Bauteile.- 5.3.3 Ausfallanalysen elektronischer Bauteile.- 5.4 Qualifikation elektronischer Baugruppen und Geräte.- 5.4.1 Elektrische Prüfung elektronischer Baugruppen.- 5.4.2 Umwelt- u. Zuverlässigkeitsprüfung elektronischer Baugruppen und Geräte.- 6 Statistische Qualitätskontrolle und Zuverlässigkeitsprüfungen.- 6.1 Statistische Qualitätskontrolle.- 6.1.1 Schätzung einer Defektequote p.- 6.1.2 Zweiseitige Stichprobenprüfungen zum Nachweis einer Defektequote p.- 6.1.2.1 Zweiseitige Einfach-Stichprobenprüfung.- 6.1.2.2 Folge-Stichprobenprüfung.- 6.1.3 Einseitige Stichprobenprüfungen zum Nachweis einer Defektequote p.- 6.2 Statistische Zuverlässigkeitsprüfungen.- 6.2.1 Schätzung und Nachweis einer Zuverlässigkeit oder einer Verfügbarkeit.- 6.2.2 Schätzung und Nachweis einer kons. Ausfallrate ? oder einer MTBF = l/?.- 6.2.2.1 Schätzung einer konstanten Ausfallrate ? oder einer MTBF = M ?.- 6.2.2.2 Zweiseitige Einfachprüf, zum Nachweis von ? oder MTBF= M ?.- 6.2.2.3 Einseitige Einfachprüf, zum Nachweis von ? oder MTBF = 1/ ?.- 6.3 Statistische Instandhaltbarkeitsprüfungen.- 6.3.1 Schätzung einer MTTR.- 6.3.2 Nachweis einer MTTR.- 6.4 Zeitraffende Prüfungen.- 6.5 Anpassungstests.- 6.5.1 Test von Kolmogoroff-Smirnow.- 6.5.2 ?2~Anpassungstests.- 7 Hebung der Qualität und Zuverlässigkeit in der Fertigungsphase.- 7.1 Vorbehandlung elektronischer Bauteile.- 7.2 Vorbehandlung elektronischer Baugruppen.- 7.3 Prüf- und Vorbehandlungsstrategien.- 7.4 Optimierung der Prüfkosten im Rahmen einer Eingangsprüfung.- 7.5 Zuverlässigkeitswachstum.- AI Definitionen und Begriffserklärungen.- A2 Abriß der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der mathematischen Statistik.- A2.1 Auszug aus der Wahrscheinlichkeitsrechnung.- A2.1.1 Ereignisalgebra, Ereignisfeld.- A2.1.2 Axiome der Wahrscheinlichkeitsrechnung.- A2.1.3 Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit.- A2.1.4 Grundregeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung.- A2.1.4.1 Additionssatz für zwei unvereinbare Ereignisse.- A2.1.4.2 Multiplikationssatz für zwei unabhängige Ereignisse.- A2.1.4.3 Multiplikationssatz.- A2.1.4.4 Additionssatz.- A2.1.4.5 Satz der totalen Wahrscheinlichkeit.- A2. 1.5 Zufallsgrößen, Verteilungsfunktionen.- A2.1.5.1 Exponentialverteilung.- A2.1.5.2 Weibull-Verteilung.- A2.1.5.3 Gamma-Verteilung, Erlang-Verteilung und ?2-Verteilung.- A2.1.5.4 Normalverteilung.- A2.1.5.5 Logarithmische Normalverteilung.- A2.1.5.6 Binomialverteilung.- A2.1.5.7 Poisson-Verteilung.- A2.1.5.8 Geometrische Verteilung.- A2.1.6 Numerische Kenngrößen von Zufallsgrößen.- A2.1.6.1 Erwartungswert (Mittelwert).- A2.1.6.2 Varianz.- A2.1.6.3 Modalwert, Quantil, Median.- A2.1.7 Mehrdimensionale Zufallsgrößen.- A2.1.7.1 Allgemeine Betrachtungen.- A2.1.7.2 Verteilung der Summe.- A2.1.7.3 Kovarianzmatrix, Korrelationskoeffizient.- A2.1.7.4 Weitere Eigenschaften von Erwartungswert und Varianz.- A2.1.7.5 Transformation von Zufallsgrößen.- A2.1.8 Grenzwertsätze.- A2.1.8.1 Gesetz der großen Zahlen.- A2.1.8.2 Zentraler Grenzwertsatz.- A2.2 Auszug aus der Theorie der stochastischen Prozesse.- A2.2.1 Einführung.- A2.2.2 Erneuerungsprozesse.- A2.2.3 Alternierende Erneuerungsprozesse.- A2.2.4 Markoff-Prozesse mit endlich vielen Zuständen.- A2.2.4.1 Definition und Haupteigenschaften.- A2.2.4.2 Stationäres und asymptotisches Verhalten.- A2.2.4.3 Geburts- und Todesprozeß mit endlich vielen Zuständen.- A2.2.4.4 Wichtige Beziehungen für Markoff-Modelle.- A2.2.5 Komplexere regenerative Prozesse.- A2.3 Auszug aus der mathematischen Statistik.- A2.3.1 Einführung.- A2.3.2 Empirische Methoden.- A2.3.2.1 Empirische Momente.- A2.3.2.2 Empirische Verteilungsfunktion.- A2.3.3 Parameterschätzung.- A2.3.3.1 Punktschätzung.- A2.3.3.2 Intervallschätzung.- A2.3.3.2.1 Schätzung einer unbekannten Wahrscheinlichkeit.- A2.3.3.2.2 Schätzung des Parameters ? bei fester Prüfdauer T.- A2.3.3.2.3 Schätzung des Param. ? bei fester Anzahl Ausfällen n.- A2.3.4 Hypothesenprüfung.- A2.3.4.1 Prüfung einer unbekannten Wahrscheinlichkeit.- A2.3.4.1.1 Zweiseitige Einfach-Stichprobenprüfun.- A2.3.4.1.2 Folge-Stichprobenprüfung.- A2.3.4.1.3 Einseitige Einfach-Stichprobenprüfung.- A2.3.4.2 Anpassungstests für eine vollständig gegebene Verteilungsfunktion F0(t).- A2.3.4.3 Anpassungstests für eine Verteilungsfunktion F0(t mit unbekannten Parametern.- A3 Tabellen und Wahrscheinlichkeitspapiere.- A3.1 Normalverteilung (Standard-Normalverteilung).- A3.2 ?2-Verteilung (Chi-Quadrat-Verteilung).- A3.3 Student-Verteilung (t- Verteilung).- A3.4 Fisher-Verteilung (F-Verteilung).- A3.5 Tabelle zum Kolmogoroff-Smirnow-Test.- A3.6 Gammafunktion.- A3.7 Laplace-Transformation.- A3.8 Wahrscheinlichkeitspapiere.- A3.8.1 Logarithmische Normalverteilung.- A3.8.2 Weibull-Verteilung.- A3.8.3 Normalverteilung.- Kürzel.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.

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