B10d: definition, berechnung und anwendungen
Date: 24/04/2026
Der rechtliche Rahmen
In Europa müssen Hersteller die EU-Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 einhalten. Diese ersetzt die vorherige Maschinenrichtlinie und führt strengere Anforderungen an die Maschinensicherheit ein, einschließlich der Zuverlässigkeit sicherheitsrelevanter Steuerungssysteme. Zum Nachweis der Konformität greifen Hersteller meist auf harmonisierte Normen wie ISO 13849-1 und IEC 61508 zurück. Diese bieten Methoden zur Entwicklung und Bewertung von Architekturen für funktionale Sicherheit.
B10d zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit
Innerhalb dieser Normen ist B10d ein wichtiger Parameter zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit mechanischer und elektromechanischer Komponenten in Sicherheitsfunktionen. Komponenten wie Drucktaster und Schalter werden häufig anhand dieser Kennzahl bewertet.
Für Hersteller von Geländefahrzeugen ermöglichen die B10d-Werte den Ingenieuren die Berechnung der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls sicherheitsrelevanter Systeme pro Betriebsstunde entsprechend ihrem Einsatzprofil und die Überprüfung, ob die Maschine das erforderliche Leistungsniveau (PL) gemäß ISO 13849-1 erreicht. Durch die Auswahl von Komponenten mit gut dokumentierten B10d-Werten können die Ingenieure Steuerungssysteme entwickeln, die den rechtlichen Anforderungen entsprechen und gleichzeitig die langfristige Sicherheit und Zuverlässigkeit während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs gewährleisten.
B10d: Definition
Der B10d-Wert gibt die Anzahl der Zyklen an, nach denen 10 % der Komponenten einer Population gefährlich ausgefallensind.
Er ist ein statistischer Indikator, der aus Lebenszyklustests abgeleitet wird und besonders relevant für elektromechanische Komponenten wie Drucktaster, Schalter und Joysticks ist.
Im Gegensatz zu einfachen Lebensdauerkennzahlen konzentriert sich der B10d-Wert speziell auf gefährliche Ausfälle, also Ausfälle, die zu einer Gefahrensituation führen können, wenn sie nicht erkannt oder behoben werden. Daher ist er ein kritischer Parameter beim Design sicherheitsrelevanter Steuerungssysteme.
💡 Der B10d-Wert stellt die Anzahl der Zyklen dar, bei der 10 % einer Population von Komponenten gefährlich ausgefallen sind.
Unser Prüfstand zur Berechnung des B10d-Werts unserer Produkte.
Von B10d zu MTTFd: Ein wichtiger Schritt zur Konformität mit ISO 13849
Die Maschinensicherheitsnorm ISO 13849-1 fordert die Bestimmung der MTTFd (mittlere Zeit bis zum gefährlichen Ausfall) für jede Komponente, die an einer Sicherheitsfunktion beteiligt ist.
Die MTTFd gibt die durchschnittlich erwartete Zeit bis zum Auftreten eines gefährlichen Ausfalls in Jahren an.
Sie ist eine grundlegende Eingangsgröße zur Bestimmung des Leistungsniveaus (PL) eines sicherheitsrelevanten Steuerungssystems.
Bei Komponenten, die zyklisch arbeiten (z. B. Schalter), lässt sich MTTFd nicht ohne Berücksichtigung der Nutzung direkt definieren. Hier ist B10d unerlässlich.
Der Zusammenhang zwischen B10d und MTTFd hängt vom Einsatzprofil ab, insbesondere von:
Der mittleren Anzahl der Arbeitsgänge pro Jahr (nop)
Dem Anwendungsarbeitszyklus
Anhand dieser Daten können die Ingenieure B10d in MTTFd umrechnen und in die Gesamtsicherheitsberechnung integrieren.
MTTFd = B10d / (0,1 × nop)
Der MTTFd-Wert wird anschließend zur Bestimmung des Leistungsniveaus (PL) der Sicherheitsfunktion gemäß ISO 13849-1 verwendet.
Integration von B10d in Sicherheitsberechnungen auf Systemebene
Nach der Umrechnung in MTTFd wird der Wert in folgende Bereiche integriert:
Berechnungen des Leistungsniveaus (PL) nach ISO 13849,
IEC 61508 – Bewertungen des Sicherheitsintegritätsniveaus (SIL): MTTFd kann in PFHd umgerechnet werden, welches dann in die SIL-Bewertung einfließt.
Auf Systemebene ermöglicht dies den Ingenieuren:
Quantifizierung der Wahrscheinlichkeit eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde (PFHd)
Validierung, dass die gesamte Sicherheitsfunktion die angestrebten Risikominderungsniveaus erreicht
Optimierung der Systemarchitektur (Redundanz, Diagnose, Fehlertoleranz)
Dieser Ansatz gewährleistet, dass die Sicherheit nicht nur den Anforderungen entspricht, sondern auch über den gesamten Lebenszyklus der Maschine hinweg robust ist.
So trägt MTTFd zum Leistungsniveau (PL) bei
In ISO 13849 wird die Gesamtrisikominderung durch eine Kombination aus Folgendem erreicht:
Komponentenzuverlässigkeit: MTTFd → Häufigkeit gefährlicher Ausfälle
Diagnoseabdeckung: DCavg → Genauigkeit der Erkennung gefährlicher Ausfälle
und Systemarchitektur: Kategorie → Fehlertoleranz des Systems
Komponentenzuverlässigkeit (MTTFd) | Diagnoseabdeckung (DCavg) | Systemarchitektur (Kategorie) | Typisch erreichbares PL |
Niedrig | Keines/Niedrig | B oder 1 | PL a – b |
Mittel | Niedrig | 1 oder 2 | PL b – c |
Mittel | Mittel | 2 oder 3 | PL c – d |
Hoch | Mittel | 3 | PL d |
Hoch | Hoch | 4 | PL e |
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