Среднее время до отказа (MTTF): ключевой KPI для прогнозирования срока службы активов

Среднее время до отказа (MTTF) — это ключевой показатель эффективности (KPI) обслуживания, используемый для отслеживания срока службы активов, которые не могут быть отремонтированы и поэтому должны быть заменены. Знание срока службы этих активов позволяет вашему бизнесу принимать стратегические решения относительно инвентаря, производства и обслуживания для обеспечения максимального времени бесперебойной работы оборудования.

MTTF измеряет время между установкой актива и моментом отказа. Он сообщает среднее количество часов, которое каждый элемент, часть или компонент будет служить до того, как его потребуется заменить.

MTTF специально используется для активов, которые не могут быть отремонтированы. Обычно замена этих активов менее затратна и более эффективна, чем их исправление.

Как таковое, Среднее время до отказа — полезный расчет для более мелких активов и отдельных компонентов внутри более крупного оборудования, таких как:

• Лампочки
• Колеса
• Ролики конвейеров
• Шаровые подшипники
• Вентиляторные ремни
• Транзисторы

Знание MTTF части дает командам обслуживания более четкое понимание надежности частей, составляющих более крупный производственный актив. Оно также дает им действенные инсайты, чтобы они могли опережать свои потребности в обслуживании.

Даже если некоторые отдельные компоненты не могут быть отремонтированы, они часто являются частью более крупного ремонтопригодного актива. Долговечность и надежность этих компонентов могут иметь серьезное влияние на время бесперебойной работы оборудования и общую производительность более крупных активов.

Как только команды обслуживания знают MTTF каждого компонента, они могут использовать это число для управления своим инвентарем и принятия более умных решений о том, когда закупать части. Например, в средах Juste-in-Time (JIT) метрики MTTF могут использоваться для прогнозирования заказа частей так, чтобы они прибывали именно тогда, когда они нужны.

Как рассчитать MTTF?

Расчет MTTF требует знания истории актива. Вам нужно знать, сколько конкретных частей было в использовании, а также как долго каждая отдельная часть служила. Более конкретно, вам придется рассчитать количество часов, в течение которых каждая часть использовалась между начальной установкой и отказом/заменой. Чем больше данных у вас есть, тем точнее будет ваш расчет MTTF.

Именно поэтому MTTF лучше всего используется для компонентов, которые выходят из строя относительно быстро. В противном случае потребовались бы годы для определения MTTF для более долговечного оборудования. Также важно помнить, что MTTF должен рассчитываться только между идентичными активами.

Например, если вы рассчитываете MTTF для лампочек, убедитесь, что используете только лампочки с одинаковой мощностью. Различия в таких переменных приводят к неточным, непригодным результатам.

Вот как рассчитать MTTF с его уникальной формулой.

Формула среднего времени до отказа (MTTF)

MTTF актива рассчитывается делением общего количества часов работы на количество конкретных активов в использовании.

Вы можете рассчитать его, используя формулу MTTF:

Общее количество часов работы / Количество активов = MTTF

Поскольку часы работы распределяются между несколькими активами, вам нужно сложить их общее количество часов. Например, если вы пытаетесь рассчитать MTTF для конкретного типа лампочки, вам понадобится срок службы каждой лампочки.

Пример расчета среднего времени до отказа

Например, скажем, у вас есть шесть лампочек — три со сроком службы 1 000 часов и три со сроком службы 1 200 часов. Всего лампочки работают 6 600 часов. Их расчет MTTF будет выглядеть так:

6 600 общих часов работы / 6 лампочек = 1 100 часов

Итак, у каждой лампочки MTTF составляет 1 100 часов.

Должен ли MTTF быть высоким или низким?

Поскольку MTTF — это среднее количество часов до момента отказа, высокий MTTF лучше. Это означает, что ваш актив будет служить дольше до отказа.

Низкий MTTF указывает на то, что ваш актив, вероятно, выйдет из строя раньше, относительно актива с высоким MTTF. Поэтому, когда вы стремитесь «улучшить MTTF», вы нацеливаетесь на более высокое число. Однако важно помнить, что у каждого актива будет свой MTTF. Например, высокий MTTF для подшипника может составлять 4 000 часов, в то время как MTTF 4 000 часов для конвейерного пояса может быть неприемлемо низким. Всё зависит от активов и их применения.

Что такое хороший MTTF?

После того как вы ввели свои цифры в расчет MTTF, как определить, хорош ли он для актива? Хотя универсального ответа на этот вопрос нет, команды обслуживания могут рассмотреть несколько факторов, чтобы выяснить, достигают ли они хорошего MTTF.

• Ожидаемый жизненный цикл: Сравните ваш MTTF с ожидаемым жизненным циклом компонента, либо предоставленным производителем, либо основанным на ваших собственных исторических данных. Если ваш MTTF длиннее, это означает, что ваши компоненты служат дольше ожидаемого, и вы получаете «хороший» MTTF. Однако, если ваш MTTF короче ожидаемого, это может указывать на необходимость корректировки практик обслуживания или закупки частей у нового поставщика.
• Операционная среда: Среда использования актива может влиять на MTTF. Хороший MTTF для актива, работающего в суровой среде, может быть короче отраслевых стандартов, но все еще может считаться хорошим в контексте всего. Например, шаровые подшипники, эксплуатируемые в очень влажной среде, могут иметь более короткий MTTF, чем те, что в менее влажной, но оба числа MTTF все еще могут считаться «хорошими».
• Вариабельность компонентов: Не все компоненты созданы равными, даже в одной категории. Различия в качестве материалов, дизайне или производственных процессах могут влиять на MTTF. При сравнении результатов убедитесь, что смотрите на компоненты похожего дела, модели и производителя для получения точной картины их MTTF.
• Обслуживание и паттерны использования: MTTF также варьируется в зависимости от того, насколько последовательно выполняется профилактическое обслуживание и как используется актив. Чрезмерные нагрузки или время работы, неправильная установка или пропущенные задачи обслуживания могут сократить MTTF.

Хороший MTTF зависит от множества разных переменных, но отслеживание этой метрики и наблюдение за тем, как она меняется со временем — важная часть успешного управления обслуживанием.

Почему MTTF — важная метрика?

MTTF — критическая метрика в инженерии надежности и управлении обслуживанием, предлагающая несколько ключевых преимуществ. Во-первых, она дает четкое указание ожидаемого срока службы неремонтопригодных компонентов, позволяя организациям планировать замены и эффективно управлять инвентарем. Понимая среднее количество времени, в течение которого ожидается, что компонент будет служить, компании могут планировать своевременные замены, минимизируя простой и поддерживая операционную эффективность.

Во-вторых, MTTF необходима для обеспечения качества и разработки продукта. Анализируя MTTF различных компонентов, инженеры могут выявлять области для улучшения и повышать общую надежность продуктов. Это, в свою очередь, приводит к повышению удовлетворенности клиентов и меньшему количеству гарантийных претензий. MTTF также играет решающую роль в управлении затратами. Прогнозируя срок службы компонентов, компании могут более точно бюджетировать замены и действия по обслуживанию, избегая непредвиденных расходов.

Кроме того, MTTF жизненно важна для приложений, критичных к безопасности. В отраслях таких как аэрокосмическая, здравоохранение и автомобилестроение понимание MTTF гарантирует, что компоненты заменяются до отказа, предотвращая катастрофические сбои и обеспечивая безопасность пользователей. В целом, MTTF — незаменимая метрика, помогающая организациям улучшать надежность, управлять затратами и обеспечивать операционную безопасность.

MTTF помогает ответить на важные вопросы обслуживания

Знание того, как рассчитать MTTF, может помочь вашей команде принимать стратегические операционные решения. Даже если он используется для предметов, которые не могут быть отремонтированы, знание MTTF для разных предметов, которые ваш бизнес использует, может помочь максимизировать время бесперебойной работы и сэкономить деньги.

Мы также можем определить MTTF как среднее время до отказа. Хотя это не гарантия того, как долго будет служить каждая часть, все равно полезно знать среднее.

Вот несколько важных вопросов обслуживания, на которые MTTF может помочь ответить:

Может ли профилактическое обслуживание продлить срок службы актива?

MTTF лучше всего используется для активов, которые не могут быть отремонтированы. Однако срок службы определенных активов все еще может быть продлен путем выполнения профилактического обслуживания. Например, смазка шаровых подшипников может помочь продлить их полезную жизнь. Вы также можете продлить полезную жизнь других активов, используя их согласно рекомендациям производителя.

Понимание MTTF может помочь вам измерить, насколько именно профилактическое обслуживание может продлить жизнь конкретной части. С этой информацией команды обслуживания могут определить, стоит ли усилие проведения профилактического обслуживания на этой части или подход run-to-failure более эффективен по времени и затратам.

Каково качество доступных запасных частей?

Качество запасных частей влияет на общий срок службы актива, поэтому выбор высококачественных частей ключевой для продления жизни вашего оборудования и обеспечения общей эффективности. MTTF может указывать на качество запасных частей, так что вы можете принимать лучшие закупочные решения при покупке будущих запасных частей.

Производители частей могут принимать решения, влияющие на долговечность и качество частей, которые вы всегда использовали. Когда вы знаете MTTF каждого предмета и отслеживаете его со временем, вы можете увидеть, снижается ли общее качество. Если это так, это может быть указанием, что пришло время покупать части у другого поставщика.

Когда следует заказывать запасные части?

Помимо помощи в решении каких частей покупать, MTTF может использоваться для решения когда покупать запасные части. Хранение инвентаря запасных частей под рукой не всегда возможно из-за ограничений по пространству и затратам. Плюс, некоторые материалы ухудшаются со временем и не могут храниться долгосрочно.

Команды обслуживания могут вместо этого использовать MTTF для оптимизации заказа частей так, чтобы замены прибывали прямо перед тем, как они понадобятся. Надежная компьютеризированная система управления обслуживанием (CMMS) может помочь оптимизировать инвентарь, отслеживая, что на складе и где оно находится, а также предвосхищая время доставки цепочки поставок. CMMS может отслеживать исторический MTTF предмета и также использовать его для эффективного управления инвентарем.

Проблемы MTTF: как их преодолеть

Как и любая другая метрика обслуживания, MTTF представляет проблемы. Например, команды обслуживания могут находить сложным точно рассчитать MTTF. Знание формулы MTTF в одиночку недостаточно; важно иметь правильные инструменты, инфраструктуру и стратегии для сбора и анализа данных MTTF.

Нехватка данных для формулы MTTF

Формула среднего времени до отказа требует большого объема данных для точности; случайная выборка отказов машин не даст надежных результатов. Для точного результата при расчете MTTF вам понадобится большая выборка времен работы активов и количества отказов.

Проблемы жизненного цикла актива при расчете MTTF

MTTF может быть трудным для расчета для активов с более длинным сроком службы. Если актив может работать долго перед поломкой, это делает вызов расчету его среднего времени до отказа.

Несогласованные скорости отказов влияют на формулу MTTF

MTTF предполагает, что активы всегда выходят из строя с согласованной скоростью. К сожалению, это не всегда верно. В реальном мире условия постоянно меняются; новые машины, меняющиеся расписания и экологические факторы все влияют на производительность активов и скорости отказов.

Преодоление проблем при расчете MTTF

MTTF — важная метрика, но вы никогда не должны полагаться только на одну метрику или KPI. Лучшей практикой является отслеживание MTTF вместе с MTBF (среднее время между отказами) и MTTR (среднее время восстановления). Это даст вам более полную картину здоровья ваших активов.

Использование хорошего CMMS может решить ваши проблемы сбора данных. CMMS также делает гораздо проще отслеживание широкого спектра KPI и метрик обслуживания.

Изучение различий: MTTF, MTBF, MTTR, FIT, MTTFd

Существует много разных метрик, помогающих измерить эффективность обслуживания. MTTF — всего лишь одна из этих ценных снимков ваших операций и фундаментальна для помощи в отслеживании и реагировании на активы, которые не могут быть отремонтированы. А что насчет ремонтопригодных активов? Есть несколько ключевых метрик, которые вам нужно будет рассмотреть. Две из самых важных — Среднее время между отказами (MTBF) и Среднее время восстановления (MTTR). MTBF изображает ожидаемое время между двумя отказами в ремонтопригодной системе. В то же время MTTR измеряет среднее время, необходимое для исправления отказавшего актива, включая время на тестирование и диагностику.

В чем разница между MTBF и MTTF?

MTBF и MTTF — обе полезные метрики. Они предоставляют ценную информацию, которую ваша команда может использовать для разработки и итерации процедур обслуживания, обеспечивая непрерывное улучшение процессов по всему заводу.

MTBF, или Среднее время между отказами, используется для ремонтопригодных активов. Это значение сообщает среднее количество часов, в течение которых актив может работать с наилучшими усилиями до того, как ему понадобится обслуживание. Длина времени, измеряемая MTBF, не является временем между полными поломками. Вместо этого это количество времени до того, как актив должен быть отремонтирован для оптимальной работы.

Например, если актив все еще работоспособен, но работает медленнее, чем ожидается или допускается лучшими практиками вашей компании, он достиг отказа, так как ему нужно обслуживание.

MTTF, или Среднее время до отказа, используется для активов, которые нужно заменять. Эти активы могут быть полностью неремонтопригодны, или они могут просто занимать слишком много времени и усилий для ремонта, означая, что ваш бизнес предпочтет их заменить.

Например, вы, вероятно, не будете рассчитывать MTTF для ремонтопригодного производственного оборудования с оценочным сроком службы 15 лет. Однако вы бы рассчитали MTTF для вентиляторного ремня, который производственное оборудование требует для оптимальной работы. Эта часть может потребовать замены десятки раз за полезный срок службы актива.

Пока вы не будете рассчитывать MTTF для более крупных активов, вы бы рассчитали Среднее время между отказами. Это покажет вам, как часто оборудование нужно ремонтировать и может дать полезную информацию, которая поможет вашей команде обслуживания принимать решения о профилактическом обслуживании. Пока актив, вероятно, в конечном счете потребует замены, его можно держать в хорошем рабочем состоянии путем ремонта по мере необходимости.

Как использовать MTTF

Отслеживание MTTF для обычных предметов вроде лампочек и шаровых подшипников может звучать пугающе. Правильный расчет этой метрики требует хорошего ведения записей, что может перевестись в много бумажной работы или время, потраченное на отслеживание данных в цифровой таблице.

Однако CMMS может помочь вам, автоматически отслеживая эти метрики. С помощью беспроводно подключенных датчиков, интегрированного управления инвентарем и умного ПО, комплексный CMMS вроде eMaint может генерировать отчеты по требованию, так что у вас будет все данные MTTF, которые вам нужны, на кончиках пальцев.

Когда использовать MTTF

После того как вы рассчитали MTTF для определенных частей, вы можете использовать его когда:

• Принимаете закупочные решения: Зная MTTF каждой части, вы можете решить, где заказывать части.
• Корректируете процедуры обслуживания: Оценки MTTF могут помочь решить, корректировать ли процедуры обслуживания для увеличения MTTF для определенных частей, которые могут иметь расширяемый срок службы.
• Создаете операционные бюджеты: Зная MTTF для каждой части, вы можете оценить, сколько вы потратите на части за заданный период.
• Разрабатываете стратегию инвентаря: Когда вы знаете средний срок службы запасных частей, вы можете решить, нужно ли держать их под рукой и как часто их заказывать.

KPI и метрики отказов вроде MTTF ключевы для измерения успеха программ обслуживания. Производственные заводы должны быть продуктивнее чем когда-либо, чтобы оставаться конкурентоспособными. Чтобы suivre с постоянно растущим спросом, команды обслуживания и надежности пересматривают свои старые практики и принимают новые, чтобы минимизировать влияние отказа оборудования на производственные сроки.

Пример расчета MTTF в действии

Чтобы понять, как MTTF может направлять реальные решения по обслуживанию, давайте посмотрим на пример.

Команда обслуживания хочет рассчитать Среднее время до отказа (MTTF) для партии из 10 одинаковых шаровых подшипников, используемых в конвейерной системе. Со временем они записывают, как долго каждый подшипник работает до отказа:

Подшипник	Часы до отказа
1	3 800
2	4 100
3	3 900
4	4 000
5	4 200
6	3 700
7	4 100
8	4 000
9	3 900
10	4 100

Для расчета MTTF сложите общее количество часов работы для всех вышедших из строя подшипников, затем разделите на количество отказов:

MTTF = (40 800 часов) ÷ 10 = 4 080 часов

В среднем каждый подшипник работает около 4 080 часов до отказа. Если конвейеры работают 24/7, это означает, что каждый шаровой подшипник будет служить около 5,5 месяцев. Используя эту информацию, команда обслуживания может принимать ключевые операционные решения.

1. Планирование инвентаря: Знание средней частоты отказа помогает командам предсказать, сколько замен им понадобится за заданный период. Наличие хотя бы нескольких запасных подшипников для каждой конвейерной линии гарантирует, что обслуживание сможет быстро заменить вышедшие из строя подшипники. Это также гарантирует, что команды не закупают избыточный инвентарь, освобождая ресурсы для других целей.
2. Профилактические замены: Если стоимость простоя перевешивает стоимость частей, команда может выбрать замену подшипников до достижения среднего времени отказа. Например, они могут решить заменить подшипник на 3 700 часов, пока конвейер уже остановлен для обслуживания, минимизируя простой. Этот подход также помогает предотвратить неожиданные поломки, особенно в критических производственных линиях.
3. Улучшение надежности со временем: Отслеживая MTTF через CMMS, команды обслуживания могут видеть, продлевают ли их действия по обслуживанию, такие как улучшенная смазка, лучшая выравнивание или мониторинг вибрации, жизнь компонентов. Со временем растущие значения MTTF показывают, что инициативы по надежности работают.
4. Мониторинг вариабельности: Хотя MTTF составляет 4 080 часов, отдельные подшипники выходили из строя между 3 700 и 4 200 часами. Анализ этой вариабельности может помочь выявить выбросы, такие как дефектные компоненты или неправильная установку, для улучшения общей производительности.

Когда последовательно фиксируется в CMMS, данные MTTF становятся инструментом принятия решений, помогающим балансировать стоимость, надежность и время бесперебойной работы.

Как улучшить ваш MTTF

Улучшение MTTF включает несколько стратегий, направленных на повышение долговечности и надежности неремонтопригодных компонентов. Вот некоторые эффективные методы:

1. Контроль качества: Внедрение строгих мер контроля качества в производственном процессе гарантирует, что компоненты соответствуют высоким стандартам. Регулярные инспекции и тестирование могут помочь выявить дефекты рано, снижая вероятность преждевременных отказов.
2. Выбор материалов: Использование высококачественных материалов, способных выдерживать операционные напряжения и экологические условия, значительно повышает долговечность компонентов. Материаловедение играет решающую роль в продлении срока службы продуктов.
3. Улучшение дизайна: Оптимизация дизайна компонентов для минимизации концентраций напряжений и улучшения общей надежности может привести к более длинному MTTF. Это включает рассмотрение таких факторов, как распределение нагрузки, тепловое управление и коррозионная стойкость.
4. Контроль среды: Защита компонентов от суровых экологических условий, таких как экстремальные температуры, влажность и воздействие химикатов, помогает поддерживать их функциональность дольше. Это может быть достигнуто через правильное размещение, покрытия и экологические контролы.
5. Предиктивное обслуживание: Использование техник предиктивного обслуживания, таких как мониторинг состояния и анализ данных, позволяет раннее обнаружение потенциальных проблем. Этот проактивный подход помогает заменять компоненты до отказа, тем самым продлевая их эффективную операционную жизнь.
6. Обучение и осведомленность: Обучение сотрудников лучшим практикам обращения, эксплуатации и обслуживания оборудования гарантирует, что компоненты используются правильно и менее вероятно испытывают преждевременные отказы.

Доступ к правильным данным — первый шаг в улучшении MTTF, и лучшим ресурсом для сбора и анализа является CMMS. Прошедшие два десятилетия увидели рост использования технологий удаленного мониторинга состояния для помощи в прогнозировании и предотвращении неожиданных отказов. С доступом к большим данным о здоровье активов через мониторинг питания и вибрации, команды обслуживания могут получить более четкую картину своей эффективности и общего состояния оборудования производственного завода.

Надежный CMMS делает всю эту информацию легко доступной в одном месте, давая вам инструменты, необходимые для оптимизации практик обслуживания по всей вашей организации. Если вы на рынке за платформой CMMS, способной отслеживать MTTF и другие KPI, обратитесь к экспертам eMaint.