Keskmine tõrgetevaheline tööaeg: MTBF-i arvutamine ja kasutamine

Avaleht » Ressursid » Keskmine tõrgetevaheline tööaeg: MTBF-i arvutamine ja kasutamine

Hinnanguline lugemisaeg: 11 minutit

Keskmine tõrgetevaheline tööaeg (MTBF) on remonditava seadme keskmine tööaeg ühe tõrke kohta. Tootmismasina MTBF-i arvutamiseks jaga selle töötundide koguarv samal vaatlusperioodil registreeritud seadmetõrgete arvuga:

MTBF = tööaeg kokku ÷ tõrgete arv

Kui masin on töötanud 160 tundi ja selle aja jooksul on esinenud neli tõrget, on vaadeldud MTBF 40 töötundi. See ei tähenda, et masin läheb rikki iga 40 tunni järel või et hooldus vahetult enne 40. töötundi hoiab järgmise tõrke ära.

Oluline on küsida, mida tõrgete muster soovitab uurida ja muuta. Kui hooldus- ja tootmismeeskond on hooldus- või remonditöö kokku leppinud, peab sellest tulenev seisak kajastuma ka tellimuste ajakavas. SkyPlanner APS seob tootmisvõimsuse muutuse tööde ja tarnekuupäevadega, mida see mõjutab. Nii ei pea sa hooldustööde loendit masinate eraldi tööjärjekordadega ise kooskõlla viima.

Määratle, mida sinu MTBF-i arvutus tegelikult mõõdab

Jagamistehe on lihtne. Rohkem tähelepanu nõuab see, et töötundide ja tõrgete arvestus lähtuks samadest alustest. Enne aruande väljavõtmist lepi andmete registreerijatega kokku neljas asjas.

Määratle vaadeldav seade

Alusta konkreetsest masinast või selgelt piiritletud süsteemist. Töötluskeskus, selle spindel ja kogu mehaanikatöötluse osakond on erineva ulatusega mõõtmisobjektid.

Kui mõõdad kogu masinat, loetakse spindli tõrge masina tõrkeks juhul, kui see takistab masinal nõutud tööd teha. Spindlikomponendi väljavahetamine ja masina uuesti kasutusele võtmine ei muuda masinat mitteremonditavaks tooteks.

Mõõta saab ka kogu liini, kuid siis tuleb liini tõrge määratleda kui liini suutmatus täita nõutud funktsiooni. Kõigi komponentide häirete liitmisel võid sama liiniseisaku kohta arvesse võtta mitu kirjet.

Määratle tõrge, mitte lihtsalt seiskumine

Määra kindlaks nõutud funktsioon ja sündmus, mille korral loetakse see funktsioon kadunuks. Seadmerike, mille tõttu masin ei vasta enam nõutud töötingimustele, võib kvalifitseeruda tõrkeks ka siis, kui masin pole täielikult välja lülitunud.

Planeeritud hooldus, tavapärane tootevahetusega kaasnev ümberseadistus, operaatori puudumine ja materjali ootamine ei ole automaatselt seadmetõrked. Hoia need ajakaod nähtaval, kuid ära lisa neid tõrgete arvu.

Lepi kokku, kuidas käsitleda lühiajalisi tõrkeid ja korduvaid lähtestamisi. Ühe kõrvaldamata rikke ajal tekkinud mitut häirekirjet ei tohiks lugeda mitmeks sõltumatuks tõrkeks. Uus tõrge pärast töövõime tegelikku taastamist on uus sündmus. Säilita algsed üksikasjad, et saaksid korduvaid tõrkeid uurida, mitte neid aruandluses kehtestatud lävendi abil peita.

Vali tööaja arvestuse alus

Selles juhendis kasutatakse tegelikul tööajal põhinevat MTBF-i: arvesse lähevad tunnid, mil vaadeldav seade määratletud ulatuses tegelikult töötab. Remondiaeg ja muu aeg, mil seade ei tööta, lugejasse ei kuulu. Tulemus ei ole keskmine kalendriaeg ühe rikke tekkimisest järgmiseni.

Täpsusta, mida tööaja arvestuseks kasutatav signaal hõlmab. Sisselülitatud olekut mõõtev tunniloendur, töötsükli käigusoleku signaal ja mehitatud vahetuste kalender võivad anda erineva kogutulemuse. Kui sinu seadme koormust iseloomustab töötundide asemel paremini tsüklite või käivituste arv, jälgi seda näitajat töötundide kõrval. Ära eelda, et need mõõdikud on omavahel asendatavad.

Kasuta ühtset vaatlusperioodi

Kasuta töötundide ja tõrgete arvestuses sama aruandeperioodi algust ja lõppu. Loe tõrkeid nende tekkimisaja järgi selle perioodi sees. Kui rike tekkis eelmisel kuul, ei ole sel kuul lõppenud remont uus tõrge.

Arvesta kogu tegelikku tööaega vaatlusperioodi sees, sealhulgas aega, millele ei järgne enne aruandeperioodi lõppu tõrget. Mõõdad perioodi jooksul kogunenud tööaega, mitte ainult neid lõppenud tööperioode, mis juhtusid lõppema tõrkega. Perioodi seisakuaja kogusummasse lisa ainult selle perioodi sisse jäävad tunnid, mil seade ei olnud kasutatav. Kui rike ulatub üle aruandeperioodi piiri, säilita eraldi täielik sündmuse ja töövõime taastamise kirje.

Säilita iga tõrke kohta masina ID, tõrke tekkimise aeg, töövõime taastamise aeg, täheldatud sümptom või tõrkeviis ning asjakohased töötingimused. Need üksikasjad aitavad keskmist näitajat selgitada.

MTBF-i arvutamine tootmisnäite põhjal

Oletame, et jälgime üht remonditavat töötluskeskust aruandeperioodil, mis hõlmab 200 mehitatud tundi. Selle ajakasutuse kirjed jagunevad järgmiselt. Kategooriad ei kattu ning neli tõrget on kokkulepitud määratluse järgi eraldiseisvad seadmetõrked.

Ajakulu liik	Tunde perioodis	Käsitlus selles arvutuses
Planeeritud hooldus	12	Ei kuulu tööaja hulka; ei ole tõrge
Tavapärane seadistamine ja ümberseadistused	8	Ei kuulu tööaja hulka; ei ole tõrge
Materjali ootamine, masin ei tööta	10	Ei kuulu tööaja hulka; ei ole seadmetõrge
Nelja seadmetõrke tõttu kasutusest väljas	10	Ei kuulu tööaja hulka; säilita seisakute analüüsiks
Tegelik tööaeg	160	MTBF-i valemi lugeja
Mehitatud aeg kokku	200	Kontrollsumma, mitte valemi lugeja

Arvutus on järgmine:

160 töötundi ÷ 4 tõrget = 40 töötundi tõrke kohta

Kui alustad mehitatud aja kogusummast, lahuta esmalt aeg, mil masin ei töötanud: 200 − 12 − 8 − 10 − 10 = 160 tundi. Kui sinu andmeallikas näitab juba 160 tegelikku töötundi, kasuta seda arvu otse. Seisakuaja uuesti lahutamine annaks tegelikust väiksema MTBF-i.

Näide näitab ka seda, miks üksnes vahetuste kalendrist ei piisa. Kui jagada 200 mehitatud tundi neljaga, saaks tulemuseks 50 tundi tõrke kohta, kuid see hõlmaks ka aega, mil masin ei töötanud.

Esita tulemus koos taustandmetega: „Masin MC-01, aruandeperiood, 160 töötundi, neli tõrget, vaadeldud MTBF 40 tundi.“ Teise perioodiga võrdlemisel on lugeja ja tõrgete arv sama olulised kui lõpptulemus.

Kuidas käsitleda tõrgete puudumist ja mitme masina andmeid tulemust moonutamata

Mis siis, kui tõrkeid ei olnud?

Ära jaga nulliga ega esita lõpmatut MTBF-i täiusliku töökindluse tõendina. Kirjuta „160 töötunni jooksul tõrkeid ei täheldatud“, kasutades aruandes tegelikult kogunenud tööaega.

See on kasulik teave, kuid ei ole samaväärne mitme aasta pikkuse tõrgeteta tööga. Statistilise alumise usalduspiiri leidmiseks on vaja statistilist mudelit ja valitud usaldusnivood. Tavapärases tootmisülevaates on ausam esitada tõrgete arvuna null ja lisada vaadeldud tööaeg, mitte mõelda välja punkthinnangut.

Mis siis, kui andmed pärinevad mitmelt masinalt?

Kui võrreldavate masinate koondamine ühte rühma on põhjendatud, kasuta valemit masinate töötunnid kokku ÷ tõrked kokku. Ära jaga ühist kalendriperioodi kõigi masinate tõrgete arvuga ega võta masinate MTBF-väärtustest kaalumata keskmist.

Võtame näiteks kaks võrreldavat masinat, mille andmeid registreeritakse samade reeglite järgi. Ühel koguneb 160 töötundi ja neli tõrget, teisel 240 töötundi ja kaks tõrget. Koondtulemus on 400 ÷ 6 ehk ligikaudu 66,7 töötundi tõrke kohta, mitte arvude 40 ja 120 lihtne keskmine, mis oleks 80.

Säilita ka iga masina eraldi tulemus. Koondnäitaja võib varjata masinat, mis põhjustab tootmises kõige rohkem probleeme. Erineva konstruktsiooni, vanuse või tööülesannetega seadmed võivad vajada eraldi rühmi, mitte üht kogu tehast hõlmavat töökindluse näitajat.

Enne tegevuse valimist tõlgenda MTBF-i

Suurem vaadeldud MTBF tähendab, et määratletud ulatuses on ühe töötunni kohta vähem arvesse võetud tõrkeid. Kas see näitab paranemist, sõltub sellest, mis veel muutus.

Võrdle võrreldavat

Võrdle perioode, mille puhul on tõrked, tööaja arvestus ja vaadeldava seadme piirid määratletud ühtemoodi. Seejärel vaata, millist tööd masin teeb. Kui masin toodab lihtsamat tootevalikut ja töötab teistsuguse koormusega, ei tõenda see iseenesest, et hoolduse muudatus andis tulemuse.

Näita trendi kõrval ka tegelikku tööaega ja tõrgete arvu. Üks lühike periood, mille jooksul esineb vaid üks tõrge, võib keskmist järsult muuta. Pikem vaatlusperiood aitab, kuid erinevate töötingimustega aastate ühendamine võib varjata hiljutist halvenemist. Vaata lisaks kogu perioodi keskmisele ka viimase aja suundumust ja selle taga olevaid tingimusi.

Kõigile tootmismasinatele sobivat „head MTBF-i” ei ole. Kasulik sihtväärtus lähtub võrreldavatest varasematest andmetest, nõutavast töökoormusest ja tõrke tagajärgedest. Kergesti asendatava masina kõrge näit võib mõjutada tarnekindlust vähem kui sagedased katkestused ainsal masinal, mis suudab teha kriitilist operatsiooni.

Ära kasuta keskmist järgmise tõrkeni jäänud aja mõõdupuuna

40-tunnine MTBF ei näita järgmise tõrke aega ega masina järelejäänud eluiga. Tõrked võivad esineda lähestikku ning mõni tõrgeteta tööperiood võib olla keskmisest palju pikem.

Samuti ei piisa üksnes MTBF-ist ennetava hoolduse intervalli põhjendamiseks. Sobiv tegevus sõltub tõrke tekkemehhanismist, seadme seisundi kohta kogutud andmetest, seadme juhistest ja tõrke tagajärgedest. Näiteks vananemisega seotud kulumine ja aeg-ajalt esinev saastumine vajavad erinevat uurimist. Üldine keskmine ei näita, kummaga on tegu.

Kui tulemus halveneb, otsi üles selle taga olevad tõrked ja küsi täpsemalt: milline tõrkeliik kordub, millistes tingimustes ja milline muudatus selle kõrvaldaks? Seejärel kontrolli, kas probleem kordub pärast sekkumist võrreldavates töötingimustes.

Vaata tõrgete sagedust koos kaotatud ajaga

MTBF ei näita, kui kaua tootmine pärast tõrget seisab. Kahe sama MTBF-iga masina mõju tellimuste täitmisele võib olla väga erinev, kui üks naaseb kiiresti töösse, teine aga ootab spetsialisti või varuosa.

Vaata keskmise kõrval ka tõrgetest tingitud seisakute kogukestust ja pikemaid üksikuid katkestusi. Jälgi ka mõju töö järgmistele etappidele. Lühike katkestus vahetult enne kriitilise operatsiooni ainsat vaba ajavahemikku võib tarnet mõjutada rohkem kui pikem seisak, mille järel on piisavalt aega kaotatu tasa teha.

MTBF-i, MTTR-i ja MTTF-i erinevused

Need mõõdikud vastavad erinevatele küsimustele. Märgi selgelt, millist seadet või komponenti mõõdik hõlmab ja kuidas aega arvestatakse, selle asemel et käsitleda lühendeid samaväärsete näitajatena.

Mõõdik	Millisele küsimusele vastab?	Praktiline erinevus
MTBF: keskmine tõrgetevaheline tööaeg	Kui palju tegelikku tööaega kogunes remonditaval seadmel ühe tõrke kohta?	Masin võetakse pärast remonti uuesti kasutusele.
MTTR: keskmine remondi- või taastamisaeg	Kui kaua kestab määratletud remont või töövõime taastamine keskmiselt?	Täpsusta, kas arvestatav aeg sisaldab ootamist, diagnostikat, katsetamist ja taaskäivitamist. Aruannetes kasutatakse erinevaid arvestuspiire.
MTTF: keskmine tööaeg tõrkeni	Kui kaua töötab mitteremonditav toode või komponent enne tõrget?	Kehtib toote või komponendi kohta, mis remondi asemel välja vahetatakse, mitte automaatselt kogu masina kohta, millesse see kuulub.

Tootmise planeerimisel on oluline kogu aeg, mil masinat ei saa kasutada, isegi kui remondiaruandes arvestatakse ainult vahetult remondile kulunud aega. Komponendi vahetamine võib võtta vähe aega, kuid masin võib seista palju kauem, kuni meeskond hangib vajaliku komponendi ja teeb tootmise jätkamiseks nõutavad kontrollid.

See eristus aitab vältida levinud planeerimisviga: keskmist remondikestust ei saa võtta lubadusena, et iga tulevane rike kõrvaldatakse sama aja jooksul.

Kasuta töökindluse analüüsi tulemusi SkyPlanneris tootmisotsuste tegemiseks

Oletame, et uurimise tulemusel lepib hooldusmeeskond järgmiseks kolmapäevaks kokku kolmetunnise hooldustöö töötlemiskeskuses. See on tehnilise otsuse alusel valitud hooldusaeg, mitte 40-tunnise MTBF-i põhjal ennustatud tõrke kuupäev.

See kokkulepe muudab klienditellimuste täitmiseks kasutada olevat tootmisvõimsust. Kui see jääb ainult hoolduskalendrisse, võidakse tootmisplaanis jätkuvalt määrata töid masinale, mida sel ajal kasutada ei saa. Planeerija avastab vastuolu alles siis, kui püüab nädala tarneid graafikus hoida.

SkyPlanneris sisesta kokkulepitud ajavahemik töökeskuse erandina. Erand muudab ressursi selleks ajaks kättesaamatuks. Seejärel saab SkyPlanneri ajastamise tehisintellekt Arcturus ajastatavate operatsioonide ajad muutunud tootmisvõimsuse järgi ümber arvutada, arvestades seadistatud töökeskusi, vahetusi, operatsioonide kestusi, sõltuvusi, prioriteete ja lukustusi. Saadud järjestust näed Gantti diagrammil.

Kolmapäevase hooldustöö puhul kontrolli, kas ootel töötlemisoperatsioonide järel jääb endiselt aega järgnevaks kontrolliks ja koostamiseks. Kui töö suunatakse sobivale alternatiivsele ressursile, kontrolli ka sellele ressursile juba planeeritud töid ja nendega seotud lubadusi. Vabast ajast on kasu ainult siis, kui operatsiooni saab seal tegelikult teha ja ka ülejäänud tööetapid mahuvad ajakavasse.

Seepärast on SkyPlanner kasulik järgmine samm, kui töökindluse parandamiseks tehtav töö muudab masinate saadavust. Tehnilised ja ärilised otsused jäävad sinu teha; Arcturus teeb seotud tööde ajastamiseks vajalikud arvutused. Tööjärjekordade ümbertegemisele kulub vähem aega ning tootmine ja müük saavad ühise aluse veel lahtiste tarneotsuste tegemiseks.

Kui kokkulepitud hooldusaeg muutub, ajakohasta see ka plaanis. Arvuta ajakava uuesti ja vaata üle mõjutatud tarnelubadused, selle asemel et minna järgmisse vahetusse aegunud eeldusega masina saadavuse kohta.

Vaata, kuidas ühe masina saadavus sinu tarneid mõjutab

Kasulik MTBF-i analüüs annab lisaks arvule ka selgema tegevussuuna. Määratle analüüsi aluseks olevad andmed, uuri olulisi tõrkeid ja kanna kokkulepitud tootmisvõimsuse muudatus plaani, mille järgi tootmine tegelikult töötab.

Vali SkyPlanner, kui pead selle muudatusega arvestama seotud klienditellimuste ajastamisel, ilma et peaksid iga seotud masina tööjärjekorda käsitsi parandama. SkyPlanner liidestub avatud REST API kaudu mis tahes ERP- või MES-süsteemiga, nii et ajastamise täiustamisel saad tugineda olemasolevatele tellimus- ja tootmisandmetele.

Broneeri SkyPlanneri demo ja võta aluseks üks masin, selle kokkulepitud seisakuaeg ning sellel täidetavad tellimused. Palu näidata, milliste operatsioonide ajad muutuvad, kuidas see mõjutab järgnevaid etappe ja milliste tarnelubaduste puhul tuleb otsus teha. Kui eelistad esmalt ise tutvuda, proovi SkyPlannerit demoandmetega ja vaata, kuidas tootmisvõimsuse muutus ajakava ümber kujundab.