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Der Lösungsweg gliedert sich in 7 Arbeitspakete, deren Einzelziele im Folgenden beschrieben sind.
AP 1 Methodische Berechnung der Life-Cycle-Performance
Ziel ist die Entwicklung und Durchführung einer durchgängigen Methodik zur Prognose der Life-Cycle-Performance (LCP) mit deren charakteristischen Eingangsparametern Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Overall Equipment Effectiveness (OEE) sowie den Lebenszykluskosten. Diese gilt es redundant mit Hilfe verschiedener Methoden und Standards zu berechnen, um schließlich die geeignetsten Verfahren spezifisch für die Phasen des Lebenszyklus auszuwählen. Die durchgängige Berechnung, insbesondere der OEE, ist mit den heute verfügbaren Kalkulationsmethoden aus der Wissenschaft noch nicht möglich.
AP 2 Entwicklung des generischen Belastungsmodells
Mittels Integration eines zu entwickelnden Belastungsmodells in die Zuverlässigkeitsberechnung, das die Einsatz- und Betriebsbedingungen berücksichtigt, wird die Prognose präzisiert. Der Ansatz für das Belastungsmodell basiert auf einer Kombination ausgewählter Zuverlässigkeitsmethoden (Bootstrapping, Weibull-Analyse, Bayes Ansatz, Fehlerbaumanalyse) mit werkstoffkundlichen Verfahren (Wöhlerkurven, Stress-Strength-Interference Modell, lineare Schadensakkumulation). Das Ergebnis ist die Erweiterung des Weibulldiagramms um eine dritte Dimension, welche die Belastung repräsentiert.
AP 3 Entwicklung der Fehlerabschätzungsmethodik
Arbeitspaket 3 behandelt die Entwicklung einer mathematischen Fehlerabschätzungsmethodik. Ausgedrückt wird der Prognosefehler mit Hilfe von Vertrauensbereichen. Ein statistischer Anpassungstest ermöglicht die betriebsbegleitende Überprüfung der prognostizierten Kennwerte.
AP 4 Entwicklung der modular mitwachsenden Prognosemethodik
Um zunächst möglichst aufwandsarm erste Rechenergebnisse bereits in frühen Phasen des Lebenszyklus zu erhalten, die im Lauf der Zeit weiter präzisiert werden, gilt es in dem vorliegenden Arbeitspaket eine modular mitwachsende Gesamtmethodik zu entwickeln. Dazu sind einige Methoden neu zu entwickeln und ausgewählte Methoden anzupassen. Ziel ist es, durch die Auswahl, Erweiterung und das Skalieren entsprechender Zuverlässigkeitsmethoden die Anwendbarkeit im Maschinen- und Anlagenbau sicherzustellen.
AP 5 Lebenszyklusbegleitende Maßnahmenbewertung
Ziel des Arbeitspakets 5 ist es, potentielle Maßnahmen zur Sicherung und Steigerung der Life-Cycle-Performance anhand des Return-on-Invest (RoI) bewertbar zu machen.
AP 6 Ausfallratenkatalog für Maschinenteile
Arbeitspaket 6 fasst die Analyseergebnisse aus dem vorliegenden Vorhaben und weiteren, dem Institut für Produktionstechnik (wbk) vorliegenden Auswertungen, zu einem neuartigen Ausfallratenkatalog nach dem Vorbild des Military Handbooks 217 für elektronische Bauteile zusammen. Dies existiert bis dato weder in der Forschung noch in der Praxis, ist aber essentiell für einen generischen Zuverlässigkeitsprognoseansatz in der frühen Produktlebensphase.
AP 7 Software- und Integrationskonzept
Das zu entwickelnde Software- und Integrationskonzept zielt auf die einfachere Übertragbarkeit der methodischen Ergebnisse des Vorhabens in die industrielle Praxis. Dies soll ferner durch eine Implementierung der Methoden in ein Funktionsmuster auf Basis MS Access gewährleistet werden.
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