Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen (MTBF) ist eine gängige Kennzahl zur Bewertung der Zuverlässigkeit von Anlagen. Sie gibt die durchschnittliche Zeit in Stunden an, die eine Anlage, ein Bauteil oder ein System vor einem Ausfall in Betrieb ist.
Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen ist eine wichtige Kennzahl für jede Branche, in der ein Ausfall von Anlagen zu kostspieligen Ausfallzeiten, Problemen mit der Einhaltung von Vorschriften oder Sicherheitsbedenken führen kann. In diesem Artikel erörtern wir die Bedeutung der MTBF, wie sie die Wartungspraktiken verbessern kann und wie man sie anhand eines praktischen Beispiels berechnet.
Was ist die mittlere Betriebsdauer zwischen zwei Ausfällen (MTBF)?
Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen misst die erwartete produktive Lebensdauer eines Systems, einer Anlage oder einer Komponente. Sie schätzt die durchschnittliche Zeitspanne, in der die Ausrüstung zwischen zwei Ausfällen ohne Unterbrechung arbeitet.
MTBF ist eine wichtige Kennzahl, die Unternehmen bei der Überwachung der Anlagenverfügbarkeit hilft. Sie ist auch eine nützliche Methode, um die Gesamtzuverlässigkeit einer Anlage oder Einrichtung zu bewerten.
Die Verfolgung der MTBF hilft den Wartungsmanagern, Wartungsaufgaben effektiver zu planen und zu terminieren. Bei richtiger Anwendung kann MTBF den Teams auch helfen, vorherzusagen, wann eine Anlage gewartet werden muss.
Das bedeutet, dass die Anlagen umgehend die Reparaturen erhalten, die sie benötigen, um einsatzbereit zu bleiben, was zu deutlich weniger Ausfallzeiten führt. MTBF ist eine wichtige Kennzahl in der Industrie, wo Ausfallzeiten die Produktion stören und die Kosten erhöhen können. MTBF kann auch die Wartungskosten senken, indem sie bei der Festlegung von Wartungsprioritäten hilft.
Es ist jedoch auch wichtig, die Grenzen der MTBF zu erkennen. Im Allgemeinen ist die Kennzahl sehr genau und umsetzbar, aber die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen sollte nie als Garantie für die Zuverlässigkeit verwendet werden. Selbst bei einer Anlage mit einer sehr hohen MTBF kann es zu einem plötzlichen, unerwarteten Ausfall kommen.
Es ist auch ratsam zu bedenken, dass sich die mittlere Zeit zwischen den Ausfällen je nach Betriebsdauer, Umgebungsfaktoren und Einsatzbedingungen ändern kann. Wie andere Messgrößen benötigt auch die MTBF hochwertige, aktuelle Daten, um effektiv zu sein.
MTBF-Berechnung: Wie lautet die Formel für MTBF?
Die Formel für die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen ist einfach, so dass MTBF-Berechnungen leicht intern durchgeführt werden können. Verlassen Sie sich nicht auf die Schätzung eines Herstellers, um die MTBF einer Anlage zu ermitteln - es ist besser, Daten von der tatsächlichen Maschine zu verwenden, um diese Metrik zu bestimmen.
Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen ist sehr variabel und hängt von den spezifischen Betriebsbedingungen, der Nutzung und anderen Faktoren der Anlage ab. Deshalb ist es wichtig, die MTBF auf der Grundlage von Daten zu berechnen, die direkt von Ihren Anlagen stammen.
Um die MTBF zu berechnen, müssen Sie die Gesamtzahl der Betriebsstunden einer Maschine oder Komponente kennen. Sie müssen auch wissen, wie oft die Anlage in diesem Zeitraum ausgefallen ist.
Sobald Sie diese notwendigen Messungen gesammelt haben, können Sie die MTBF-Formel anwenden. Die Formel funktioniert, indem die Gesamtbetriebsstunden der Anlage durch die Anzahl der Ausfälle in diesem Zeitraum geteilt werden.
Die Formel zur Berechnung der mittleren Betriebsdauer zwischen zwei Ausfällen (MTBF) lautet
Betriebsstunden / Anzahl der Ausfälle = MTBF
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Berechnung der mittleren Zeit zwischen zwei Ausfällen (Mean Time Between Failures)
Zur Berechnung der MTBF sind nur drei Schritte erforderlich.
Schritt eins: Ermitteln Sie die Gesamtbetriebsstunden der fraglichen Anlage. Ihr computergestütztes Instandhaltungsmanagementsystem (CMMS) sollte die Betriebsstunden bereits erfassen, so dass die Ermittlung dieser Daten einfach sein sollte. Andernfalls können Sie die Maschinenbetriebszeit anhand von Aufzeichnungen über die Anlagennutzung und Arbeitsaufträgen berechnen.
Zweiter Schritt: Ermitteln Sie die Anzahl der Ausfälle, die während der Betriebszeit an der Anlage aufgetreten sind. Wenn Sie sich über die Ausfallrate nicht sicher sind, verwenden Sie die Berichtsfunktion Ihres CMMS. Die Historie von Arbeitsaufträgenund Wartungsplänen liefert genügend Daten, um die Gesamtzahl der Ausfälle zu ermitteln.
Dritter Schritt: Berechnen Sie die MTBF anhand der Formel. Nehmen Sie die Gesamtzahl der Betriebsstunden und teilen Sie diese durch die Anzahl der Ausfälle, um die durchschnittliche Anzahl der Betriebsstunden zwischen den Ausfällen zu erhalten.
Hier sehen Sie, wie die MTBF-Berechnung in der Praxis aussieht:
MTBF-Berechnung: Ein Beispiel aus der Praxis
Stellen Sie sich vor, dass eine Pumpe 1.000 Stunden lang läuft und viermal ausfällt. Mit der Formel würden Sie die MTBF der Anlage wie folgt berechnen:
1000 Betriebsstunden / 4 Ausfälle = 250
Die mittlere Zeit zwischen den Ausfällen dieser Pumpe würde 250 Stunden betragen.
Die MTBF-Formel ist einfach, aber sie erfordert eine Vielzahl genauer Daten. Deshalb ist CMMS ein entscheidender Faktor bei der Verfolgung der MTBF und anderer Metriken. CMMS-Programme fungieren als zentraler Speicher für alle Daten einer Anlage, wie z. B. Betriebsstunden und die Anzahl der Ausfälle. Sie speichern alle wichtigen Informationen an einem leicht zugänglichen Ort.
Mit einem CMMS können Sie auch aus der Ferne auf die benötigten Daten zugreifen. Es verfolgt auch automatisch viele Messwerte, so dass Sie Trends im Laufe der Zeit schnell erkennen können, was die Verwaltung der Lebenszyklen von Anlagen und des Bestands erleichtert.
Warum ist es wichtig, die MTBF zu berechnen?
Die MTBF ist eine wichtige Kennzahl für Wartungsteams, die daran arbeiten, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Lebensdauer von Anlagen zu verlängern. Die Kenntnis der mittleren Zeit zwischen den Ausfällen gibt den Wartungsmanagern Einblicke in den Zustand der Anlagen und hilft ihnen, fundierte Vorhersagen über den zukünftigen Wartungsbedarf zu treffen.
Die Kosten ungeplanter Ausfallzeiten können verheerend sein. Aber je mehr Sie über die MTBF wissen, desto leichter können Sie Ausfälle vermeiden.
Die Verfolgung der MTBF hilft den Teams:
- Ermittlung von Risikobereichen und Planung von Strategien zum Schutz wichtiger Vermögenswerte
- Bewertung der Wirksamkeit von Instandhaltungsstrategien und Arbeitsabläufen
- fundierte Entscheidungen über den Ersatz oder die Reparatur von Geräten zu treffen
- Verbesserung der Bestands- und Ersatzteilverwaltung
Häufige Verwendungen von MTBF
Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen ist einer der am häufigsten verwendeten Leistungsindikatoren (KPI) im Anlagenmanagement. Diese Kennzahl wird sehr geschätzt, da sie Aufschluss über die Nutzungsdauer einer Anlage gibt.
Jedes Unternehmen, das zur Erreichung seiner Ziele auf komplexe Maschinen angewiesen ist, profitiert von der Berechnung der mittleren Zeit zwischen zwei Ausfällen. MTBF wird in vielen Bereichen verwendet, ist aber besonders wichtig in Branchen wie:
- Automobilindustrie
- Lebensmittel und Getränke
- Biowissenschaften
- Öl und Gas
- Bergbau
Wartungs-, Reparatur- und Betriebsteams (MRO) verwenden MTBF, um:
- Bewerten Sie die Leistung von Vermögenswerten
- Bewertung der Stärken und Schwächen des MRO-Teams und Messung der Wirksamkeit neuer MRO-Strategien
- Planung von vorbeugenden Wartungsplänen, damit die Wartungsteams Reparaturen bei Bedarf und nicht nach einem willkürlichen Zeitplan durchführen
- Verbesserung der Verwaltung des Ersatzteilbestands, um sicherzustellen, dass die Besatzungen immer die benötigten Teile zur Hand haben
- Treffen Sie datengestützte Entscheidungen darüber, wann Anlagen repariert oder ersetzt werden müssen, basierend auf der Häufigkeit und den Kosten der Reparaturen
- Identifizierung von Geräten und Prozessen, die zu Umsatzverlusten beitragen
Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für die Verwendung von MTBF in verschiedenen Bereichen:
In der Automobilindustrie verwenden Unternehmen MTBF, um die Zuverlässigkeit von Motoren, Getrieben und Bauteilen zu bewerten.
In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie nutzen MRO-Teams die MTBF, um zu gewährleisten, dass die Ausrüstung für die Lebensmittelsicherheit stets einsatzbereit ist. Diese Kennzahl ist auch nützlich, um die Energieeffizienz zu verbessern, indem sichergestellt wird, dass energieintensive Geräte wie Kühlschränke in gutem Zustand bleiben.
In der Biowissenschaftsbranche nutzen Teams die MTBF, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und die Geräte in optimalem Zustand zu halten. Verlangsamungen aufgrund von Gerätefehlfunktionen können Produktchargen beschädigen oder teure Verzögerungen verursachen. Die Optimierung der Anlagenleistung hilft, solche Verzögerungen zu vermeiden und eine gleichmäßige Produktion zu gewährleisten.
Vorteile und Nachteile der Verwendung von MTBF
Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen ist eine beliebte Kennzahl, weil sie sich bewährt hat: MRO-Teams vertrauen darauf, dass sie Ergebnisse liefert. Gleichzeitig hat jeder KPI auch seine Nachteile. Hier sind einige der Vor- und Nachteile der Verwendung von MTBF.
Vorteile der Verwendung von MTBF für Wartung und Zuverlässigkeit
Die Berechnung der mittleren Zeit zwischen zwei Ausfällen einer Anlage kann die Ausfallzeiten drastisch reduzieren. MTBF gibt Ihnen ein gutes Gefühl dafür, wann eine Maschine wahrscheinlich Probleme haben wird, so dass Ihr Personal frühzeitig Reparaturen durchführen und Ausfällen zuvorkommen kann.
In ähnlicher Weise hilft die MTBF den MRO-Teams bei der Planung effektiver vorbeugender Wartungspläne. Anhand der MTBF wissen Sie ungefähr, wie lange eine Komponente hält, bevor sie ersetzt werden muss, und wie lange eine Maschine laufen kann, bevor sie routinemäßig gewartet werden muss. Dies kann auch Ihre Wartungskosten senken, da Ihre Mitarbeiter Wartungsaufgaben erst dann durchführen, wenn sie wirklich notwendig sind.
MTBF verbessert das Bestandsmanagement, indem es den Teams hilft, genau zu planen, wann sie Ersatzteile vorrätig haben müssen.
Langfristig gesehen verlängert die MTBF die Lebensdauer von Anlagen und verbessert die Produktivität. Gut gewartete Anlagen haben eine längere Nutzungsdauer und erbringen Höchstleistungen. Dies verbessert die Produktionsgeschwindigkeit und kann auch die Produktqualität steigern.
Und schließlich kann die MTBF die Sicherheit erhöhen, sowohl in Ihrer Anlage als auch bei Ihren Produkten. Eine datengesteuerte Instandhaltung führt zu standardisierten und vorhersehbaren Prozessen, die zu sichereren Bedingungen am Arbeitsplatz führen, da es weniger Raum für menschliche Fehler gibt. In Sektoren wie Biowissenschaften sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie können gut gewartete Anlagen den Unterschied zwischen sicheren, hochwertigen Produkten und inkonsistenten Produkten, die entsorgt werden müssen, ausmachen.
Nachteile der Verwendung von MTBF als Leistungskennzahl
Je nach den Umständen kann die Berechnung der MTBF schwierig sein. Auch wenn die Formel an sich einfach ist, beruht sie auf Daten, auf die nicht jedes Team zugreifen kann. Wenn Sie keine genauen Informationen über die Betriebszeit oder die Anzahl der Ausfälle einer Anlage haben, ist es unmöglich, die mittlere Zeit zwischen den Ausfällen korrekt zu bestimmen.
Wenn Ihre Daten nur einen kurzen Zeitraum abdecken, werden Ihre MTBF-Ergebnisse den tatsächlichen Zustand der Anlage wahrscheinlich nicht genau wiedergeben. Die Verwendung eines CMMS stellt sicher, dass Sie immer Zugang zu zuverlässigen und genauen Daten haben.
Es ist auch wichtig, daran zu denken, dass die MTBF nur eine Kennzahl ist: isoliert betrachtet liefert sie nicht genügend Informationen, um eine effektive Wartungsstrategie zu entwickeln. Die Berechnung der mittleren Zeit zwischen zwei Ausfällen gibt beispielsweise keinen Aufschluss über die Grundursache jedes Ausfalls. Sie berücksichtigt auch nicht den Schweregrad der einzelnen Ausfälle oder die Zeit, die für die Reparatur der Anlage benötigt wird. Deshalb ist es so wichtig, die MTBF zusammen mit anderen Wartungs-KPIs zu berechnen.
Verwandte KPIs für die Instandhaltung
Um ein umfassendes Bild des Zustands einer Anlage zu erhalten, ist es sinnvoll, mehrere KPIs gleichzeitig zu verfolgen. Hier sind einige der Wartungsmetriken, die eng mit der MTBF zusammenhängen.
Mittlere Zeit bis zur Reparatur (MTTR)
Die mittlere Reparaturzeit(MTTR) misst, wie lange es dauert, eine Anlage nach einem Ausfall zu reparieren oder wiederherzustellen. Diese Kennzahl wird verwendet, um den Gesamtzustand einer Anlage zu beurteilen, da die Reparatur älterer Geräte oft länger dauert. MTTR ist auch eine gute Möglichkeit, Ihr Wartungsprogramm zu bewerten und verbesserungsbedürftige Bereiche zu identifizieren.
Mittlere Zeit bis zum Versagen (MTTF)
Die mittlere Zeit bis zum Ausfall(MTTF) wird oft mit der MTBF verwechselt. Zur Klarstellung: MTTF ist die durchschnittliche Zeit, die ein nicht reparierbares Wirtschaftsgut bis zum Ausfall in Betrieb bleibt. Diese Kennzahl misst die gesamte Nutzungsdauer einer Anlage, bevor sie ersetzt werden muss.
MTBF hingegen misst die Zeitspanne, die vergeht, bis eine Anlage repariert werden muss.
Betriebszeit
Die Betriebszeit gibt den Prozentsatz der Zeit an, in der eine Anlage betriebsbereit ist. Sie wird berechnet, indem die Gesamtzahl der Minuten der Maschinenverfügbarkeit durch die Gesamtzahl der Minuten an einem Arbeitstag (oder in einer Woche, einem Monat oder einem Jahr) geteilt wird. Die Betriebszeit ist eine nützliche Kennzahl, da sie einen schnellen und umfassenden Überblick über die Verfügbarkeit einer Anlage bietet.
Produktionseffizienz
Die Produktionseffizienz misst, wie effizient ein Unternehmen seine verfügbaren Ressourcen nutzt. Diese Kennzahl ist nützlich, um Einblicke in Fertigungsverfahren, Workflow-Management und Verschwendung zu erhalten. Sie kann auch ein starker Anreiz für Teams sein, Verbesserungen vorzunehmen - und sie kann Unternehmen dazu ermutigen, sich andere Kennzahlen wie MTBF genauer anzusehen.
Wie man die MTBF verbessert
Es gibt einige wichtige Möglichkeiten, um die MTBF einer Anlage zu erhöhen.
- Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihre Daten genau sind, indem Sie ein vertrauenswürdiges System wie ein CMMS verwenden. Sie benötigen eine Vielzahl präziser und zuverlässiger Daten, um die aktuellsten Messwerte zu erhalten.
- Setzen Sie als Nächstes Ihre Messdaten in die Tat um. Verwenden Sie die berechnete MTBF, um einen maßgeschneiderten Plan zur vorbeugenden Wartung für jede Anlage zu erstellen. Sie haben nun eine gute Vorstellung davon, wann Ihre Ausrüstung ausfallen sollte, und können die notwendigen Wartungsmaßnahmen vor diesem Zeitpunkt planen.
- Wenn Geräte ausfallen, ist es am besten, eine Ursachenanalyse (RCA) durchzuführen. Richtig durchgeführt, kann die Ursachenanalyse Ihnen helfen, das zugrundeliegende Problem zu verstehen, das den Ausfall Ihrer Anlage verursacht hat. So können Sie genau bestimmen, welche Wartungsaufgaben Ihr Team durchführen muss, um zukünftige Ausfälle zu verhindern.
- Schließlich ist die Implementierung eines vorausschauenden Wartungsprogramms eine der besten Möglichkeiten, die MTBF zu verbessern. Die vorausschauende Instandhaltung nutzt die Daten der zustandsüberwachung , um Anlagenfehler in den frühesten Stadien zu erkennen - lange bevor sie zu einem Ausfall führen. Die vorausschauende Wartung bietet ein Frühwarnsystem, das vor Maschinenausfällen schützt und die mittlere Zeit zwischen Ausfällen verbessert.
Ein gutes CMMS - wie eMaint - kann dazu beitragen, die MTBF zu verbessern, indem es die Datenerfassung erleichtert, bei der Festlegung von Wartungsprioritäten hilft und die Daten der zustandsüberwachung analysiert. Das Ergebnis ist ein rationalisierter, vorausschauender Wartungsansatz, der zu mehr Effizienz und einer deutlichen Reduzierung der Ausfallzeiten führt.
Sprechen Sie mit einem Spezialisten, um zu erfahren, wie ein CMMS dabei helfen kann, Wartungs-KPIs zu verfolgen und die Wartungspraktiken Ihres Teams zu verbessern.
