Obsah
MTBF (Mean Time Between Failures, střední doba mezi poruchami) je průměrná doba provozu stroje mezi dvěma poruchami: provozní doba vydělená počtem poruch. MTTR (Mean Time To Repair, střední doba opravy) je průměrná doba od poruchy do obnovení provozu: celková doba oprav vydělená počtem poruch. MTBF tedy popisuje, jak často stroj selhává, MTTR jak rychle se po poruše vrací do výroby. Z obou ukazatelů se počítá technická dostupnost MTBF / (MTBF + MTTR).
Článek ukazuje výpočet krok za krokem, vysvětluje, proč stejné zlepšení dostupnosti může znamenat různý počet poruch, a popisuje pět chyb, kvůli kterým MTBF a MTTR klamou. Čísla v příkladech jsou modelová, aby šla přepočítat. Vlastní hodnoty dosadíte do kalkulačky MTBF a MTTR.
Pojmy a vzorce
Statistická příručka amerického institutu NIST uvádí, že nejlepším odhadem MTBF je celková doba provozu vydělená celkovým počtem poruch (NIST/SEMATECH e-Handbook, kapitola 8.4.5.1). Převrácená hodnota MTBF je intenzita poruch λ. Tabulka shrnuje pojmy, které se v údržbě používají společně.
| Pojem | Vzorec | Na co se hodí |
|---|---|---|
| MTBF, střední doba mezi poruchami | provozní doba ÷ počet poruch | Opravitelné stroje a zařízení |
| MTTR, střední doba opravy | doba oprav ÷ počet poruch | Rychlost údržby po poruše |
| MTTF, střední doba do poruchy | průměrná životnost do první poruchy | Díly, které se neopravují, ale mění |
| Intenzita poruch λ | 1 ÷ MTBF | Poruchy za hodinu, srovnání strojů a linek |
| Technická (inherentní) dostupnost | MTBF ÷ (MTBF + MTTR) | Podíl času, kdy stroj není v poruše |
| Provozní dostupnost | MTBM ÷ (MTBM + střední doba obnovy); MTBM je střední doba mezi údržbami, nápravnými i preventivními, a doba obnovy zahrnuje opravy, preventivní údržbu, čekání na díly a administrativu | Co skutečně zažívá výroba |
Rozdíl mezi technickou a provozní dostupností popisuje NASA v metodice Availability: What is it?: technická dostupnost počítá jen s nápravnou údržbou a nezahrnuje čekání na logistiku ani administrativní zdržení, provozní dostupnost je zahrnuje.
Výpočet MTBF a MTTR krok za krokem
- Plánovaná doba provozu: 400 hodin.
- Počet poruch: 5. Opravy trvaly dohromady 10 hodin.
- Provozní doba: 400 − 10 = 390 hodin.
- MTBF = 390 ÷ 5 = 78 hodin.
- MTTR = 10 ÷ 5 = 2 hodiny.
- Intenzita poruch λ = 1 ÷ 78 = 0,0128 poruchy za hodinu.
- Dostupnost = 78 ÷ (78 + 2) = 97,5 %. Kontrola: 390 ÷ 400 = 97,5 %.
Kontrola v posledním kroku je užitečná i v praxi. Pokud MTBF ÷ (MTBF + MTTR) nevychází stejně jako provozní doba ÷ plánovaná doba, nesedí v datech buď počet poruch, nebo některá doba opravy.
Dostupnost závisí jen na poměru MTTR k MTBF
Ze vzorce plyne vlastnost, která se v praxi přehlíží: dostupnost se nezmění, pokud se MTTR i MTBF změní ve stejném poměru. Dvě cesty k vyšší dostupnosti na modelovém lisu:
| Varianta | MTBF | MTTR | Dostupnost | Poruchy za 400 h |
|---|---|---|---|---|
| Výchozí stav | 78 h | 2 h | 97,50 % | 5 |
| A: rychlejší oprava | 78 h | 1,5 h | 98,11 % | asi 5 |
| B: méně poruch | 104 h | 2 h | 98,11 % | asi 3,8 |
Zkrácení MTTR o čtvrtinu dá stejnou dostupnost jako prodloužení MTBF o třetinu, protože 1,5 ÷ 78 = 2 ÷ 104. Pro výrobu ale varianty rovnocenné nejsou. Ve variantě B je zhruba o jednu poruchu méně za měsíc, a tedy o jedno rozjíždění stroje, jeden zásah do procesu a jedno riziko zmetků po opětovném spuštění méně. Rozdíl ukáže až počet poruch. Proto se vyplatí sledovat MTBF a MTTR odděleně vedle výsledné dostupnosti.
Pět chyb, kvůli kterým MTBF a MTTR klamou
Kalendářní čas místo provozní doby
Lis z příkladu neběží nepřetržitě. Kdo dělí kalendářním měsícem (720 hodin) místo provozní doby (390 hodin), dostane MTBF 720 ÷ 5 = 144 hodin místo 78. Stroj se tak jeví téměř dvakrát spolehlivější, než je. Do MTBF patří jen čas, kdy stroj skutečně běžel.
Každé zastavení jako porucha
Když se do počtu poruch započítají přestavby, čekání na materiál nebo chybějící obsluha, MTBF klesne a přestane popisovat spolehlivost stroje. Údržba pak dostává úkoly, které nejsou její. Pomáhá hierarchický číselník prostojů, ve kterém se poruchy oddělí od organizačních a plánovaných důvodů.
Nejasné hranice MTTR
Konferenční příspěvek NASA pro AIAA (Rhodes, Adams, McCleskey, AIAA 2008-3586) definuje MTTR jako průměrnou dobu výpadku, která zahrnuje zjištění a zpřístupnění vadného dílu, opravu nebo výměnu a ověření funkce. V praxi se ale MTTR někdy měří až od příchodu údržbáře. Zlepšení v reakční době pak nejsou vidět. Doporučené rozdělení doby výpadku: reakce, diagnostika, oprava, ověření a zvlášť čekání na náhradní díl.
Příliš malý vzorek
Při dvou poruchách za měsíc vychází MTBF 390 ÷ 2 = 195 hodin, při třech 390 ÷ 3 = 130 hodin. Jediná porucha navíc posune ukazatel o třetinu. U spolehlivých strojů proto uvádějte MTBF vždy s počtem poruch a sledujte delší období nebo skupinu stejných strojů.
Předpoklad stálé intenzity poruch
Průměr MTBF dává smysl hlavně tam, kde se intenzita poruch v čase nemění. NIST uvádí, že takový model odpovídá ploché části vanové křivky a že vanová křivka platí i pro opravitelné systémy (NIST/SEMATECH e-Handbook, kapitola 8.1.2.4). U nového stroje v záběhu a u stárnoucího, opotřebeného stroje se intenzita poruch v čase mění. Jeden průměr za rok pak skryje, že poruchy v posledních měsících přibývají. Trend MTBF po měsících řekne víc.
Co zlepšovat a kdy
| Situace | Co to obvykle znamená | Kam sáhnout |
|---|---|---|
| Nízké MTBF, krátké MTTR | Časté drobné poruchy se stejnou příčinou | Analýza opakujících se příčin, autonomní údržba podle TPM, čištění a kontrola obsluhou |
| Vysoké MTBF, dlouhé MTTR | Vzácné, ale těžké poruchy | Náhradní díly, postupy opravy, rychlé upozornění údržby |
| Nízké MTBF, dlouhé MTTR | Stroj na konci životnosti nebo bez údržby | Nejdřív největší ztráta času, souběžně rozhodnutí o generální opravě |
| Dlouhé MTTR kvůli čekání na díl | Problém logistiky | Sklad kritických dílů, dohoda s dodavatelem |
| MTBF v čase klesá | Opotřebení, intenzita poruch roste | Preventivní údržba podle provozních hodin, analýza způsobů selhání (FMEA) |
MTBF, MTTR a OEE
Dostupnost v OEE a technická dostupnost z MTBF a MTTR měří různé věci. Dostupnost v OEE odečítá všechny prostoje v plánovaném čase včetně přestaveb a čekání na materiál. Technická dostupnost počítá jen s poruchami. Dostupnost v OEE proto vychází stejná nebo nižší.
Pro modelový lis: technická dostupnost je 97,5 %. Pokud na téže zakázce připadne dalších 20 hodin na přestavby a čekání na materiál, dostupnost v OEE je (400 − 10 − 20) ÷ 400 = 92,5 %. Těch pět procentních bodů patří plánování a logistice. Když se oba ukazatele sledují vedle sebe, je hned vidět, komu ztráta patří.
Odkud brát data
MTBF potřebuje dvě veličiny: provozní dobu a počet poruch. MTTR potřebuje začátek a konec každé poruchy. Ruční výkaz údržby obvykle zná dobu opravy, ale ne přesnou provozní dobu. Systém pro řízení údržby (CMMS) zná pracovní příkazy, ale ne to, kdy stroj skutečně běžel. Signál ze stroje zná obojí, pokud obsluha nebo údržba přiřadí zastavení správný důvod. Spolehlivé MTBF tedy vzniká spojením strojových dat s důvodem prostoje.
MTBF a MTTR v SYMESTIC
SYMESTIC počítá MTBF a MTTR spolu s OEE a TEEP ze strojových dat. Poruchu nebo alarm hlásí údržbě push notifikací nebo e-mailem (správa alarmů). Údržbu lze plánovat podle provozních hodin a intervalů. Data o poruchách předává SYMESTIC přes REST-API do softwaru údržby; SYMESTIC sám není CMMS a náhradní díly zůstávají v ERP. Jak ukazatele využívá vedoucí údržby, popisuje stránka pro vedoucí údržby.
Chcete-li vidět MTBF a MTTR na vlastních strojích, projdeme je s vámi za 30 minut: Rezervovat živé demo.
Časté dotazy
Má se MTBF počítat pro celou linku, nebo pro jednotlivé stroje?
Pro obojí. Pokud linka bez zásobníků stojí při poruše kteréhokoli stroje, sčítají se intenzity poruch jednotlivých strojů (NIST, sériový model, kapitola 8.1.8.2, platí přibližně a při stálé intenzitě). Tři stroje s MTBF po 300 hodinách dávají linku s intenzitou 3 ÷ 300 = 0,01 poruchy za hodinu, tedy MTBF linky 100 hodin. Proto má linka vždy horší MTBF než její nejhorší stroj.
Má smysl měnit díl preventivně před uplynutím MTBF?
Jen tam, kde intenzita poruch s věkem roste, tedy v pravé části vanové křivky. Při stálé intenzitě starší díl neselhává častěji než nový, a výměna podle času pak poruchy nesníží. Proto se před nastavením intervalu vyplatí podívat, zda MTBF v čase klesá.
Co je MTTD?
Mean Time To Detect, střední doba do zjištění poruchy. Měří, jak dlouho trvá, než se o poruše někdo dozví. U strojů bez automatického hlášení do ní spadá čas, než si poruchy někdo všimne a zavolá údržbu. Kalkulačka MTBF a MTTR ji počítá také.
Zdroje
- NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods: 8.4.5.1 Estimating the MTBF, 8.1.2.4 Bathtub curve, 8.1.8.2 Series model
- NASA Kennedy Space Center, Reliability: Availability: What is it?
- Rhodes, Adams, McCleskey: AIAA 2008-3586 (NASA Technical Reports Server)
Související
- Kalkulačka MTBF a MTTR
- SYMESTIC pro vedoucí údržby
- TPM: totálně produktivní údržba
- Snížení prostojů
- OEE: výpočet a interpretace
Živé demo30 minut · zdarma
Uvidíte SYMESTIC na svém vlastním případu použití
V bezplatném živém demu Vám produktový expert na běžící platformě ukáže, jak konkrétně vypadá OEE, prostoje a připojení Vašich strojů a Vašeho ERP.
Používá se ve více než 20 zemích

Více než 30 let průmyslové automatizace a připojování strojů, od Simatic S5 po OPC UA. Dipl.-Ing. v oboru sdělovací techniky.
- Sběr strojových dat (MDE)
- Sběr výrobních dat (BDE)
- Připojování strojů
- Programování PLC (S5 / S7 / TIA)
Publikováno Zdroje: 5
Všechny články autora Martin Brandel
