Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFZuverlässigkeitsengineering für Systeme – quantitativ, unsicherheitsbasiert und datengetrieben über den gesamten Entwicklungsprozess hinweg.
Die Abteilung System Reliability entwickelt Methoden zur Analyse der Systemzuverlässigkeit, der funktionalen Sicherheit und das Zuverlässigkeitsengineering maschinenbaulicher Systeme weiter – mit Fokus auf Nachhaltigkeit und Zirkularität, Resilienz und Sicherheit. Bewährte Methoden wie die probabilistische FMEA werden durch Ansätze ergänzt, die Unsicherheiten berücksichtigen und Last‑ sowie Beanspruchungsanalysen mit experimentellen Systemanalysen unter komplexen Bedingungen verbinden. Ein zentrales Ziel ist die Digitalisierung von Test‑ und Validierungsverfahren sowie der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und Maschinellem Lernen (ML) für eine virtualisierte Systemzuverlässigkeitsanalyse und -bewertung. So kann Zuverlässigkeitsengineering frühzeitig und zentral im Entwicklungsprozess verankert werden und die Entwicklung komplexer, sicherheitskritischer Systeme effizienter und schneller unterstützen.
Unsere Kompetenzschwerpunkte
Experimentelle und virtuelle Bewertung der Systemzuverlässigkeit und -sicherheit durch folgende Bausteine:
- Analyse und Ableitung von Lastannahmen zur Zuverlässigkeitsbewertung
- Entwicklung komplexer Teststände für maßgeschneiderte Gesamtsystemtests unter kombiniertem Einfluss von Umwelt. Medien und mechanischen Lasten
- Weiterentwicklung methodischer Fehleranalysen, insbesondere Erweiterung um probabilistische Verfahren von LCA- und Zuverlässigkeitsmethoden zur effizienteren und simultanen Bewertung beider Attribute
- System‑ und Zuverlässigkeitsanalysen unter Unsicherheit
- KI‑gestützte Ansätze für Lebensdauerprognosen und Systemklassifizierung
Mehrwert für Industrie und Partner
Zuverlässigkeit entsteht nicht erst in der abschließenden Validierung. Sie muss bereits während der Entwicklung quantifizierbar, nachvollziehbar und unter Unsicherheit bewertbar werden – als Grundlage für belastbare technische Entscheidungen.
Mit uns können Sie:
- Ausfallwahrscheinlichkeiten, Lebensdauer und Sicherheitsmargen quantifizieren und unter Unsicherheit bestimmen – statt auf deterministische Näherungen angewiesen zu sein.
- Validierungsaufwände gezielt reduzieren und Fehlannahmen früh identifizieren, durch die Verknüpfung von Last-/Beanspruchungsanalysen mit experimentellen Daten und digitalen Modellen.
- belastbare Entscheidungen bereits in frühen Entwicklungsphasen treffen und die Nachvollziehbarkeit sowie Reproduzierbarkeit der Ergebnisse verbessern, durch die Integration von KI-gestützten Prognosen und digitalisierten Testverfahren.
Um das zu erreichen, verbinden wir experimentelle, virtuelle und fehleranalytische Methoden entlang des Entwicklungszyklus zu einem durchgängigen Bewertungsansatz. In Kombination mit fundierter Beratung entsteht daraus ein flexibel einsetzbarer Methodenbaukasten, der auf die jeweiligen spezifischen Kundenprobleme zugeschnitten wird.
Kunden profitieren dadurch von einer fundierteren Entscheidungsbasis in der Entwicklung: Validierung wird zielgerichteter, Absicherungsprozesse werden nachvollziehbarer und Produktzuverlässigkeit nicht erst am Ende nachgewiesen, sondern entwicklungsbegleitend vorbereitet.
Einbindung in unsere Leistungs- und Forschungsfelder
Die Abteilung System Reliability bietet auf dieser Basis folgende Leistungsschwerpunkte:
Reliability Assessment & Lifetime Prediction
Probabilistische Methoden zur Quantifizierung von Ausfallwahrscheinlichkeiten und Lebensdauern unter Unsicherheit; Verknüpfung von Last-/Beanspruchungsanalysen mit experimentellen Daten für belastbare Prognosen und Sicherheitsbewertungen.
Digital Twins & Simulation
Aufbau und Nutzung digitaler Zwillinge zur Abbildung des Systemverhaltens unter realen und extrapolierten Betriebsbedingungen; Integration von KI/ML zur datengetriebenen Modellkalibrierung und Zustands- bzw. Lebensdauerprognose.
Validation & Prototyping
Entwicklung und Digitalisierung von Test- und Validierungsverfahren; Kombination physischer Versuche mit simulationsbasierten Ansätzen zur effizienten Absicherung komplexer Systeme unter variierenden Randbedingungen.
Sustainability and Circularity
Bewertung von Zuverlässigkeit und Lebensdauer im Kontext nachhaltiger Nutzungskonzepte; Analyse von Wiederverwendbarkeit, Degradation und Restlebensdauer als Grundlage für zirkuläre Strategien.
Consulting and Training
Methodische Beratung zur Integration von Zuverlässigkeitsengineering in Entwicklungsprozesse; Schulungen zu probabilistischen Verfahren, Unsicherheitsbewertung sowie datengetriebenen Analyse- und Prognosemethoden.