Warum Zuverlässigkeit wichtig ist

Für den Begriff „Zuverlässigkeit“ existiert keine eindeutige Definition. Aus diesem Grund sollen zunächst die Anforderungen an ein ZfP-System sowie die Unterscheidung zwischen einem zuverlässigen und einem unzuverlässigen System geklärt werden. Bei dem Versuch die Zuverlässigkeit eines ZfP-Systems zu definieren, wird teilweise auf die allgemeine Bewertung eines Messsystems zurückgegriffen. Hierbei steht die Genauigkeit eines Messsystems im Vordergrund. Die Genauigkeit teilt sich in Präzision und Richtigkeit auf. Die Richtigkeit beschreibt den systematischen Fehler bei der Messung. Die Präzision wird als die Nähe der Messpunkte zueinander bezeichnet.

Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass die Bestimmung eines Messfehlers oder der Genauigkeit teilweise nicht den Ansprüchen und dem gewünschten Nutzen eines Kunden hinsichtlich der Fähigkeit eines Systems entspricht. Dies gilt besonders für ein ZfP-System, da dessen Versagen nicht zu klaren Folgen führt. So ist beispielsweise

ein nicht detektierter Materialfehler nicht gleichzusetzen mit dem Ausfall des getesteten Prüfstücks.

 

Im zweiten amerikanisch-europäischen Workshop über ZfP-Zuverlässigkeit wurde Folgendes über die Zuverlässigkeit von ZfP-Systemen definiert: Die Zuverlässigkeit von ZfP-Systemen ist der Fähigkeitsgrad, nach dem das ZfP-System seine Anforderung bezüglich Detektion, Charakterisierung und Fehlalarme erfüllt. Die Anforderungen sind folgendermaßen definiert:

 

  • Detektion beschreibt das Auffinden eines vorhandenen Defekts;
  • Charakterisierung teilt sich in:

– Positionsbestimmung, Größenanzeige;

– Klassifizierung; d.h. die Benennung und Bewertung der Anzeige hinsichtlich Defektart;

  • Fehlalarm drückt die Fehlbewertung oder Missinterpretation eines defektfreien oder unkritischen Bauteils aus.

 

Das Detektieren von Defekten stellt einen essentiellen Schritt eines zuverlässigen ZfP-Systems dar, da sonst keine weitere Charakterisierung möglich ist. Daher liegen bei vielen Bewertungen der ZfP-Zuverlässigkeit die Defektdetektion im Fokus. Ein damit verwandter Definitionsansatz für die Zuverlässigkeit von ZfP-Systemen betrachtet die Teilbereiche, die auf das Ergebnis der Prüfung wirken:

  • innewohnende Faktoren (engl. intrinsic capability), die die physikalische Eigenschaft des Prüfsystems bezeichnen (Prüfsensoren, Hilfsmittel für die Prüfung, Manipulator, usw.)
  • Anwendungsfaktoren (engl. application parameter), die auf die Prüfung wirken (Ankopplung, sonstige Rauschquellen, Einflüsse der Umwelt, etc.)
  • menschliche Faktoren (engl. human factors), die einen Einfluss auf die Prüfung haben (z.B. Faktoren aus der Umgebung des Menschen, der Organisation, der Arbeit wie auch menschliche oder individuelle Charakteristika, die einen sicherheitsrelevanten Einfluss auf das Arbeitsverhalten haben.)
  • inner- und außer-organisatorische Einflussfaktoren (engl. organisational context – organisatorische
  • Prozesse der Prüfplanung und Prüfdurchführung, kulturelle Einflüsse, etc.)

 

Aus Sicht der Fähigkeit Defekte zu detektieren, erfüllt ein ZfP-System seine Aufgabe zuverlässig, wenn nach der Abfrage, ob ein Defekt im Bauteil vorhanden ist, eine wahrheitsgemäße Antwort zurückgemeldet wird.

Für die Bewertung eines ZfP-Systems gibt es zwei unterschiedliche Ansätze. Der auf Normen basierte Ansatz, der überwiegend in Europa zum Einsatz kommt, und ein Leistungsnachweis (engl. performance demonstration), der im US-amerikanischen Gebiet überwiegt. Im optimalen ZfP-Managementkonzept müssen sowohl die minimalen Anforderungen aus Sicht der Normen als auch die probabilistischen Anforderungen umfassend untersucht werden. Außerdem sollte der Prozess als Gesamtkontext in die reale Prüfumgebung eingebettet werden:

Die Normen und Richtlinien schreiben die Mindestvoraussetzung des Verfahrens im geregelten Bereich vor. Die probabilistischen Anforderungen schätzen realistisch die tatsächliche Fähigkeit des Systems hinsichtlich möglicher Fehlentscheidungen ab. Hat ein System den Qualifizierungsprozess durchlaufen, müssen, für den tatsächlichen Einsatz, noch weitere Einflüsse betrachtet werden (z.B. in der Produktionsprüfung): Umwelteinflüsse, menschliche Faktoren oder organisatorische Einflüsse.