{"id":47442,"date":"2023-03-02T11:31:05","date_gmt":"2023-03-02T11:31:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dewetron.com\/news\/was-ist-die-mittlere-betriebsdauer-zwischen-ausfaellen-mtbf-fuer-datenerfassungssysteme\/"},"modified":"2025-02-03T14:21:18","modified_gmt":"2025-02-03T14:21:18","slug":"was-ist-die-mittlere-betriebsdauer-zwischen-ausfaellen-mtbf-fuer-datenerfassungssysteme","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.dewetron.com\/de\/news\/was-ist-die-mittlere-betriebsdauer-zwischen-ausfaellen-mtbf-fuer-datenerfassungssysteme\/","title":{"rendered":"Was ist die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausf\u00e4llen (MTBF) f\u00fcr Datenerfassungssysteme?"},"content":{"rendered":"
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Die Suche nach einem geeigneten Datenerfassungsger\u00e4t kann lang und komplex sein. W\u00e4hrend des Entscheidungsprozesses m\u00fcssen viele verschiedene Aspekte ber\u00fccksichtigt werden. Der MTBF-Wert spielt hierbei oft eine wichtige Rolle. Er gibt die durchschnittliche Betriebszeit eines Systems zwischen Ausf\u00e4llen oder Stillstandzeiten an. In diesem Blogbeitrag werden wir uns nun diesen Wert genauer ansehen und Ihnen hilfreiche Praxistipps mit auf den Weg geben.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/div>\n\n\n

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Was ist MTBF?<\/h2>\n
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Mean Time Between Failures <\/em>(kurz MTBF) ist die englische Bezeichnung f\u00fcr die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausf\u00e4llen.\u00a0Sie beschreibt die voraussichtliche Zeitspanne zwischen Ausf\u00e4llen eines mechanischen oder elektronischen Systems w\u00e4hrend des Standardbetriebs. Die MTBF ist in der IEC<\/a> 60050 genormt und wird als “der Erwartungswert der Betriebszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausf\u00e4llen” definiert.
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\"GrafischeAbbildung 1: Grafische Darstellung des Betriebszustands eines Systems \u00fcber eine bestimmte Zeit.<\/em><\/p>\n

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Mathematisch kann die MTBF mit der folgenden Gleichung beschrieben werden:<\/p>\n

\"MTBF<\/p>\n

Formel (1)<\/em><\/p>\n

Wichtig: MTBF beschreibt die mittlere Zeit zwischen reparablen Ausf\u00e4llen. Die durchschnittlich verstrichene Zeit f\u00fcr nicht reparable Ausf\u00e4lle wird mit einem anderen Begriff angegeben: die sogenannte MTTF – Mean Time to Failure. In diesem Artikel werden wir uns jedoch auf die MTBF konzentrieren, mit dem Schwerpunkt auf Datenerfassungssysteme.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/div>\n\n\n

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MTBF f\u00fcr Datenerfassungssysteme<\/h2>\n
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Bei der Betrachtung der MTBF von Datenerfassungssystemen muss man zwischen der MTBF f\u00fcr die Datenerfassungskomponenten und der MTBF f\u00fcr das Chassis unterscheiden.\u00a0Bei PC-basierten All-in-One-Datenerfassungsgeh\u00e4usen sind die kritischsten Komponenten f\u00fcr die MTBF-Berechnung immer das Display und die Stromversorgung. Beide Komponenten haben normalerweise eine MTBF von 100 000 Stunden.\u00a0Die folgende Gleichung bestimmt die kombinierte MTBF mehrerer Komponenten, die alle f\u00fcr die korrekte Funktionalit\u00e4t des Systems wichtig sind, wobei n f\u00fcr die Anzahl der Komponenten steht:
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\"MTBF<\/p>\n

Formel (2)<\/em><\/p>\n

Die Berechnung der kombinierten MTBF eines Displays und eines Netzteils mit jeweils 100 000 Stunden MTBF ergibt 50 000 Stunden kombinierte MTBF.
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\nAber warum haben Displays und Netzteile eine MTBF von 100 000 Stunden?<\/strong>
\nDer Grund f\u00fcr das Display ist die LED-Hintergrundbeleuchtung, welche sich mit der Zeit abnutzt. Nach 3,5 Jahren Dauerbetrieb ohne Bildschirmschoner hat das Display nur noch die halbe Leuchtkraft. Mit einem aktiven Bildschirmschoner h\u00e4lt es l\u00e4nger. Der Grund f\u00fcr das Netzteil ist die Abnutzung des integrierten L\u00fcfters. Das Netzteil selbst kann aber sehr einfach ausgetauscht werden.<\/p>\n

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Praxis-Beispiel: “Berechnung der MTBF eines DAQ-Chassis\u201c:<\/u><\/h4>\n

In dieser Fallstudie berechnen wir die MTBF eines DEWETRON Datenerfassungssystems. Das DEWE3-A4L<\/a> ist ein All-in-One Datenerfassungssystem f\u00fcr Anwendungen mit kontinuierlicher Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung. Es kann mit 32 analogen Messeing\u00e4ngen ausgestattet werden und verf\u00fcgt \u00fcber ein integriertes 15,6″ Multi-Touch-Display.<\/p>\n

F\u00fcr alle Komponenten in einem DEWETRON DEWE3-A4L-Geh\u00e4use ergibt sich mittels Gleichung (2) eine MTBFgesamt<\/sub> von 28 968 Stunden (~3,3 Jahre). Das bedeutet, dass ein DEWE3-A4L Chassis voraussichtlich ~3,3 Jahre dauerhaft ohne Fehler laufen wird. \u00dcblicherweise wird jedoch ein Datenerfassungssystem wie der DEWE3-A4L nicht im 24\/7-Betrieb eingesetzt. Wenn man davon ausgeht, dass das System ~8 Stunden pro Arbeitstag verwendet wird, kann es ~10 Jahre lang ohne einen Ausfall verwendet werden.\u00a0Nach dieser Zeit ist es wahrscheinlich, dass entweder die Stromversorgung oder das Display ausgetauscht werden muss. Dies ist nach 10 Jahren eine vertretbare Instandhaltungsma\u00dfnahme, die keine gro\u00dfen Investitionen erfordert.<\/p>\n

\"DEWE3-A4L\"<\/p>\n

Figure 1: DEWE3-A4L<\/a><\/em><\/p>\n

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Praxis-Beispiel: “Berechnung der MTBF eines DAQ-Moduls”:<\/u><\/h4>\n

Die MTBF des Datenerfassungsmoduls wird hierbei separat angegeben. F\u00fcr dieses Beispiel haben wir die MTBF eines Datenerfassungsmoduls von DEWETRON berechnet. Das TRION3-1820-MULTI-4-D<\/a> Modul kann in ein DEWETRON DAQ-System wie den DEWE3-A4L eingesetzt werden und erm\u00f6glicht dem Anwender, Daten \u00fcber 4 Kan\u00e4le mit 2 MS\/s zu messen.<\/p>\n

Die TRION3-1820-MULTI-4-D Karte hat eine MTBF von 196 187 Stunden (~15,8 Jahre). Geht man von einer 8-st\u00fcndigen Nutzung pro Tag aus, ergibt sich eine Lebensdauer von ~47 Jahren.
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\"TRION-1820-MULTI-4-D\"<\/p>\n

Figure 2: TRION-1820-MULTI-4-D<\/a><\/em><\/p>\n

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Bitte beachten Sie, dass die Kalibrierung hier nicht ber\u00fccksichtigt wird. Um die Genauigkeit gew\u00e4hrleisten zu k\u00f6nnen, muss das System in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden kalibriert werden. DEWETRON garantiert die angegebene Eingangsgenauigkeit f\u00fcr 1 Jahr bei 23 \u00b0C \u00b1 5 \u00b0C.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/div>\n\n\n

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Zusammengefasst:<\/h3>\n
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MTBF ist eine statistische Gr\u00f6\u00dfe, die die Zeit zwischen reparablen Ausf\u00e4llen angibt. Sie beschreibt nicht<\/strong> die Mindestlebensdauer eines Systems. In der Designphase wird die MTBF als Indikator verwendet, um die Ausfallrate eines kombinierten komplexen Systems zu bewerten und gegebenenfalls andere Komponenten auszuw\u00e4hlen. In der Betriebsphase kann die MTBF helfen, zu beurteilen, ob ein fehlerhaftes System repariert oder ersetzt werden sollte. Weiters erleichtert die MTBF auch die zeitliche Planung von Wartungsarbeiten oder der Beschaffung von Ersatzteilen.
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