Zeit zwischen Ausfällen, Reparaturzeit und Verfügbarkeit
In einem Satz
MTBF zeigt die Ausfallhäufigkeit über die Betriebszeit, MTTR den Durchschnitt des definierten Reparaturumfangs; die Bedeutung der Verfügbarkeitsrechnung legen die Grenzen von Zähler und Nenner fest.
Am Ende dieser Lektion
- Aus 900 min Betrieb und 6 Ausfällen den MTBF-Wert berechnen.
- Aus 90 min aktiver Reparatur und 6 abgeschlossenen Ausfällen den MTTR-Wert berechnen.
- Aktive Reparatur sowie Teile-, Personal- und sonstige Wartezeiten getrennt summieren.
- Bestimmen, welches Ergebnis sich bei einer Aufzeichnung mit offenem Ausfall oder ohne Ausfall nicht berechnen lässt.
Warum das wichtig ist
Eine Anlage kann wenige, aber lange Ausfälle haben. An einer anderen Anlage kann es viele kurze Ausfälle geben. Auch wenn beide Fälle denselben Gesamtstillstand ergeben, ist der Instandhaltungsbedarf nicht derselbe. Die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen, abgekürzt MTBF, teilt die Betriebsexposition durch die Zahl der Ausfälle. Die mittlere Reparaturdauer, abgekürzt MTTR, teilt den definierten Reparaturumfang durch die Zahl der abgeschlossenen Reparaturen. Die erste Kennzahl nähert sich der Dimension Häufigkeit, die zweite der Dimension Dauer. Diese Mittelwerte sagen nicht, wann einzelne Ereignisse eintreten. Sie sind kein Termin dafür, dass der nächste Ausfall genau beim Mittelwert eintritt. Sie müssen zusammen mit der Rohereignisaufzeichnung und der Information zur Verteilung gedeutet werden.
Vor der Rechnung wird festgelegt, was die Zeiten bedeuten. Beschreibt die Betriebszeit die Zeit, in der die Anlage tatsächlich lief, werden Stillstände dieser Summe nicht hinzugefügt. Aktive Reparatur ist im Beispiel dieser Lektion die verstrichene Zeit der tatsächlich ausgeführten Eingriffsarbeiten zur Behebung des Ausfalls. Das Warten auf Teile und das Warten auf das Eintreffen der befugten Person werden gesondert geführt. In einem anderen Bericht kann MTTR die gesamte Wiederherstellungszeit umfassen. Beide Ansätze direkt zu vergleichen, nur weil sie denselben Namen tragen, ist falsch. Die verwendete Definition muss im Bericht sichtbar sein und darf innerhalb des Zeitraums nicht stillschweigend geändert werden. Ebenso wie eine einzelne Zahl ist auch das Lernergebnis, welche Zeiten in diese Zahl eingehen.
Eine einfache Verfügbarkeit lässt sich über MTBF und MTTR nur unter Bedingungen berechnen, die allein Betriebs- und definierte Reparaturzeiten umfassen. Sie repräsentiert nicht von selbst eine ganze Schicht mit geplanter Instandhaltung, Warten auf Teile oder extern verursachten Stillständen. Außerdem zeigt die Verfügbarkeit allein weder die Konformität der erzeugten Teile noch die Eignung der Arbeitsgeschwindigkeit. Diese Quote mit der Gesamtanlageneffektivität (OEE) aus M9 gleichzusetzen, macht verschiedene Verluste unsichtbar. Eine Anlage kann betriebsbereit sein, ohne dass Bedarf besteht; im Betrieb kann sie langsam oder fehlerhaft produzieren. Zweck der Kennzahl ist nicht, all diese Ergebnisse in einer Zahl aufzulösen. Sie soll die jeweilige Frage mit dem richtigen Zeitumfang beantworten.
Die Ereignisgrenzen wirken unmittelbar auf den Mittelwert. Unterbrochene Eingriffe an demselben Ausfall als getrennte Ausfälle zu zählen, senkt den MTBF-Wert; erfolglose Versuche in einem einzigen Eintrag zu verbergen, kann ebenso das Wiederholungsverhalten verdecken. Beginn des Ausfalls, der Zeitpunkt der wiederhergestellten Funktion und die Verifizierung des Wiederanlaufs müssen definiert sein. Für ein am Ende des Zeitraums noch offenes Ereignis wird kein Ende erfunden. Die beobachtete Stillstandssumme kann berichtet werden; die endgültige Reparaturdauer ist noch nicht bekannt. Ebenso lässt sich aus einem Beobachtungszeitraum ohne Ausfall keine unendliche Zuverlässigkeit ableiten. Die Kennzahlen bieten nur zusammen mit Ereigniszahl, Umfang und der Information zu fehlenden Aufzeichnungen Entscheidungsunterstützung.
Aufzeichnungen mit demselben Mittelwert können unterschiedlich verteilt sein. Sind manche Zeiten sehr kurz und manche sehr lang, genügt ein einzelner Mittelwert nicht, um die Verlässlichkeit des Instandhaltungsfensters zu beschreiben. In dieser Lektion wird kein neues Modell für die Verteilung aufgebaut; verlangt wird, die Ereignisse einzeln zu erhalten. In der späteren Untersuchung lässt sich anhand dieser Aufzeichnungen erforschen, unter welchen Bedingungen lange Reparaturen entstehen. Beim Vergleich von Anlagen müssen neben Produktlast und Aufzeichnungsschwelle auch die Länge der Beobachtung erläutert werden. Eine im kurzen Zeitraum gesehene Änderung kann zufällig sein. Deshalb wird bei einer Verbesserung der Kennzahl nicht sofort ein dauerhaftes Ursachenergebnis verkündet. Technische Änderung, vergleichbarer Zeitraum und Ereignisnachweis werden gemeinsam bewertet. Rechnerische Richtigkeit bedeutet nicht, dass die Ungewissheit beseitigt ist; auch bei richtiger Rechnung kann die Deutung noch zu sicher sein.
Formel
MTBF (min/Ausfall) = Gesamtbetriebszeit (min) ÷ Ausfallzahl
MTTR (min/Reparatur) = Abgeschlossene aktive Reparaturzeit (min) ÷ Zahl abgeschlossener Reparaturen
Einfache Verfügbarkeit (%) = MTBF ÷ (MTBF + MTTR) × 100
Beobachteter Betriebsanteil (%) = Betriebszeit ÷ Angegebene Beobachtungszeit × 100
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- Durchgerechnetes Beispiel mit konkreten Zahlen
- Wo die Methode in die Irre führt
- Häufige Fehler