Chemie und Prozesstechnik
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Organisationseinheit der BAM
Zuverlässigkeitsbetrachtungen bei der Ultraschallprüfung von Radsatzwellen im Ausbildungsbetrieb
(2019)
Im Rahmen des UT1 E W im Ausbildungszentrum Wittenberge der DGZfPwurden statistische Untersuchungen am Beispiel der Radsatzwellenprüfung mit Testradsatzwellen durchgeführt. Diese Untersuchungen hatten zum Ziel, die wesentlichen Einflussparameter bei der Handprüfung auf das Prüfergebnis zu evaluieren. Im Rahmen der Zuverlässigkeitsbetrachtung wurden die ProbabilityofDetection(POD) und die Nachweisgrenzen ermittelt.Die durchgeführte Studie zeigt, dass die Bewertung der gesamten Zuverlässigkeit der ZfP komplex ist. Dieses verlangt eine detaillierte Versuchsplanung und die Einbeziehung von unterschiedlichen Faktoren, von den Anwendungsparametern bis hin zu den komplexen menschlichen und organisatorischen Faktoren. Die im Rahmen der Studie ermittelten Ergebnisse lassen aufgrund der geringen Anzahl an Testreflektoren keine allgemeingültige Übertragung auf beliebige Korbbogen-geometrienund Reflektorgeometrienzu.
Bruchmechanische Untersuchungen werden zur Vorhersage der Lebensdauer und der Wartungszyklen benutzt. Dabei wird davon ausgegangen, dass auch Objekte ohne detektierte Anzeigen Materialfehler mit einer Reflektivität kleiner der Nachweisgrenze aufweisen können. Keine detektierte Anzeige bedeutet daher für Bauteilauslegung, dass sie eine konservative Annahme machen müssen: es wird angenommen, dass das Bauteil Materialfehler in Größe der Nachweisgrenze enthält. Dies macht die Nachweisgrenze zu dem die Lebensdauer limitierenden Faktor. Bei probabilistischen Methoden wird zusätzliches Wissen, wie Zuverlässigkeit und Fehlerauffindwahrscheinlichkeiten bei der zerstörungsfreien Prüfung mit in die Berechnung einbezogen, um zu konservative Annahmen zu vermeiden. Ziel ist es eine Model-Assisted-POD aufzubauen mit der die reale volumetrische Ultraschallprüfung großer Schmiedeteile nachgebildet werden kann. Die resultierende POD soll im Weiteren in bruchmechanischen Betrachtungen Verwendung finden. In vorangegangenen Arbeiten [Preißel2015] wurde dazu der Einfluss des Prüfrasters nach der DGZfP-Richtlinie US 07:2014 auf die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (parametrisch) simulativ betrachtet und die Simulationstechnik experimentell validiert. In diesem Paper werden die Ergebnisse von Preißel überprüft und um eine Prüfraster-Summen-POD, die das Szenario der realen Bauteilprüfung beschreibt, erweitert. Zudem wird eine experimentell validierte, simulative, nicht-parametrische POD für schrägliegende Defekte aufgebaut. Schließlich werden erste Untersuchungen zur Defektmorphologie vorgestellt. Diese Arbeit ist im Rahmen eines Studenten-Stipendiums der DGZfP entstanden.
Background: We deal with interlaboratory experiments (collaborative studies) in which k participating laboratories, selected randomly from a population of laboratories, use samples from one and the same material or matrix. They perform binary microbiological measurements for which the measurement results are either “0” (target microorganisms not detected) or “1” (target microorganisms detected). The performance of such a measurement method is described by its probability of detection (POD) function, i.e., the POD as a function of the contamination of the sample (CFU per gram or CFU per milliliter), or by the level of detection (LODp), i.e., the contamination level of the sample that is detected (measurement result “1”) with a specified probability p. Objective: We derive an approximate statistical analysis that is simple enough to be implemented in a spreadsheet application.
Methods: Under the assumption of a Poisson distribution of the number of CFU in the samples, we estimate the mean POD function of the laboratories and the SD of the laboratory effect based on a complementary log-log model, a special case of the Generalized Linear Model in the special situation in which the contamination level is known by means other than the POD. The estimates are obtained by maximization of the Laplace approximation of the likelihood function. By simulation, a bias correction factor for the estimate of the SD is obtained. With the estimated POD function, LODs can be estimated. The model can also be used to evaluate the relative LOD of an alternative method with repect to a reference method.
Results: The EXCEL program PODLOD-interlab_ver1.xls for this method of statistical analysis can be downloaded from http://www.wiwiss.fu-berlin.de/fachbereich/vwl/iso/ehemalige/wilrich.
Highlights: A simple approximate statistical method for the estimation of the POD and LOD is derived. The method also allows the estimation of the RLOD of an alternative Microbiological Methods Received December 11, 2018. Accepted by AH April 5, 2019. Estimation of the POD Function and the LOD of a Binary Microbiological Measurement Method from an Interlaboratory Experiment Basil Jarvis, Ross Biosciences Ltd, Upton Bishop, Ross-on-Wye HR9 7UR, United Kingdom; Cordula Wilrich, Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung, Unter den Eichen 87, D-12205 Berlin, Germany; Peter-Theodor Wilrich, Freie Universität Berlin, Institut für Statistik und Ökonometrie, Garystrasse 21, D-14195 Berlin, Germany.
DOI: https://doi.org/10.5740/jaoacint.18-0412
method with respect to reference method. The method is implemented in an EXCEL program that can be downloaded from http://www.wiwiss.fu-berlin.de/fachbereich/vwl/iso/ehemalige/wilrich.