1、November 2007DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 17DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 0
2、3.120.10; 29.020!$I;6“1382419www.din.deDDIN IEC 60605-6Prfungen der Zuverlssigkeit von Gerten Teil 6: Test auf Gltigkeit zeitlich konstanter Ausfallrate undAusfalldichte sowie deren Schtzung (IEC 60605-6:2007)Equipment reliability testing Part 6: Tests for the validity and estimation of the constant
3、 failure rate and constant failureintensity (IEC 60605-6:2007)Essais de fiabilit des quipements Partie 6: Tests pour la validit et lestimation du taux de dfaillance constant et delintensit de dfaillance constante (CEI 60605-6:2007)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz
4、frDIN IEC 60605-6:1999-04www.beuth.deGesamtumfang 38 SeitenDIN IEC 60605-6:2007-11 2 Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 60605-6:2004-09. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 132 Zuverlssigkeit“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstec
5、hnik im DIN und VDE (http:/www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 56 Dependability“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ mit den Daten zu dieser Publikation angegebenen D
6、atum (maintenance result date) unverndert bleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne
7、 Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in B
8、ezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernomme
9、n und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. nderungen Gegenber DIN IEC 60605-6:1999-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) neuer Abschnitt 6.3 Wahrscheinlichkeits-Diagramm; b) neuer Abschnitt 6.4 Gesamtprfdauer-Diagramm; c) neuer Abschnitt 6.5 Ausfallraten-Diagramm; d) neuer Ab
10、schnitt 7.2 Test der Hypothese einer konstanten Ausfalldichte fr eine einzelne instandzuset-zende Einheit; e) neuer Abschnitt 7.3 Test der Hypothese einer konstanten Ausfalldichte von mehrfach instandgesetzten Einheiten; f) neuer Abschnitt 7.4 M(t)-Diagramm; g) Neugestaltung der Anhnge A, B und C mi
11、t vielen ausfhrlichen Anwendungsbeispielen. Frhere Ausgaben DIN IEC 60605-6: 1988-05, 1999-04 DIN IEC 60605-6:2007-11 3 Inhalt SeiteEinleitung5 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe .5 4 Formelzeichen6 5 Anforderungen7 6 Test der Hypothese einer konstanten Ausfallrate7 6.1 All
12、gemeine Hinweise zu Abschnitt 6 7 6.2 Statistischer Test der Hypothese einer konstanten Ausfallrate .8 6.3 Wahrscheinlichkeits-Diagramm9 6.4 Gesamtprfdauer-Diagramm .10 6.5 Ausfallraten-Diagramm 11 6.6 Zu ergreifende Manahmen, falls die Hypothese einer konstanten Ausfallrate verworfen wird.12 7 Test
13、 der Hypothese einer konstanten Ausfalldichte.12 7.1 Allgemeine Hinweise zu Abschnitt 7 12 7.2 Test der Hypothese einer konstanten Ausfalldichte fr eine einzelne instandzusetzende Einheit 13 7.3 Test der Hypothese einer konstanten Ausfalldichte von mehrfach instandgesetzten Einheiten .14 7.4 M(t)-Di
14、agramm .15 7.5 Zu ergreifende Manahmen, falls die Hypothese einer konstanten Ausfalldichte verworfen wird.16 Anhang A (informativ) Beispiele der in dieser Norm beschriebenen Verfahren17 A.1 Statistischer Test zur Entscheidung ber die Hypothese einer konstanten Ausfallrate von nicht instandzusetzende
15、n Einheiten.17 A.2 Statistischer Test zur Entscheidung ber die Hypothese einer konstanten Ausfallrate von nicht instandzusetzenden Einheiten.18 A.3 Statistischer Test zur Entscheidung ber die Hypothese einer konstanten Ausfalldichte einer instandzusetzenden Einheit .19 A.4 Statistischer Test zur Ent
16、scheidung ber die Hypothese einer konstanten Ausfalldichte von mehrfach instandgesetzten Einheiten20 A.5 Wahrscheinlichkeits-Diagramm fr konstante Ausfallrate21 A.6 Ausfallraten-Diagramm fr konstante Ausfallrate 23 A.7 M(t)-Diagramm fr mehrfache Kopien einer instandzusetzenden Einheit .25 A.8 GPD-Di
17、agramm fr konstante Ausfallrate28 Anhang B (informativ) Beispiel einer Betriebsdatenanalyse mit Hilfe des M(t)-Verfahrens30 Anhang C (informativ) Aufbereitung von Betriebsdaten fr eine M(t)-Analyse .34 C.1 Verfahren der Analyse von Betriebsdaten .34 C.2 Anzahl der Ausflle je Zeiteinheit.34 C.3 Ausfa
18、llanteil je Zeiteinheit 34 C.4 M(t)-Kurven 35 DIN IEC 60605-6:2007-11 4 SeiteC.5 Empfindlichkeit auf ungewisse Daten 36 C.6 Verringerung ungewisser Betriebsdaten . 37 Literaturhinweise 38 Bild 1 Test der Hypothese einer konstanten Ausfallrate Gliederung des Abschnitts 6 . 7 Bild 2 Test der Hypothese
19、 einer konstanten Ausfalldichte Gliederung des Abschnitts 7 12 Bild A.1 Wahrscheinlichkeits-Diagramm zum Test der Konstanz der Ausfallrate 23 Bild A.2 Ausfallraten-Diagramm zur Untersuchung der Konstanz der Ausfallrate . 25 Bild A.3 M(t)-Diagramm fr drei instandzusetzende Einheiten. 26 Bild A.4 M(t)
20、-Diagramm mit zweiseitigem 95 %-Vertrauensbereich. 28 Bild A.5 GPD-Diagramm zur Untersuchung der Konstanz der Ausfallrate. 29 Bild B.1 Anzahl der in Betrieb befindlichen Einheiten als Funktion der Betriebsdauer 31 Bild B.2 Reparaturen je Monat als Prozentsatz der in Betrieb befindlichen Einheiten. 3
21、1 Bild B.3 M(t)-Kurve mit Parameterschtzung . 32 Bild B.4 M(t)-Kurve mit 99 %-Vertrauensgrenzen 32 Bild B.5 Anteil (%) der Anzahl von Reparaturen je Telefon 33 Tabelle 1 Kritische Werte von Uals Funktion von 9 Tabelle 2 Berechnung der Zeiten bis zum Ausfall mehrfach instandgesetzter Einheiten 14 Tab
22、elle 3 Quantile der standardisierten Normalverteilung . 16 Tabelle A.1 Zwanzig geordnete Dauern bis zum Ausfall von 40 geprften Einheiten . 17 Tabelle A.2 Akkumulierte Dauern bis zum Ausfall 17 Tabelle A.3 Nach der Zeit (Dauer bis zum Ausfall) geordnete Reihenfolge der Ausflle. 18 Tabelle A.4 Akkumu
23、lierte Dauern bis zum Ausfall 18 Tabelle A.5 Acht Zeitpunkte, zu denen sich Ausflle der Einheit ereigneten. 19 Tabelle A.6 Akkumulierte Dauern bis zum Ausfall 19 Tabelle A.7 Ausfalldaten mehrfacher instandgesetzter Einheiten20 Tabelle A.8 Arbeitsblatt fr Berechnungen. 20 Tabelle A.9 Dauern bis zum A
24、usfall bei einer Prfung nicht instandzusetzender Einheiten 21 Tabelle A.10 Arbeitsblatt mit Berechnungen 22 Tabelle A.11 Zehn geordnete Zeiten mit mehrfachen Ausfallarten 23 Tabelle A.12 Arbeitsblatt und Berechnungen. 24 Tabelle A.13 Dauern bis zum Ausfall von drei identischen instandzusetzenden Ein
25、heiten. 25 Tabelle A.14 Arbeitsblatt mit Berechnungen fr M(t) 26 Tabelle A.15 Arbeitsblatt zur Berechnung der Vertrauensbereiche fr M(t) 27 Tabelle A.16 Vertrauensbereiche fr M(t) 27 Tabelle A.17 Dauern bis zum Ausfall 28 Tabelle A.18 Arbeitsblatt mit Berechnungen 29 DIN IEC 60605-6:2007-11 5 Einlei
26、tung In diesem Teil der Internationalen Norm IEC 60605 werden numerische und graphische Verfahren fr statistische Tests zur Entscheidung ber die Hypothese einer konstanten Ausfallrate oder einer konstanten Ausfalldichte dargelegt. Mit den graphischen Verfahren knnen Muster wie Frhausflle und zeitlic
27、h nicht konstante Ausfallraten oder nicht konstante Ausfalldichten erkannt und geschtzt werden. Diese Verfahren sind zur Analyse von Daten geeignet, die bei Prfungen oder im Betrieb erfasst wurden. 1 Anwendungsbereich In dieser Norm werden Verfahren zu statistischen Tests zur Entscheidung ber die Hy
28、pothese einer konstanten Ausfallrate oder einer konstanten Ausfalldichte festgelegt; konstante Ausfallrate und konstante Ausfalldichte sind in IEC 60050(191) definiert. Zustzlich dient diese Norm zum Erkennen von Ausfallraten- oder Ausfalldichtemustern. Diese Verfahren sind dann anzuwenden, wenn ber
29、 diese Hypothese zu entscheiden ist. Diese Notwendigkeit kann sich aus einer Anforderung ergeben oder falls das zeitliche Verhalten der Ausfallrate oder Ausfalldichte bestimmt werden soll. Die Zielsetzungen der in dieser Norm festgelegten Verfahren sind: im statistischen Sinn testen, ob die Dauern b
30、is zum Ausfall von nicht instandzusetzenden Einheiten exponentiell verteilt sind, d. h. ob die Ausfallrate konstant ist; im statistischen Sinn testen, ob die Ausfallabstnde instandzusetzender Einheiten keine zeitliche Tendenz aufweisen, d. h. ob die Ausfalldichte keine zu- oder abnehmende Tendenz au
31、fweist; Diagramme konstruieren, durch die etwaige Muster in der Ausfallrate oder Ausfalldichte aufgezeigt werden knnen. Der Zweck solcher Diagramme ist es, die Konstanz oder die Abweichung von der Konstanz der Ausfallraten oder Ausfalldichten aufzuzeigen und deren Schtzung zu ermglichen. 2 Normative
32、 Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die zitierte Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60050(191), Inter
33、national Electrotechnical Vocabulary (IEV) Chapter 191: Dependability and quality of service 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60050(191). Es wird jedoch auf nach-folgende Klarstellungen hingewiesen: a) der Begriff Zeit“ kann sich auf Lnge, Zyklen oder andere
34、Gren beziehen; b) der Begriff Ausfall“ kann sich auch auf andere festgelegte Ereignisse beziehen, wie beispielsweise Vollzug der Instandsetzung oder ein sonstiges besonderes Ereignis; c) der Begriff Ausfallrate“ wird im Sinne der momentanen Ausfallrate verwendet. Im Englischen wird die momentane Aus
35、fallrate manchmal hazard function“ genannt; d) die beschriebenen Prozeduren knnen sowohl auf bei Prfungen als auch auf im Betrieb gewonnene Daten (Dauer bis zum Ausfall) angewendet werden. In dieser Norm wird in den Abschnitten 6 und 7 der Begriff statistischer Test“ verwendet; er kann sich auf Date
36、n aus Prfungen oder aus dem Betrieb beziehen. DIN IEC 60605-6:2007-11 6 4 Formelzeichen ,ijkl variable Indizes iH aufsummierte Ausfallrate (en: cumulative hazard function) bei der i-ten Dauer bis zum Ausfall ()jM T mittlere akkumulierte Anzahl von Ausfllen zur Zeit Tj()M t mittlere akkumulierte Anza
37、hl von Ausfllen je 100 Systeme m Anzahl identischer Dauern bis zum Ausfall, akkumuliert ber alle instandgesetzten Einheiten ()lNT Gesamtzahl geprfter oder im Betrieb befindlicher Einheiten zur Zeit lT ()ijNT Indikator-Variable; wird zu 1 gesetzt, wenn ein Ausfall der i-ten Einheit zur Zeit Tj beobac
38、htet wird, oder wird zu 0 gesetzt, wenn ein Ausfall der i-ten Einheit nicht zur Zeit Tjbeobachtet wird n Stichprobenumfang; Gesamtzahl der auf konstante Ausfallrate getesteten nicht instandzusetzenden Einheiten (),Rin Schtzwert der berlebenswahrscheinlichkeit zur i-ten geordneten Dauer bis zum Ausfa
39、ll it . Er wird bei dem graphischen Verfahren verwendet, wenn n Einheiten auf konstante Ausfallrate getestet werden. iR berlebenswahrscheinlichkeit berechnet fr den i-ten geordneten Ausfall r Anzahl der im Verlauf der Prfung aufgetretenen relevanten (d. h. zu wertenden) Ausflle ()lrT Gesamtzahl der
40、Ausflle mehrfach reparierter Einheiten zur Zeit (Prfdauer) lT ()ijrT Anzahl der Ausflle der Einheit i zur akkumulierten Prfdauer jT kr whrend der Prfung der k-ten Einheit aufgetretene Anzahl relevanter Ausflle iS Gesamtprfdauerwert der i-ten Dauer bis zum Ausfall 0S Initialisierungswert fr den Gesam
41、tprfdauerwert, wobei 00S = iT bis zum i-ten relevanten Ausfall akkumulierte Prfdauer rT bis zum r-ten Ausfall akkumulierte Gesamtprfdauer ijT bis zum j-ten Ausfall der i-ten Einheit akkumulierte Prfdauer jT bis zum j-ten Ausfall geordnete akkumulierte Prfdauer .12 mTT T Tr, gilt 1*2*12riiTTrUrT=Fall
42、s *T = Tr, gilt 1212)1(11=rTTrTUrririSchritt 3 Das Signifikanzniveau der flschlichen Rckweisung der Hypothese, dass die Ausfalldichte ber der Zeit konstant ist, wenn diese Dichte wirklich konstant ist, ist vorzugeben. Tabelle 1 enthlt empfohlene Werte fr . Schritt 4 Wenn der Betrag der Statistikgre
43、U grer als der in Tabelle 1 angegebene kritische Wert ist, wird die Hypothese einer konstanten Ausfalldichte verworfen. Andernfalls wird die Hypothese nicht verworfen. Unter der Hypothese keine Tendenz“, d. h. unter der Annahme, dass die Ausfalldichte zeitlich konstant ist, folgt die Statistikgre U
44、einer standardisierten Normalverteilung. Groe Betrge von U sind ein Beleg, der es erlaubt, diese Hypothese zu verwerfen. DIN IEC 60605-6:2007-11 14 Groe positive Werte von U treten dann auf, wenn die Abstnde zwischen aufeinanderfolgenden Ausfllen eine abnehmende Tendenz aufweisen. Umgekehrt treten g
45、roe negative Werte von U dann auf, wenn die Abstnde zwischen aufeinander folgenden Ausfllen eine zunehmende Tendenz zeigen; d. h. die Abstnde werden grer, da die Ausfalldichte abnimmt. ANMERKUNG Wenn die Hypothese einer konstanten Ausfalldichte nicht verworfen wird, so sollte dies nicht dahin-gehend
46、 ausgelegt werden, dass die Abstnde zwischen aufeinanderfolgenden Ausfllen einer instandzusetzenden Einheit einer Exponentialverteilung folgen. Die einzige Schlussfolgerung, die gezogen werden kann, ist die, dass es nicht nachgewiesen werden konnte, dass diese Abstnde eine Tendenz zeigen. Obwohl die
47、s konform mit exponentiell verteilten Ausfallabstnden ist, knnen auch andere Verteilungen mit einer tendenzlosen Dichte konform sein. 7.3 Test der Hypothese einer konstanten Ausfalldichte von mehrfach instandgesetzten Einheiten Dieses Verfahren ist eine Erweiterung der in 7.2 dargestellten Methode.
48、Es ist dann geeignet, wenn Daten von mehrfach instandgesetzten Einheiten verfgbar sind und die Konstanz der Ausfalldichte jeder Einheit untersucht werden soll. Schritt 1 Fr jede Einheit werden die bis zum Ende der Beobachtungsperiode akkumulierte Prfdauer, die Gesamtzahl der beobachteten Ausflle und
49、 die Zeitpunkte ihres Auftretens aufgezeichnet, siehe Tabelle 2. Tabelle 2 Berechnung der Zeiten bis zum Ausfall mehrfach instandgesetzter Einheiten Einheit i bis zum Ende der Beobachtungsperiode akkumulierte Zeit *iT Gesamtzahl der Ausflle innerhalb der Beobachtungs-periode ir Zeitpunkte des Auftretens des j-ten Ausfallereigniss
