Anforderungsgerechte Produktauslegung durch Planung effizienter beschleunigter Zuverlässigkeitstests

Abstract

Zentraler Kernpunkt des Zielkonflikts in der heutigen Produktentwicklung sind die immer weiter steigenden Kundenanforderungen bei einer gleichzeitig geforderten Reduktion der Entwicklungskosten. Beschleunigte Lebensdauertests sind daher für die Erprobung und den Zuverlässigkeitsnachweis unverzichtbar. Die vorliegende Arbeit betrachtet die Probability of Test Success als entscheidenden Parameter des erweiterten Zuverlässigkeitsziels, bei dem die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Zuverlässigkeitsnachweises durch Planung effizienter Zuverlässigkeitstests maximiert werden kann. Damit ist es möglich, die Grenzen des Zuverlässigkeitsnachweises und damit auch die Grenzen der Auslegung unter Berücksichtigung der Randbedingungen zu finden und Leichtbauanwendungen kostenoptimal auszulegen und gleichzeitig zuverlässigkeitstechnisch abzusichern. Die praxisrelevanten beschleunigten End-of-Life-Tests wurden in dieser Arbeit in das Konzept der Probability of Test Success integriert, um Handlungsempfehlungen für die Planung effizienter Zuverlässigkeitstests abzuleiten. Diese umfassen Empfehlungen zur Wahl und Verteilung der Prüflinge und der Lage der beschleunigten Lastniveaus, zur Berücksichtigung von beschleunigten Success-Run-Tests sowie zu Zensierungsstrategien und zusätzlichen beschleunigten Lastniveaus. Darüber hinaus wurde eine Einordnung des erweiterten Konzepts in die Produktauslegung vorgenommen. Für die untersuchten Anwendungen konnte gezeigt werden, dass das erweiterte Konzept der Probability of Test Success und die Vorgehensweise zur anforderungsgerechten Produktauslegung das Potenzial besitzt, die Zuverlässigkeitstestplanung bereits in der Produktauslegung zu berücksichtigen, die minimal mögliche Dimensionierung zu finden und dabei die Gesamtkosten zu reduzieren. Dieses Potenzial besteht insbesondere für Leichtbauanwendungen, bei welchen minimale Dimensionierung zentral ist, die Erfüllung der Zuverlässigkeits- und Lebensdaueranforderungen jedoch gewährleistet sein muss. Die Nachweisbarkeit eines Zuverlässigkeitsziels unter Berücksichtigung der Probability of Test Success kann mit dem erweiterten Konzept nun erstmals auch für die praxisrelevanten beschleunigten End-of-Life-Erprobungsstrategien berücksichtigt und quantifiziert werden.