MTBF:een compleet overzicht

MTBF is een berekening die wordt gebruikt om de tijd tussen storingen van een machine te voorspellen. Hieronder bespreken we de MTBF-berekening, MTBF-traps om rekening mee te houden en hoe u uw MTBF kunt verbeteren.

Wat is MTBF?

De gemiddelde tijd tussen storingen (MTBF) is een voorspelling van de tijd tussen de aangeboren storingen van een machine tijdens normale bedrijfsuren. Met andere woorden, MTBF is een onderhoudsstatistiek, weergegeven in uren, die aangeeft hoe lang een apparaat ononderbroken werkt. Het is belangrijk op te merken dat MTBF alleen wordt gebruikt voor herstelbare items en als een hulpmiddel bij het plannen van de onvermijdelijke reparatie van belangrijke apparatuur.

Voordat u MTBF berekent, moet u begrijpen hoe dit de betrouwbaarheid en beschikbaarheid beïnvloedt. Hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid gaan meestal samen, maar de termen zijn niet onderling uitwisselbaar. Betrouwbaarheid is het vermogen van een actief of onderdeel om zijn vereiste functies onder bepaalde voorwaarden gedurende een vooraf bepaalde periode uit te voeren. Anders gezegd, het is de waarschijnlijkheid dat een machine zonder storingen zal doen waarvoor het bedoeld is. Denk aan een vliegtuig; haar missie is om een ​​vlucht veilig te voltooien en passagiers naar hun bestemming te krijgen zonder catastrofale storingen.

Beschikbaarheid is de tijd dat een asset of onderdeel operationeel en toegankelijk is wanneer het nodig is voor gebruik. Met andere woorden, het is de waarschijnlijkheid dat een machine op een bepaald moment in staat is om de beoogde functie uit te voeren. Beschikbaarheid wordt bepaald door de betrouwbaarheid van een systeem en de hersteltijd wanneer zich een storing voordoet. Beschikbaarheid wordt meestal samen met betrouwbaarheid bekeken, omdat, zodra er een storing optreedt, de kritieke variabele overschakelt naar het zo snel mogelijk operationeel krijgen van het activum.

MTBF is een basismaat voor de betrouwbaarheid van een systeem; hoe hoger de MTBF, hoe hoger de betrouwbaarheid van een product. Deze relatie wordt geïllustreerd in de vergelijking:Betrouwbaarheid =e-(time/MTBF) .

Er zijn een paar variaties van MTBF die u kunt tegenkomen. Dit zijn gemiddelde tijd tussen systeemonderbrekingen (MTBSA), gemiddelde tijd tussen kritieke storingen (MTBCF) en gemiddelde tijd tussen ongeplande verwijdering (MTBUR). U zult deze variaties waarschijnlijk zien wanneer u onderscheid maakt tussen kritieke en niet-kritieke storingen.

MTBF-berekening

MTBF wordt berekend door de totale tijd dat een activum actief is (uptime) te nemen en te delen door het aantal storingen dat zich in diezelfde periode heeft voorgedaan.

MTBF =totale uptime / aantal storingen

Uitgesplitst kan de MTBF-berekening er als volgt uitzien:

• Vind de totale uptime: Stel je voor dat je een magazijn vol widgets hebt, en 40 daarvan werden elk 400 uur getest. Het totaal aan testuren is gelijk aan 16.000 uur (40 x 400 =16.000).
• Bepaal het aantal fouten: Identificeer het aantal fouten over het volledige aantal geteste widgets. Houd er voor dit voorbeeld rekening mee dat er 20 widget-fouten waren.
• Bereken MTBF: Nu we weten dat er gedurende 16.000 uur is getest met 20 widgetstoringen, kunnen we MTBF berekenen:16.000 uur / 20 storingen =800 uur .

Dus, wat zegt dit ons? In dit voorbeeld suggereert de MTBF niet dat elke widget 800 uur mee moet gaan. Het zegt dat als je een groep widgets uitvoert, de gemiddelde tijd tussen storingen binnen de geteste groep 800 uur is. Met andere woorden, MTBF is niet bedoeld om het gedrag van een enkele component te voorspellen; het voorspelt het gedrag van een groep componenten.

Het is belangrijk om te begrijpen dat het bij het definiëren van 'tijd' niet altijd kloktijd betekent; het kan de tijd zijn waarin het systeem daadwerkelijk wordt gebruikt. U kunt bijvoorbeeld een machine hebben die acht uur per dag heeft gedraaid en die drie keer zo lang meegaat als exact dezelfde machine die 24 uur per dag draait. De MTBF voor beide machines is hetzelfde omdat ze allebei hetzelfde aantal bedrijfsuren hebben doorstaan.

Laten we een ander voorbeeld van de MTBF-berekening bekijken. Stel dat u een bottelmachine heeft die is ontworpen om 12 uur per dag te werken. De bottelmachine gaat kapot na 10 dagen normaal te hebben gewerkt. De MTBF in dit voorbeeld is 120 uur.

MTBF =(12 uur per dag x 10 dagen) / 1 uitsplitsing =120 uur

De MTBF-berekening vereist meer stappen wanneer u langere tijdsperioden hebt met steeds meer storingen. Stel bijvoorbeeld dat de bottelmachine die 12 uur per dag werkt, twee keer in 10 dagen uitvalt. De eerste storing deed zich 20 uur vanaf de starttijd voor en de reparatie duurde twee uur. De tweede storing deed zich 60 uur vanaf de starttijd voor en de reparatie duurde drie uur. Om de totale uptime voor de MTBF-vergelijking te berekenen, moet u 20 (initiële uptime-periode), 18 (begin van eerste downtime minus einde eerste downtime) en 57 uur (begin tweede downtime minus einde downtime) optellen.

Dus nu ziet de MTBF-berekening er als volgt uit:MTBF =(20 uur + 38 uur + 57 uur) / 2 pechgevallen of 57,5 ​​uur / 2 pechgevallen =57,5 ​​uur .

Misverstand MTBF

Een van de grootste misvattingen over MTBF is dat het hetzelfde is als het aantal bedrijfsuren vóór storing of 'levensduur'. Als u een extreem hoog MTBF-nummer krijgt (niet ongewoon), zou u kunnen denken dat het systeem niet zo lang kan werken zonder storing. De reden voor de hoge MTBF-cijfers is dat ze meestal gebaseerd zijn op de faalsnelheid van het activum wanneer dat activum zich nog in zijn "normale" of "nuttige" levensduur bevindt, ervan uitgaande dat het voor altijd in dat tempo zal falen. Om deze reden mag er geen correlatie zijn tussen levensduur en MTBF. U kunt een apparaat hebben met een zeer hoge MTBF maar een lage verwachte levensduur.

Een goed voorbeeld hiervan wordt uiteengezet door Wendy Torell en Victor Avelar in hun whitepaper Mean Time Between Failure:Explanation Standards met behulp van menselijke wezens. Stel dat u 500.000 25-jarigen in een steekproefpopulatie heeft. Over een periode van een jaar worden gegevens verzameld over storingen (sterfgevallen) voor deze populatie. De levensduur van de populatie is 500.000 x 1 jaar =500.000 mensenjaren. In de loop van het jaar zijn 625 mensen gefaald (dood). Dit brengt het faalpercentage op 625 mislukkingen / 500.000 mensenjaren =0,125% / jaar. Onze MTBF is dus 1 / 0,00125 =800 jaar.

Dit laat ons zien dat, hoewel 25-jarige mensen hoge MTBF-waarden hebben, hun levensverwachting (service rate) veel korter is en niet correleert.

Mensen vertonen, net als machines, geen constant uitvalpercentage. Naarmate mensen ouder worden, treden er meer storingen op (onze lichamen slijten). Aangezien dit het geval is, zou de enige manier om MTBF te berekenen zodat het correleert met de levensduur, zijn te wachten tot de hele populatie van 25-jarigen het einde van hun leven bereikt; dan kan de gemiddelde levensduur worden berekend. Dit brengt dat aantal op ongeveer 75-80 jaar.

Dus, is de MTBF voor 25-jarigen 80 of 800? Torell en Avelar leggen uit dat het allemaal om aannames gaat. In dit geval geeft de MTBF van 80 jaar nauwkeuriger de levensduur van het product (mensen) weer. Als het gaat om zaken als het volgen van producten van machines, heb je veel meer variabelen, waarvan de grootste tijd is.

Hoe MTBF te verbeteren

De gevolgen van machinestoringen kunnen aanzienlijk zijn. Het leidt tot productieverlies en meer tijd besteed aan onderhoud. De oorzaak van storingen achterhalen is de beste manier om toekomstige gebeurtenissen te vinden, te beperken of zelfs te voorkomen, terwijl u tegelijkertijd uw MTBF verhoogt. Er zijn een paar manieren waarop u de MTBF kunt verhogen.

• Proces voor preventief onderhoud verbeteren: Een goed doordacht preventief onderhoudsplan kan uw MTBF sterk verbeteren. Elke keer dat u proactief in plaats van reactief kunt zijn als het om onderhoud gaat, geeft het u de kans om storingen te stoppen voordat ze zich voordoen. Een slecht uitgevoerd preventief onderhoudsplan kan juist het tegenovergestelde effect hebben op MTBF. Slechte training, een gebrek aan of slecht ontworpen handleidingen en checklists kunnen allemaal leiden tot snelle storingen.
• Voer een oorzaakanalyse uit: Uitzoeken waarom iets is mislukt, geeft u de sleutel om te voorkomen dat dat falen in de toekomst plaatsvindt, of in ieder geval zo vaak. Net als preventief onderhoud kan root cause analysis indirect de MTBF verhogen door met een langetermijnoplossing te komen. Als u bijvoorbeeld merkt dat een onderdeel vrij vaak defect raakt, kunt u kijken of u het kunt vervangen door een onderdeel van hogere kwaliteit.
• Conditioneel onderhoud instellen: Als u in staat bent om een ​​systeem voor vroegtijdige waarschuwing in te voeren om problemen met apparatuur te detecteren voordat ze tot storingen leiden, kunt u de MTBF verhogen en de uitvaltijd verminderen. Hoewel het niet altijd gemakkelijk is om een ​​op conditie gebaseerd onderhoudsplan op te stellen, kunt u beginnen met het implementeren van een totaal productief onderhoudsplan.

Potentiële problemen met MTBF

Het is belangrijk om de mogelijke problemen te kennen die kunnen voortvloeien uit een MTBF-berekening wanneer u deze gebruikt voor betrouwbaarheidsanalyse. MTBF kan verschillen, afhankelijk van hoe je bepaalde dingen definieert, zoals "falen" en "bedrijfstijd", en of je individuele apparaten of een heel proces meet.

• MTBF gaat uit van een constant uitvalpercentage: Een deel van uw MTBF-vergelijking komt met het aantal storingen. Het probleem hiermee komt naar voren wanneer er zaken zijn waar u geen controle over heeft en die leiden tot storingen, zoals stormen die een stroomstoring veroorzaken, kortsluitingen als gevolg van overstromingen, enz. Dit worden soms "daden van God" genoemd en kunnen de definitie van falen vatbaar voor interpretatie. Is een storing slechts een storing? Is er een storing wanneer de productie stopt, ongeacht de oorzaak? Moet u bij het berekenen van MTBF elk type storing meenemen, zodat u een lagere MTBF-waarde krijgt? Of moet u bepaalde categorieën van stilstanden weglaten, wat resulteert in een hogere MTBF-waarde? Zorg ervoor dat u weet welke fouten worden meegenomen bij het berekenen van MTBF en waarom die fouten zijn gekozen.
• Verschillende definities van bedrijfstijd: Wanneer beschouwt u een actief in uw fabriek als operationeel? Gezien het idee dat onderdelen of componenten worden aangetast door de stress die ze tijdens bedrijf ondergaan, geldt hoe groter de stress, hoe groter de impact van de levensduur van het onderdeel. Een goed voorbeeld hiervan is een auto die voor een rood licht stopt. Bij een rood stoplicht worden de versnellingsbak en aandrijflijn van de auto niet gebruikt, waardoor de motor zo min mogelijk wordt belast en weinig slijtage ondervindt. Als u de MTBF van de stationair draaiende auto zou berekenen, zou u dan de stationaire tijden bij rood stoplicht meetellen of alleen de tijden dat de auto accelereert en met hoge snelheid werkt?

  Moet u in diezelfde zin rekening houden met de bedrijfstijd van uw apparatuur als de apparatuur wordt ingeschakeld of alleen wanneer deze onder normale werkbelasting werkt? Als u ervoor kiest om de eerste te gebruiken voor uw MTBF-berekening, zou uw MTBF-waarde hoger zijn, maar die waarde zou niet representatief zijn voor machines die continu onder normale werkbelasting draaien en bijna nooit stationair draaien. Daarom is het belangrijk om de bedrijfstijd te definiëren voor alle activa die u van plan bent te gebruiken met MTBF.

• De apparatuur kiezen om te monitoren (slechte acteurs): Bepaal ook of je het hele proces wilt meten of de afzonderlijke apparaten binnen dat proces. Een ding om op te merken is dat een heel proces lijdt wanneer een kritieke asset uitvalt. Deze kritieke activa worden "slechte actoren" genoemd en moeten worden gemarkeerd als een verlies in MTBF.

  Degenen die ervoor kiezen om een ​​heel proces te meten voor een MTBF-berekening, merken vaak dat ze geen hoge MTBF-waarde kunnen bereiken vanwege 'slechte actoren'. Het wordt aanbevolen om elk apparaat te testen om dit probleem op te lossen.

Als u deze potentiële problemen van tevoren in overweging neemt, kan MTBF nog steeds een handig hulpmiddel zijn bij het evalueren van de betrouwbaarheid van uw bedrijfsmiddelen.