Definition und Bedeutung:
Verfügbarkeit (engl. Availability) ist eine zentrale Kennzahl in der Zuverlässigkeitstechnik, die die Wahrscheinlichkeit angibt, dass ein System, eine Maschine oder eine Komponente zu einem bestimmten Zeitpunkt oder über einen bestimmten Zeitraum hinweg ordnungsgemäß funktioniert und für den beabsichtigten Einsatz bereitsteht. Sie ist ein Maß dafür, wie selten ein System ausfällt und wie schnell es nach einem Ausfall wieder in Betrieb genommen werden kann.
Die Verfügbarkeit wird oft als Prozentsatz oder als Verhältnis von Betriebszeit zu Gesamtzeit ausgedrückt.
$$ text{Verfügbarkeit} = frac{text{MTBF}}{text{MTBF} + text{MTTR}} $$
Wobei MTBF die mittlere Zeit zwischen Ausfällen und MTTR die mittlere Zeit bis zur Reparatur ist.
Maßnahmen zur Erhöhung der Verfügbarkeit:
- Redundanz: Das wichtigste Prinzip zur Erhöhung der Verfügbarkeit. Durch den Einsatz von mehrfachen, parallelen Komponenten (z.B. redundante SPS-CPUs, redundante Netzwerke) kann das System den Ausfall einer Komponente kompensieren und weiterlaufen.
- Fehlertoleranz: Systeme, die auch bei Fehlern weiterarbeiten können.
- Hot-Swap-Fähigkeit: Komponenten können im laufenden Betrieb ausgetauscht werden.
- Predictive Maintenance (Vorausschauende Wartung): Vorhersage von Ausfällen, um Wartungsarbeiten proaktiv und planbar durchzuführen und ungeplante Stillstände zu vermeiden.
- Effiziente Wartung: Kurze MTTR durch schnelle Diagnose und Ersatzteilmanagement.
- Robuste Bauweise: Verwendung von industrietauglichen Komponenten, die für raue Umgebungen ausgelegt sind.
- Standardisierung: Vereinfacht Wartung und Ersatzteilbeschaffung.
Relevanz in der Automatisierungstechnik:
Eine hohe Verfügbarkeit ist in industriellen Automatisierungssystemen von höchster Bedeutung, da ein Anlagenstillstand erhebliche Kosten und Folgen haben kann:
- Produktionsverluste: Hauptgrund für hohe Kosten bei Ausfällen.
- Qualitätsverluste: Prozessunterbrechungen können die Produktqualität beeinträchtigen.
- Sicherheitsrisiken: Bei kritischen Prozessen.
- Vertragsstrafen: Bei Nichteinhaltung von Lieferterminen.
Für kritische Anlagen (z.B. in der Prozessindustrie, Automobilfertigung) werden oft Verfügbarkeitsraten von 99,9 % („drei Neunen“) oder sogar 99,999 % („fünf Neunen“) angestrebt.
→ Siehe auch: Redundanz, MTBF (Mean Time Between Failures), MTTR (Mean Time To Repair), Ausfallsicherheit, Predictive Maintenance, Hot-Swap, Stillstandszeit
