Stredná doba medzi poruchami: výpočet a využitie MTBF

Domov » Zdroje » Stredná doba medzi poruchami: výpočet a využitie MTBF

Odhadovaný čas čítania: 11 minút

Stredná doba medzi poruchami (MTBF) je priemerný prevádzkový čas pripadajúci na jednu poruchu opraviteľného zariadenia. Pri výrobnom stroji ju vypočítate vydelením celkového počtu prevádzkových hodín počtom porúch zariadenia zaznamenaných za rovnaké sledované obdobie:

MTBF = celkový prevádzkový čas ÷ počet porúch

Stroj so 160 prevádzkovými hodinami a štyrmi poruchami má nameranú hodnotu MTBF 40 prevádzkových hodín. Neznamená to, že sa pokazí každých 40 hodín ani že údržba tesne pred uplynutím 40 hodín zabráni ďalšej poruche.

Podstatné je, čo vám priebeh porúch napovedá o tom, čo treba preskúmať a zmeniť. Keď sa údržba a výroba dohodnú na zásahu, čas nedostupnosti zariadenia sa musí premietnuť aj do plánu zákaziek. SkyPlanner APS prepája túto zmenu kapacity s operáciami a termínmi dodania, ktoré ovplyvní. Nemusíte tak sami zosúlaďovať zoznam údržbových zásahov so samostatnými plánmi operácií na jednotlivých strojoch.

Určite, čo má váš výpočet MTBF skutočne merať

Samotné delenie je jednoduché. Viac pozornosti si vyžaduje to, aby prevádzkové hodiny aj počet porúch vychádzali z rovnakej definície. Skôr než si pripravíte výkaz, dohodnite sa s ľuďmi, ktorí údaje zaznamenávajú, na štyroch veciach.

Vymedzte sledované zariadenie

Začnite konkrétnym strojom alebo jasne ohraničeným systémom. Obrábacie centrum, jeho vreteno a celé oddelenie obrábania predstavujú odlišný rozsah merania.

Ak sledujete celý stroj, porucha vretena, ktorá mu znemožní vykonávať požadovanú prácu, je poruchou stroja. Výmena súčasti vretena a opätovné uvedenie stroja do prevádzky neznamenajú, že stroj treba považovať za neopraviteľný výrobok.

MTBF možno sledovať aj na úrovni linky, no za poruchu linky považujte stratu jej požadovanej funkcie. Ak sčítate všetky alarmy jednotlivých súčastí, môžete jedno prerušenie chodu linky započítať viackrát.

Definujte poruchu, nie iba zastavenie

Určite požadovanú funkciu a udalosť, ktorá sa bude považovať za jej stratu. Za poruchu možno považovať aj chybu zariadenia, pre ktorú stroj nedokáže spĺňať požadované prevádzkové podmienky, hoci sa úplne nevypol.

Plánovaná údržba, bežné pretypovanie na iný výrobok, neprítomnosť obsluhy ani čakanie na materiál nie sú automaticky poruchami zariadenia. Tieto straty naďalej evidujte, ale nezahŕňajte ich do počtu porúch.

Dohodnite sa, ako budete evidovať krátkodobé poruchy a opakované resetovania. Viacero záznamov alarmu počas jednej neodstránenej poruchy sa nemá počítať ako viacero nezávislých porúch. Nová porucha po skutočnom obnovení funkcie je novou udalosťou. Uchovávajte pôvodné podrobné záznamy, aby ste mohli opakujúce sa poruchy preskúmať, namiesto toho, aby sa stratili v dôsledku nastaveného prahu pre vykazovanie.

Zvoľte, aký čas budete merať

V tomto návode používame MTBF založené na prevádzkovom čase: na hodinách, počas ktorých je sledované zariadenie skutočne v prevádzke v rámci vymedzeného rozsahu merania. Čas opráv ani iný čas mimo prevádzky nevstupujú do čitateľa. Výsledkom nie je priemerný kalendárny interval medzi okamihmi vzniku dvoch po sebe nasledujúcich porúch.

Uveďte, čo váš signál chodu stroja zahŕňa. Počítadlo hodín zapnutého stroja, signál prebiehajúceho cyklu a kalendár zmien s obsluhou môžu poskytnúť odlišné súčty. Ak sú pre sledovanie poruchovosti vášho zariadenia relevantné skôr cykly alebo spustenia než prevádzkové hodiny, sledujte aj tento ukazovateľ popri hodinách. Nepredpokladajte, že sú navzájom zameniteľné.

Dodržte rovnaké sledované obdobie

Pre prevádzkové hodiny aj poruchy použite rovnaký začiatok a koniec vykazovaného obdobia. Poruchy započítavajte podľa toho, kedy v tomto období vznikli. Opravu dokončenú tento mesiac nepočítajte ako novú poruchu, ak porucha vznikla už minulý mesiac.

Zahrňte všetok skutočný prevádzkový čas v sledovanom období vrátane chodu, ktorý sa pred koncom obdobia neskončil poruchou. Meriate skutočnú prevádzku počas daného obdobia, nevyberáte iba ukončené úseky chodu, pri ktorých nastala porucha. Do celkového času odstávok za dané obdobie započítajte len hodiny nedostupnosti, ktoré doň spadajú. Ak porucha presahuje hranicu obdobia, samostatne uchovajte úplný záznam udalosti aj obnovenia prevádzky.

Pri každej poruche uchovajte identifikátor stroja, čas vzniku, čas obnovenia prevádzky, pozorovaný príznak alebo spôsob poruchy a relevantné prevádzkové podmienky. Vďaka týmto podrobnostiam budete vedieť priemernú hodnotu vysvetliť.

Ako vypočítať MTBF: príklad z výroby

Predstavte si jedno opraviteľné obrábacie centrum sledované počas vykazovaného obdobia s 200 hodinami prítomnosti obsluhy. Jeho časové záznamy sa dajú rozdeliť takto. Kategórie sa neprekrývajú a štyri poruchy predstavujú samostatné poruchy zariadenia podľa dohodnutej definície.

Kategória času	Počet hodín za obdobie	Zohľadnenie vo výpočte
Plánovaná údržba	12	Nie je prevádzkovým časom ani poruchou
Bežné nastavovanie a pretypovanie	8	Nie je prevádzkovým časom ani poruchou
Čakanie na materiál, keď stroj nebeží	10	Nie je prevádzkovým časom ani poruchou zariadenia
Nedostupnosť v dôsledku štyroch porúch zariadenia	10	Nie je prevádzkovým časom; uchováva sa na analýzu odstávok
Skutočný prevádzkový čas	160	Čitateľ vo výpočte MTBF
Celkový čas prítomnosti obsluhy	200	Kontrolný súčet, nie čitateľ

Výpočet je nasledovný:

160 prevádzkových hodín ÷ 4 poruchy = 40 prevádzkových hodín na jednu poruchu

Ak vychádzate z celkového času prítomnosti obsluhy, najprv odpočítajte kategórie, počas ktorých stroj nebol v prevádzke: 200 − 12 − 8 − 10 − 10 = 160 hodín. Ak váš zdroj už uvádza 160 hodín skutočnej prevádzky, použite priamo túto hodnotu. Opätovným odpočítaním času odstávok by ste hodnotu MTBF podhodnotili.

Príklad tiež ukazuje, prečo samotný kalendár zmien nestačí. Vydelením 200 hodín prítomnosti obsluhy štyrmi by ste dostali 50 hodín na poruchu, ale zahrnuli by ste aj čas, keď tento stroj nebol v prevádzke.

Výsledok uvádzajte spolu s kontextom: „Stroj MC-01, vykazované obdobie, 160 prevádzkových hodín, štyri poruchy, namerané MTBF 40 hodín.“ Pri porovnávaní s iným obdobím sú čitateľ a počet porúch rovnako dôležité ako samotná výsledná hodnota.

Ako postupovať pri nulovom počte porúch a viacerých strojoch bez skreslenia výsledku

Čo ak nenastala žiadna porucha?

Nedeľte nulou ani neuvádzajte nekonečné MTBF ako dôkaz dokonalej spoľahlivosti. Napíšte „počas 160 prevádzkových hodín nebola zaznamenaná žiadna porucha“, pričom vo výkaze použite skutočný prevádzkový čas.

Je to užitočný údaj, no nemá rovnakú výpovednú hodnotu ako niekoľko rokov bezporuchovej prevádzky. Na stanovenie štatistickej dolnej medze spoľahlivosti potrebujete štatistický model a zvolenú úroveň spoľahlivosti. Pri bežnom hodnotení výroby je poctivejšie uviesť nulový počet porúch a skutočný prevádzkový čas než vymýšľať bodový odhad.

Čo ak údaje pochádzajú z viacerých strojov?

Pri opodstatnene vytvorenej skupine porovnateľných strojov použite súčet prevádzkových hodín strojov ÷ celkový počet porúch. Nedeľte jedno spoločné kalendárne obdobie počtom porúch všetkých strojov a nepočítajte ani nevážený priemer ich jednotlivých hodnôt MTBF.

Predstavte si napríklad dva porovnateľné stroje s rovnakými pravidlami evidencie. Jeden má 160 hodín a štyri poruchy, druhý 240 hodín a dve poruchy. Spoločný výsledok je 400 ÷ 6, teda približne 66,7 prevádzkových hodín na poruchu. Nie je to jednoduchý priemer hodnôt 40 a 120, ktorý by bol 80.

Uchovávajte aj výsledky jednotlivých strojov. Súhrnná hodnota môže zakryť stroj, ktorý spôsobuje väčšinu problémov vo výrobe. Rozdielna konštrukcia, vek alebo spôsob zaťaženia zariadení môžu byť dôvodom na vytvorenie samostatných skupín namiesto jedného ukazovateľa spoľahlivosti za celý závod.

Pred výberom opatrenia správne interpretujte MTBF

Vyššie namerané MTBF znamená menej započítaných porúch na prevádzkovú hodinu v rámci stanoveného rozsahu merania. To, či ide o zlepšenie, závisí od toho, čo ďalšie sa zmenilo.

Porovnávajte porovnateľné

Porovnávajte obdobia, v ktorých používate rovnaké definície porúch, rovnaký spôsob merania skutočného prevádzkového času a rovnaké vymedzenie sledovaného zariadenia. Potom overte, akú prácu stroj vykonával. Ak vyrábal menej náročný sortiment pri inom zaťažení, nemusí to dokazovať, že zmena údržby zabrala.

Spolu s trendom uvádzajte aj skutočný prevádzkový čas a počet porúch. Jediné krátke obdobie s jednou poruchou môže priemer výrazne zmeniť. Dlhšie sledovanie pomáha, no spájanie údajov z rokov s rozdielnymi prevádzkovými podmienkami môže zakryť nedávne zhoršenie. Posudzujte preto aj aktuálny vývoj a podmienky, ktoré za ním stoja, nielen súhrnný priemer.

Neexistuje univerzálna „dobrá hodnota MTBF“ pre každý výrobný stroj. Zmysluplný cieľ zohľadňuje porovnateľné historické údaje, požadovaný prevádzkový režim a dôsledky poruchy. Vysoká hodnota na stroji, ktorý sa dá ľahko nahradiť iným, môže mať pre včasnosť dodávok menší význam než časté prerušenia na jedinom stroji schopnom vykonať kritickú operáciu.

Priemer nie je odpočítavanie do ďalšej poruchy

MTBF 40 hodín neurčuje čas ďalšej poruchy ani zostávajúcu životnosť stroja. Poruchy sa môžu vyskytnúť krátko po sebe a niektoré úseky prevádzky bez poruchy môžu byť oveľa dlhšie než priemer.

Ani interval preventívnej údržby nemožno odôvodniť samotnou hodnotou MTBF. Správne opatrenie závisí od mechanizmu vzniku poruchy, údajov o stave zariadenia, odporúčaní pre dané zariadenie a dôsledkov poruchy. Napríklad opotrebovanie súvisiace s vekom a občasný výskyt nečistôt si vyžadujú odlišný postup pri hľadaní príčiny. Celkový priemer neukáže, o ktorý z týchto problémov ide.

Ak sa výsledok zhoršuje, vyhľadajte príslušné poruchové udalosti a položte si konkrétnejšiu otázku: aký druh poruchy sa opakuje, za akých podmienok a aká zmena by ho riešila? Po zásahu potom overte, či sa problém pri porovnateľných prevádzkových podmienkach vracia.

Frekvenciu porúch posudzujte spolu so strateným časom

MTBF nehovorí, ako dlho po poruche nemožno na stroji vyrábať. Dva stroje s rovnakým MTBF môžu mať veľmi odlišný vplyv na plnenie zákaziek, ak sa jeden rýchlo vráti do prevádzky a druhý čaká na špecialistu alebo náhradný diel.

Popri priemere sledujte aj celkový čas odstávok spôsobených poruchami a jednotlivé dlhšie prerušenia. Preskúmajte tiež vplyv na nadväzujúce operácie. Krátke prerušenie tesne pred jediným dostupným časovým oknom pre kritickú operáciu môže mať na dodávku väčší dosah než dlhšia odstávka s dostatočnou rezervou na dobehnutie sklzu.

MTBF, MTTR a MTTF: v čom sa líšia

Tieto ukazovatele odpovedajú na odlišné otázky. Vždy jasne uvádzajte, čo presne sledujete a ako definujete meraný čas, namiesto toho, aby ste skratky považovali za zameniteľné hodnotenia.

Ukazovateľ	Na akú otázku odpovedá	Rozdiel v praxi
MTBF: stredná doba medzi poruchami	Koľko skutočného prevádzkového času pripadlo na jednu poruchu opraviteľného zariadenia?	Stroj sa po oprave vracia do prevádzky.
MTTR: stredná doba opravy alebo obnovy prevádzky	Ako dlho v priemere trvá oprava alebo obnova prevádzky podľa zvolenej definície?	Uveďte, či meraný čas zahŕňa čakanie, diagnostiku, skúšky a opätovné spustenie. Jednotlivé výkazy môžu tieto hranice vymedzovať odlišne.
MTTF: stredná doba do poruchy	Ako dlho vydrží neopraviteľný prvok do vzniku poruchy?	Vzťahuje sa na prvok, ktorý sa namiesto opravy vymieňa, nie automaticky na celý stroj, ktorého je súčasťou.

Pre plánovanie výroby je dôležitý celý čas nedostupnosti stroja, aj keď výkaz opravy zahŕňa len samotnú prácu na oprave. Výmena súčiastky môže trvať krátko, no stroj môže zostať nedostupný oveľa dlhšie, kým tím súčiastku zabezpečí a dokončí kontroly potrebné na návrat do výroby.

Toto rozlíšenie predchádza bežnej chybe pri plánovaní: považovať priemerné trvanie opravy za prísľub, že každá budúca porucha bude odstránená v tomto čase.

Premietnite zistenia o spoľahlivosti do rozhodnutí o výrobe so SkyPlanner

Predpokladajme, že sa na základe analýzy údržba dohodne na trojhodinovom zásahu na obrábacom centre budúcu stredu. Ide o zvolený termín údržby vychádzajúci z technického rozhodnutia, nie o dátum poruchy predpovedaný z MTBF 40 hodín.

Táto dohoda mení kapacitu dostupnú pre zákaznícke objednávky. Ak zostane len v kalendári údržby, výrobný plán môže naďalej prideľovať prácu stroju, ktorý nebude k dispozícii. Plánovač potom odhalí kolíziu až pri snahe dodržať dodávky naplánované na daný týždeň.

V SkyPlanner zaznamenajte dohodnutý časový úsek ako výnimku pracoviska. Výnimka nastaví zdroj počas tohto obdobia ako nedostupný. Arcturus, umelá inteligencia na rozvrhovanie v SkyPlanner, potom môže prepočítať operácie, ktoré možno rozvrhnúť, podľa zmenenej kapacity. Vychádza pritom z nakonfigurovaných pracovísk, zmien, trvania operácií, závislostí, priorít a uzamknutí. Výsledné poradie zobrazí Ganttov diagram.

Pri stredajšom zásahu overte, či po čakajúcich obrábacích operáciách stále zostáva čas na nadväzujúcu kontrolu a montáž. Ak operáciu prevezme vhodný alternatívny zdroj, skontrolujte aj zákazky, ktoré sú na ňom už naplánované. Voľný časový úsek má hodnotu len vtedy, ak sa tam operácia skutočne dá vykonať a zostávajúce kroky výrobného postupu sa stále zmestia do plánu.

Preto je SkyPlanner užitočným ďalším krokom, keď opatrenia na zlepšenie spoľahlivosti zmenia dostupnosť stroja. Technické a obchodné rozhodnutia zostávajú na vás; Arcturus sa postará o prepočet rozvrhu vrátane nadväzností. Menej času strávite prestavovaním poradia operácií a výroba aj obchod získajú spoločný podklad pre zostávajúce rozhodnutia o dodávkach.

Ak sa dohodnutý termín údržby zmení, aktualizujte ho aj v pláne. Prepočítajte rozvrh a skontrolujte dotknuté záväzky, aby ďalšia zmena nevychádzala z neaktuálneho predpokladu o dostupnosti stroja.

Zistite, čo dostupnosť jedného stroja znamená pre vaše dodávky

Užitočné vyhodnotenie MTBF vedie ku konkrétnejšiemu opatreniu, nielen k číslu. Jasne vymedzte podklady, preskúmajte poruchy s významným dosahom a zapracujte dohodnutú zmenu kapacity do plánu, podľa ktorého výroba skutočne pracuje.

Zvoľte SkyPlanner, keď potrebujete túto zmenu skoordinovať naprieč zákazníckymi objednávkami bez ručnej úpravy poradia operácií na každom nadväzujúcom stroji. SkyPlanner sa cez svoje otvorené REST API prepája s ľubovoľným systémom ERP alebo MES, takže pri zlepšovaní rozvrhovania môžete využiť existujúce údaje o objednávkach a výrobe.

Rezervujte si ukážku SkyPlanner a prineste si príklad jedného stroja, dohodnutého času jeho nedostupnosti a zákaziek, ktoré ním prechádzajú. Nechajte si ukázať, ktoré operácie sa presunú, čo sa stane s nadväzujúcimi operáciami a pri ktorých prisľúbených termínoch dodania bude potrebné rozhodnutie. Ak si chcete systém najprv prezrieť sami, vyskúšajte SkyPlanner s ukážkovými údajmi a pozrite sa, ako zmena kapacity pretvorí rozvrh.