Weibull-Verteilung berechnen

Der Rechner wertet die Weibull-Verteilung mit zwei Parametern an einer Stelle x aus und liefert die üblichen Kennwerte der Zuverlässigkeit bis zur B10-Lebensdauer.

Beispiel: Formparameter k (β) 2 · Skalenparameter λ (η) 10 · Stelle x (z. B. Zeit oder Last) 5 · Wahrscheinlichkeit für das Quantil (%) 10 → Ergebnis: F(5) = 0,221199, f(5) = 0,0778801. Quelle: NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, 1.3.6.6.8 Weibull Distribution: pdf, cdf, hazard function, percent point function, mean Γ((γ+1)/γ), median ln(2)^(1/γ), mode and standard deviation (read 14.10.2026). Stand: .

k < 1: Frühausfälle, k = 1: konstante Rate (Exponentialverteilung), k > 1: Verschleiß.
Charakteristische Lebensdauer: bis x = λ sind 63,2 % ausgefallen.
10 % ergibt die B10-Lebensdauer.
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Ergebnis

Ergebnis
F(5) = 0,221199, f(5) = 0,0778801
Alle Werte
GrößeWert
Verteilungsfunktion F(5) = P(X ≤ 5)0,221199
Zuverlässigkeit R(5) = P(X > 5)0,778801
Dichte f(5)0,0778801
Ausfallrate h(5)0,1
Mittelwert λ·Γ(1 + 1/k)8,86227
Median λ·(ln 2)^(1/k)8,32555
Modus7,07107
Standardabweichung4,63251
Quantil für 10 % (bis dahin fallen 10 % aus)3,24593
Berechnet für die zweiparametrige Weibull-Verteilung (Lage 0) mit den Formeln des NIST/SEMATECH-Handbuchs; Werte mit sechs gültigen Stellen.

So wird gerechnet

Die Weibull-Verteilung hat die Verteilungsfunktion F(x) = 1 − e^(−(x/λ)^k) und die Dichte f(x) = (k/λ)·(x/λ)^(k−1)·e^(−(x/λ)^k). Mit k = 2, λ = 10 und x = 5 ist die Ausfallwahrscheinlichkeit bis x gleich 0,221199, die Dichte 0,0778801.

Formeln

An der Stelle x = λ ist F immer 1 − e^(−1) ≈ 0,632121, egal wie groß k ist – deshalb heißt λ charakteristische Lebensdauer. Mit k = 1 wird die Weibull-Verteilung zur Exponentialverteilung, mit k = 2 zur Rayleigh-Verteilung.

Einfluss des Formparameters (λ = 10, x = 5)

kF(5)MittelwertMedianB10
0,50,506931204,804530,111008
10,393469106,9314721,053605
20,2211998,8622698,3255463,245928
3,50,0845958,9974729,0057855,257328

Ein kleines k streut die Ausfälle weit: Bei k = 0,5 fällt die Hälfte vor 4,80453 aus, obwohl der Mittelwert 20 beträgt. Ein großes k bündelt sie um λ. Verwandt: Normalverteilung und Poisson-Verteilung.

Grenzen

Das Tool nutzt die zweiparametrige Form (Lageparameter μ = 0). Es wertet die Verteilung für bekannte Parameter aus; k und λ aus Ausfalldaten schätzt es nicht.

Häufige Fragen

Was bedeuten k und λ bei der Weibull-Verteilung?

k ist der Formparameter: unter 1 sinkt die Ausfallrate, bei 1 ist sie konstant, über 1 steigt sie. λ ist die charakteristische Lebensdauer: bis x = λ sind 63,2 % ausgefallen.

Wie berechne ich F(x) der Weibull-Verteilung?

F(x) = 1 − e^(−(x/λ)^k). Für k = 2, λ = 10, x = 5: 1 − e^(−0,25) ≈ 0,221199.

Wie groß ist der Erwartungswert der Weibull-Verteilung?

λ·Γ(1 + 1/k). Für k = 2 und λ = 10 sind das 10·Γ(1,5) ≈ 8,862269.

Was ist die B10-Lebensdauer?

Die Zeit, bis 10 % der Einheiten ausgefallen sind: λ·(−ln 0,9)^(1/k). Für k = 2, λ = 10 rund 3,245928.

Ist die Exponentialverteilung eine Weibull-Verteilung?

Ja, mit k = 1 wird die Weibull-Verteilung zur Exponentialverteilung mit Mittelwert λ.

Quellen und Rechtsgrundlagen

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