Keskimääräinen vikaantumisväli: MTBF:n laskenta ja käyttö

Etusivu » Resurssit » Keskimääräinen vikaantumisväli: MTBF:n laskenta ja käyttö

Arvioitu lukuaika: 11 minuuttia

Keskimääräinen vikaantumisväli (MTBF) tarkoittaa korjattavan laitteen keskimääräistä käyntiaikaa vikaantumista kohti. Tuotantokoneen MTBF lasketaan jakamalla sen käyntituntien kokonaismäärä samalla tarkastelujaksolla kirjattujen laitevikojen määrällä:

MTBF = kokonaiskäyntiaika ÷ vikaantumisten määrä

Jos koneelle kertyy 160 käyntituntia ja neljä vikaantumista, sen havaittu MTBF on 40 käyntituntia. Tämä ei tarkoita, että kone vikaantuisi aina 40 tunnin välein tai että huolto juuri ennen 40 tunnin täyttymistä estäisi seuraavan vian.

Olennaista on, mitä havaintojen perusteella kannattaa tutkia ja muuttaa. Kun kunnossapito ja tuotanto sopivat toimenpiteestä, myös sen vaatima seisokkiaika on huomioitava tilausten aikataulussa. SkyPlanner APS kytkee kapasiteettimuutoksen niihin töihin ja toimituspäiviin, joihin se vaikuttaa. Näin sinun ei tarvitse sovittaa kunnossapitolistaa erillisiin konekohtaisiin työjonoihin.

Määritä, mitä MTBF-laskentasi todella mittaa

Itse jakolasku on helppo. Enemmän huolellisuutta vaatii sen varmistaminen, että käyntitunnit ja vikaantumisten määrä on rajattu samalla tavalla. Sovi neljästä asiasta tietoja kirjaavien henkilöiden kanssa ennen raportin poimimista.

Rajaa mitattava laite

Valitse lähtökohdaksi yksilöity kone tai selkeästi rajattu järjestelmä. Työstökeskus, sen kara ja koko koneistusosasto ovat eri mittauskohteita.

Jos mittaat koko konetta, karavika lasketaan koneen vikaantumiseksi silloin, kun se estää konetta tekemästä siltä vaadittua työtä. Karan osan vaihtaminen ja koneen palauttaminen käyttöön ei tee koneesta ei-korjattavaa laitetta.

MTBF voidaan laskea myös tuotantolinjalle, mutta silloin vikaantuminen on määriteltävä linjalta vaaditun toiminnon menettämiseksi. Jos kaikki osien hälytykset lasketaan yhteen, sama linjan keskeytys voi tulla lasketuksi useaan kertaan.

Määrittele vikaantuminen, älä pelkkää pysähdystä

Määrittele laitteelta vaadittu toiminto ja tapahtuma, joka katsotaan sen menettämiseksi. Laitevika voi täyttää määritelmän, jos se estää konetta toimimasta vaaditulla tavalla, vaikka koneen virta ei olisi kokonaan katkennut.

Suunniteltu huolto, tavanomainen tuotevaihto, käyttäjän puuttuminen ja materiaalin odottaminen eivät automaattisesti ole laitevikoja. Pidä nämäkin aikahäviöt näkyvissä, mutta erillään vikaantumisten määrästä.

Sovi, miten lyhyet viat ja toistuvat kuittaukset käsitellään. Yhden korjaamattoman vian aikana syntyneitä useita hälytysmerkintöjä ei pidä laskea erillisiksi vikaantumisiksi. Kun laite on aidosti palautettu toimintakuntoon, sen jälkeen ilmenevä uusi vika on uusi tapahtuma. Säilytä alkuperäiset yksityiskohtaiset tiedot, jotta toistuvia vikoja voidaan tutkia sen sijaan, että ne katoaisivat raportoinnin raja-arvon alle.

Valitse, mitä aikaa mittaat

Tässä oppaassa käytetään käyntiaikaan perustuvaa MTBF-lukua: mukaan lasketaan tunnit, joina rajattu mittauskohde todella käy. Korjausaika ja muu aika, jolloin laite ei käy, eivät kuulu osoittajaan. Tulos ei siis ole kahden peräkkäisen vikaantumishetken välisen kalenteriajan keskiarvo.

Kerro, mitä käyntitiedon lähde mittaa. Virrallista aikaa mittaava tuntimittari, työkierron käyntisignaali ja miehitettyjen vuorojen kalenteri voivat tuottaa eri tuntimäärät. Jos laitteen vikaantumisen kannalta olennainen mitta on käyntituntien sijaan työkiertojen tai käynnistysten määrä, seuraa sitä tuntien rinnalla. Älä oleta, että nämä mittarit ovat keskenään vaihdettavissa.

Käytä samaa tarkastelujaksoa

Käytä käyntitunneille ja vikaantumisille samoja raportointijakson alku- ja loppuhetkiä. Kohdista vikaantumiset jaksolle niiden tapahtumahetken mukaan. Jos vika alkoi viime kuussa ja korjaus valmistuu tässä kuussa, älä laske sitä tämän kuun uudeksi vikaantumiseksi.

Laske mukaan kaikki tarkastelujakson todellinen käyntiaika, myös sellainen käynti, joka ei pääty vikaantumiseen ennen raportointijakson loppua. Tarkoitus on mitata jakson aikana kertynyttä käyntiaikaa, ei valita mukaan vain vikaantumiseen päättyneitä käyntijaksoja. Jakson kokonaisseisokkiaikaan lasketaan vain sen rajojen sisään osuvat tunnit, jolloin laite ei ole käytettävissä. Jos vikatapahtuma ulottuu jakson rajan yli, säilytä erikseen koko tapahtuman ja toimintakuntoon palauttamisen tiedot.

Säilytä jokaisesta vikaantumisesta koneen tunniste, vikaantumishetki, toimintakuntoon palautumisen hetki, havaittu oire tai vikamuoto sekä olennaiset käyttöolosuhteet. Näiden tietojen avulla keskiarvon taustalla olevat syyt voidaan selvittää.

MTBF:n laskenta: esimerkki tuotannosta

Tarkastellaan esimerkkinä yhtä korjattavaa työstökeskusta raportointijaksolla, johon sisältyy 200 miehitettyä tuntia. Sen ajankäyttö jakautuu alla olevan taulukon mukaisesti. Aikaluokat eivät mene päällekkäin, ja neljä vikaantumista ovat sovitun määritelmän mukaisia erillisiä laitevikoja.

Aikaluokka	Tunteja jaksolla	Käsittely tässä laskelmassa
Suunniteltu kunnossapito	12	Ei lasketa käyntiajaksi eikä vikaantumiseksi
Tavanomaiset asetukset ja tuotevaihdot	8	Ei lasketa käyntiajaksi eikä vikaantumiseksi
Materiaalin odotus koneen ollessa pysähdyksissä	10	Ei lasketa käyntiajaksi eikä laiteviaksi
Neljän laitevian aiheuttama aika, jolloin kone ei ole käytettävissä	10	Ei käyntiaikaa; säilytetään seisokkianalyysia varten
Todellinen käyntiaika	160	MTBF-laskennan osoittaja
Miehitetty aika yhteensä	200	Aikaluokkien summa täsmäytystä varten, ei osoittaja

Laskelma on:

160 käyntituntia ÷ 4 vikaantumista = 40 käyntituntia vikaantumista kohti

Jos lähdet liikkeelle miehitetyn ajan kokonaismäärästä, vähennä ensin ajat, jolloin kone ei käy: 200 − 12 − 8 − 10 − 10 = 160 tuntia. Jos tietolähteesi ilmoittaa jo valmiiksi 160 todellista käyntituntia, käytä lukua suoraan. Seisokkiajan vähentäminen toistamiseen antaisi liian pienen MTBF-luvun.

Esimerkki osoittaa myös, miksi pelkkä vuorokalenteri ei riitä. Jos 200 miehitettyä tuntia jaettaisiin neljällä, tulokseksi saataisiin 50 tuntia vikaantumista kohti. Mukana olisi kuitenkin aikaa, jolloin kone ei käynyt.

Ilmoita tuloksen yhteydessä myös sen taustatiedot: ”Kone MC-01, raportointijakso, 160 käyntituntia, neljä vikaantumista, havaittu MTBF 40 tuntia.” Kun tulosta verrataan toiseen jaksoon, käyntiaika ja vikaantumisten määrä ovat yhtä tärkeitä kuin itse MTBF-luku.

Käsittele vikaantumattomat jaksot ja usean koneen tiedot vääristämättä tulosta

Entä jos vikaantumisia ei ollut?

Älä jaa nollalla äläkä esitä ääretöntä MTBF-lukua todisteena täydellisestä käyttövarmuudesta. Kirjoita esimerkiksi ”ei havaittuja vikaantumisia 160 käyntitunnin aikana” ja käytä raportissa todellista kertynyttä käyntiaikaa.

Tämä on hyödyllinen havainto, mutta se ei anna samaa näyttöä kuin usean vuoden käynti ilman vikaantumisia. Tilastollisen luottamusvälin alarajan määrittäminen vaatii tilastollisen mallin ja valitun luottamustason. Tavallisessa tuotannon katselmuksessa on rehellisempää ilmoittaa nolla vikaantumista ja kertynyt käyntiaika kuin keksiä piste-estimaatti.

Entä jos tietoja yhdistetään useasta koneesta?

Kun vertailukelpoisten koneiden ryhmittelylle on perusteet, käytä kaavaa koneiden käyntitunnit yhteensä ÷ vikaantumiset yhteensä. Älä jaa yhtä yhteistä kalenterijaksoa kaikkien koneiden vikaantumisten määrällä äläkä laske konekohtaisten MTBF-lukujen painottamatonta keskiarvoa.

Otetaan esimerkiksi kaksi vertailukelpoista konetta, joiden tiedot kirjataan samoilla säännöillä. Toiselle kertyy 160 tuntia ja neljä vikaantumista, toiselle 240 tuntia ja kaksi vikaantumista. Yhdistetty tulos on 400 ÷ 6 eli noin 66,7 käyntituntia vikaantumista kohti. Se ei ole lukujen 40 ja 120 tavallinen keskiarvo, joka olisi 80.

Säilytä myös konekohtaiset tulokset. Yhteinen tunnusluku voi peittää sen, mikä kone aiheuttaa eniten tuotanto-ongelmia. Rakenteeltaan, iältään tai käyttötarkoitukseltaan erilaiset laitteet voi olla perusteltua jakaa omiin ryhmiinsä sen sijaan, että koko tehtaan luotettavuutta kuvattaisiin yhdellä luvulla.

Tulkitse MTBF ennen toimenpiteen valintaa

Suurempi havaittu MTBF tarkoittaa, että määritellyn rajauksen sisällä on kirjattu vähemmän vikaantumisia käyntituntia kohti. Se, onko kyse parannuksesta, riippuu siitä, mikä muu on muuttunut.

Vertaa vertailukelpoisia tuloksia

Vertaa jaksoja, joilla vikaantumisen määritelmä, käyntiajan laskentaperuste ja laiterajaus ovat samat. Tarkista sitten, millaista työtä koneella on tehty. Jos koneella ajetaan vähemmän kuormittavaa tuotevalikoimaa erilaisilla kuormilla, tulos ei välttämättä osoita kunnossapitoon tehdyn muutoksen toimineen.

Esitä kehityksen rinnalla kertynyt käyntiaika ja vikaantumisten määrä. Yksi vikaantuminen lyhyellä seurantajaksolla voi muuttaa keskiarvoa voimakkaasti. Pidempi seuranta auttaa, mutta eri käyttöolosuhteissa kertyneiden vuosien yhdistäminen voi peittää viimeaikaisen heikkenemisen. Tarkastele siis myös viimeaikaista kehitystä ja sen taustalla olevia olosuhteita, älä pelkkää koko ajalta laskettua keskiarvoa.

Kaikille tuotantokoneille ei ole yhteistä ”hyvää MTBF-arvoa”. Hyödyllinen tavoite perustuu vertailukelpoiseen historiatietoon, koneelta vaadittuun käyttöön ja vikaantumisen seurauksiin. Helposti ohitettavan koneen korkea arvo voi merkitä toimitusvarmuudelle vähemmän kuin toistuvat keskeytykset koneella, joka on ainoa kriittiseen työvaiheeseen soveltuva kone.

Älä tulkitse keskiarvoa ajaksi seuraavaan vikaan

MTBF-arvo 40 tuntia ei kerro seuraavan vikaantumisen ajankohtaa eikä koneen jäljellä olevaa käyttöikää. Vikaantumiset voivat kasautua, ja jotkin yhtäjaksoiset käyntijaksot voivat olla huomattavasti keskiarvoa pidempiä.

Pelkkä MTBF ei myöskään riitä ennakkohuoltovälin perusteeksi. Oikea toimenpide riippuu vikaantumismekanismista, koneen kunnosta saaduista havainnoista, laitekohtaisista ohjeista ja vikaantumisen seurauksista. Esimerkiksi ikääntymiseen liittyvä kuluminen ja ajoittainen likaantuminen vaativat erilaisia selvityksiä. Kokonaiskeskiarvo ei kerro, kummasta on kyse.

Kun tulos heikkenee, etsi sen taustalla olevat tapahtumat ja tarkenna kysymystä: mikä vikaantumistapa toistuu, missä olosuhteissa ja millä muutoksella siihen voitaisiin puuttua? Seuraa toimenpiteen jälkeen, uusiutuuko ongelma vertailukelpoisissa käyttöolosuhteissa.

Tarkastele vikaantumistiheyttä yhdessä menetetyn ajan kanssa

MTBF ei kerro, kuinka kauan tuotanto on pois käytöstä vikaantumisen jälkeen. Kahden saman MTBF-arvon saaneen koneen vaikutukset tilausten toteuttamiseen voivat olla hyvin erilaiset, jos toinen palaa nopeasti tuotantoon ja toinen odottaa asiantuntijaa tai varaosaa.

Tarkastele keskiarvon rinnalla vikaantumisista johtuvaa kokonaisseisokkiaikaa ja pidempiä yksittäisiä keskeytyksiä. Seuraa vaikutuksia myös töiden myöhempiin vaiheisiin. Lyhyt keskeytys juuri ennen kriittisen työvaiheen ainoaa vapaata ajankohtaa voi vaikuttaa toimitukseen enemmän kuin pitkä seisokki, jonka jälkeen aikataulu voidaan vielä kuroa kiinni.

MTBF, MTTR ja MTTF – mitä eroa niillä on?

Nämä mittarit vastaavat eri kysymyksiin. Pidä mitattavan kohteen rajaus ja ajan määritelmä näkyvissä sen sijaan, että käsittelisit lyhenteitä keskenään vaihdettavina tunnuslukuina.

Mittari	Mihin kysymykseen se vastaa?	Keskeinen ero käytännössä
MTBF: keskimääräinen vikaantumisväli	Kuinka paljon käyntiaikaa korjattavalle laitteelle kertyi vikaantumista kohti?	Kone palautetaan käyttöön korjauksen jälkeen.
MTTR: keskimääräinen korjaus- tai palautumisaika	Kuinka kauan korjaus tai toimintakunnon palauttaminen kestää keskimäärin määriteltyjen aikarajojen mukaan?	Kerro, sisältyvätkö odotus, vianmääritys, testaus ja uudelleenkäynnistys mitattuun aikaan. Raporteissa käytetään erilaisia rajauksia.
MTTF: keskimääräinen aika vikaantumiseen	Kuinka kauan korjauskelvoton kohde kestää ennen vikaantumista?	Koskee kohdetta, joka vaihdetaan korjaamisen sijaan, eikä automaattisesti koko konetta, johon se kuuluu.

Tuotannonsuunnittelussa koko aika, jonka kone on pois käytöstä, on merkityksellinen, vaikka korjausraporttiin laskettaisiin vain varsinainen korjaustyö. Osan vaihtaminen voi sujua nopeasti, mutta kone voi olla pois käytöstä huomattavasti pidempään osan hankinnan ja tuotantoon paluun edellyttämien tarkistusten vuoksi.

Tämän eron huomioiminen ehkäisee yleisen suunnitteluvirheen: keskimääräistä korjausaikaa ei pidä tulkita lupaukseksi siitä, että jokainen tuleva konerikko saadaan korjattua samassa ajassa.

Hyödynnä luotettavuushavaintoja tuotannon päätöksenteossa SkyPlannerin avulla

Oletetaan, että selvityksen perusteella kunnossapito sopii koneistuskeskukselle kolmen tunnin huoltotyön ensi keskiviikoksi. Kyse on tekniseen päätökseen perustuvasta huoltoajankohdasta, ei koneen 40 tunnin MTBF-arvosta ennustetusta vikaantumisajasta.

Sovittu huolto muuttaa asiakastilausten käytettävissä olevaa kapasiteettia. Jos tieto jää vain huoltokalenteriin, tuotantosuunnitelmassa voidaan edelleen osoittaa töitä koneelle, joka ei ole käytettävissä. Tuotannonsuunnittelija huomaa ristiriidan vasta yrittäessään turvata viikon toimitukset.

Kirjaa sovittu aikaväli SkyPlanneriin työpisteen poikkeuksena. Poikkeus poistaa resurssin käytöstä kyseiseksi ajaksi. SkyPlannerin ajoitustekoäly Arcturus voi tämän jälkeen laskea uudelleen ajoitettavissa olevien työvaiheiden aikataulun muuttuneen kapasiteetin perusteella. Laskennassa se käyttää määritettyjä työpisteitä, työvuoroja, työvaiheiden kestoja, riippuvuuksia, prioriteetteja ja lukituksia. Tuloksena syntyvä työjärjestys näkyy Gantt-kaaviossa.

Tarkista keskiviikon huollon osalta, jääkö odottavien koneistusvaiheiden jälkeen edelleen aikaa tarkastukselle ja kokoonpanolle. Jos työ siirtyy toiselle soveltuvalle resurssille, tarkista myös sille jo sovitut työt. Vapaasta ajasta on hyötyä vain, jos työvaihe voidaan todella tehdä kyseisellä resurssilla ja myös loput työvaiheet mahtuvat aikatauluun.

Siksi SkyPlanner on hyödyllinen seuraava askel, kun luotettavuuden parantamiseksi tehtävät toimet muuttavat koneiden käytettävyyttä. Tekniset ja kaupalliset päätökset pysyvät sinulla, ja Arcturus hoitaa toisiinsa kytkeytyvien työvaiheiden ajoituslaskennan. Työjonojen uudelleenrakentamiseen kuluu vähemmän aikaa, ja tuotanto sekä myynti voivat tehdä vielä avoinna olevat toimituspäätökset samojen tietojen pohjalta.

Pidä huoltoajankohta ajan tasalla, jos sovittu ajoitus muuttuu. Laske aikataulu uudelleen ja tarkista muutoksen vaikutukset sovittuihin töihin ja toimituksiin, jotta vanhentunut oletus koneen käytettävyydestä ei siirry seuraavaan vuoroon.

Katso, miten yhden koneen käytettävyys vaikuttaa toimituksiisi

Hyödyllinen MTBF-tarkastelu johtaa selkeämpään toimenpiteeseen, ei pelkkään lukuun. Määritä, mihin tietoihin tarkastelu perustuu, selvitä merkitykselliset vikaantumiset ja vie sovittu kapasiteettimuutos suunnitelmaan, jota tuotannossa todella noudatetaan.

Valitse SkyPlanner, kun sinun on sovitettava muutoksen vaikutukset yhteen eri asiakastilausten välillä ilman, että korjaat käsin jokaisen muutokseen kytkeytyvän koneen työjonon. SkyPlanner voidaan integroida mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään sen avoimen REST API -rajapinnan kautta. Näin ajoituksen parantaminen voi perustua nykyisiin tilaus- ja tuotantotietoihisi.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota esimerkiksi yksi kone, sille sovittu käyttökatko ja sen kautta kulkevat tilaukset. Pyydä näyttämään, mitkä työvaiheet siirtyvät, mitä myöhemmissä vaiheissa tapahtuu ja mitkä toimituslupaukset vaativat päätöksen. Jos haluat ensin tutustua itse, kokeile SkyPlanneria demotiedoilla ja katso, miten kapasiteetin muutos muokkaa aikataulua.