Lean Maintenance: MTBF und MTTR - Berechnungstabelle



Durchschnittszeit zwischen Ausfällen (MTBF  - Mean Time Between Failures) und Durchschnittszeit für die Reparatur (MTTR - Mean Time To Repair) sind zwei wichtige KPIs bei der Anlagenwartung.

MTBF = (Gesamtbetriebszeit) / (Anzahl der Ausfälle)

MTTR = (Gesamtauszeit) / (Anzahl der Ausfälle)

MTBF & MTTR - was bedeuten sie?

"Mean Time" bedeutet, statitisch gesehen, die Durchschnittszeit.

"Mean Time Between Failures" (MTBF) ist buchstäblich die Zeit, die zwischen einem Ausfall und dem nächsten Ausfall vergeht. Normalerweise betrachtet man es als die Durchschnittszeit, während der etwas funktioniert, bis es ausfällt und wieder repariert werden muss.

"Mean Time To Repair" (MTTR) ist die Durchschnittszeit, die benötigt wird, um etwas nach einem Ausfall zu reparieren.

Für etwas, das nicht repariert werden kann ist der korrekte Begriff "Durchschnittszeit bis zum Versagen" oder "Mean Time To Failure" (MTTF). Manche würden MTBF für reparierbare Apparate als die Summe von MTTF plus MTTR definieren. (MTBF = MTTF + MTTR). Mit anderen Worten, die Durchschnittszeit zwischen Ausfällen ist die Zeit von einem bis zum nächsten Ausfall. Diese Unterscheidung ist wichtig wenn die Reparaturzeit (MTTR) ein signifikanter Bruchteil von MTTF ist.

Hier ein Beispiel: eine Glühbirne in einem Kronleuchter ist nicht reparabel, also ist MTTF am passendsten (die Glühbirne wird ersetzt). Die MTTF könnte 10,000 Stunden betragen.

Der Motor eines Automobils, auf der anderen Seite, könnte ohne Ölwechsel nach 150 Stunden Autobahnfahrt versagen. Das ist die MTTF. Angenommen es dauert 6 Stunden, den Motor herauszunehmen und zu ersetzen (MTTR). Dann ist MTBF  150 + 6 = 156 Stunden. Wie Automobile werden die meisten Produktionsgeräte repariert anstatt  ersetzt werden zu müssen, wenn sie versagen, also ist MTBF die passendere Messmethode.

Was ist ein Ausfall?

"Ausfall" kann vieles bedeuten. Sehen wir uns kurz die "Ausfälle" eines Gerätes an:

Eine unterbrechungsfreie Stromquelle (UPS - Uninterruptible Power Source) kann fünf Funktionen bei zwei Bedingungen haben:

Ohne Frage ist bei der unterbrechungsfreien Stromquelle etwas falsch gelaufen (=Ausfall), wenn sie den Strom der Hauptstromquelle nicht zu der Maschine durchlässt die beschützt werden soll (Funktion 1). Ausfälle für Fuktionen 2,3 oder 5 sind hingegen nicht unbedingt offensichtlich, da die "beschützte" Maschiene weiterhin über den Hauptstrom, oder die Batterie läuft. Selbst wenn man die Ausfälle bemerken würde, würden sie nicht unbedingt zu sofortigen Maßnahmen führen, da die "beschützte" Maschine weiterhin läuft, und es wichtiger ist, sie laufen zu lassen als die unterbrechungsfreie Stromquelle zu reparieren.

Was ist Verfügbarkeit?

Die "Verfügbarkeit" eines Gerätes ist mathematisch gesehen MTBF / (MTBF + MTTR)  für eingeplante Arbeitszeiten.

Das Automobil in obiger Erklärung ist 150/156 = 96.2% der Zeit verfügbar. Die Reparatur ist nicht eingeplante Auszeit.

Ein nicht eingeplanter halbstündiger Ölwechsel alle 50 Stunden -  immer wenn die Anzeige am Armaturenbrett den Fahrer darauf hinweist - würde die Verfügbarkeit auf 50/50.5 = 99% erhöhen.

Wenn Ölwechsel als Wartungsaktivitäten eingeplant würden, wäre die Verfügbarkeit 100%.

Warum sind diese Faktoren wichtig?

"Verfügbarkeit" ist ein Schlüsselperformanceindikator (KPI - Key Performance Indicator) in der Herstellung; sie ist Teil der Messungen in der OEE (Overall Equipment Effectiveness - Gesamtanlageneffizienz).

Ein Produktionsplan, der Auszeiten für vorsorgliche Wartung mit einbezieht, kann Gesamtproduktion akkurat vorhersagen. Pläne, die MTBF und MTTR ignorieren sind Zukunftskatastrophen, die darauf warten, verbessert zu werden.

Berechnung der tatsächlichen MTBF

Tatsächliche oder historische MTBF wird berechnet, indem Beobachtungen aus der Realität herangezogen werden.   (Es gibt eine gesonderte Disziplin für Ausstattungsdesigner, die MTBF vorauszusagen, basierend auf den Komponenten und der erwarteten Arbeitslast).

Um die tatsächliche MTBF zu berechnen benötigen Sie einige Beobachtungsergebnisse. Die Beobachtungen, die Sie machen müssen, sind:

Also ist jede Zeit zwischen Ausfällen (TBF - Time Between Failure)  die Differenz zwischen einer Betriebszeit_Moment Beobachtung und der darauf folgenden Auszeit_Moment Beobachtung.

Drei Mengen werden benötigt:

Also ist die MTBF = Summe (di – ui)/ n  , für alle i = 1 über n Beobachtungen.  Oder einfacher gesagt, es ist die Gesamtarbeitszeit geteilt durch die Anzahl von Ausfällen.

Oskar Olofsson










Oskar Olofsson

© WCM Consulting AB, Vaxholm, Sweden