Las métricas de fallo son una herramienta de medición utilizada para estimar o predecir la vida útil de cualquier elemento de equipo, maquinaria o sus componentes. En el mundo moderno de la Industria 4.0 y una era de comunicación y control constantes, los incidentes técnicos y los cortes de equipos son mucho más críticos de lo que solían ser. El tiempo de inactividad cuesta dinero y puede tener consecuencias graves, como incumplimiento de plazos, retrasos en los proyectos y, en última instancia, retrasos en los pagos.
Por lo tanto, es importante que las empresas rastreen tanto el tiempo de actividad como el tiempo de inactividad, y evalúen la rapidez y eficacia con que se resuelven los problemas de rendimiento. MTTF es uno de un grupo de métricas de Indicadores de Rendimiento Clave de uso común que ayudan a los analistas a programar el mantenimiento y/o la sustitución de equipos. Estas métricas incluyen:
- MTTF (Tiempo Medio Hasta El Fallo)
- MTBF (Tiempo Medio Entre Fallos)
- MTTR (Tiempo Medio Hasta la Recuperación, Reparación, Respuesta o Resolución)
Si bien se puede argumentar que tales métricas no son particularmente útiles en sí mismas, (principalmente porque la pregunta más importante de «cómo»? no se pueden medir), proporcionan una buena base para explorar esa pregunta.
¿Qué es MTTF?
MTTF significa Tiempo Medio hasta el Fallo y es un valor de seguridad calculado de acuerdo con ciertos parámetros, como el número de años que tardará una máquina o componente en fallar o fallar peligrosamente (MTTF con un subíndice D significa Tiempo Medio hasta el Fallo peligroso). Estos valores de seguridad están prescritos por la Organización Internacional de Normalización según la norma ISO 13849-1 y pueden calcularse utilizando las tablas proporcionadas. También es posible calcular promedios utilizando valores B10, que son los valores esperados de seguridad hasta fallo del 10% de los componentes. Para los equipos y componentes neumáticos, los valores B10 se determinan mediante pruebas de resistencia del equipo de acuerdo con las tablas ISO 19973.
Cada pieza de equipo va a fallar en algún momento, pero el enfoque inteligente es planificar para que esto suceda y actuar antes de que suceda (mantenimiento predictivo). El fallo también puede ser relativo, ya que puede ser parcial si solo falla un componente y la máquina puede seguir funcionando. Alternativamente, todo puede caer, en cuyo caso es un fracaso total. En la definición más simple, falla significa que un componente, dispositivo o sistema ya no es capaz de producir los resultados específicos que necesita. Esto también se aplica a fallos más abstractos, como una reducción de la producción esperada de la unidad, incluso si una máquina sigue funcionando.
Anticipar y tratar correctamente los fallos puede reducir significativamente su impacto negativo, y aquí es donde entra en juego el monitoreo de esas métricas críticas. Saber cómo calcular el MTTF reemplazará las conjeturas con datos sólidos confiables para el análisis. Esto llevará a tomar decisiones informadas sobre la planificación del mantenimiento y las reparaciones. Registrar toda esta información puede ser tedioso, pero es una rutina esencial si se quieren mejorar las operaciones. Hacerlo manualmente también lleva mucho tiempo, pero ahora existen aplicaciones que permiten que esta información se registre en un dispositivo y que harán los cálculos necesarios automáticamente. El factor crucial es que los datos deben ser completos, precisos y fiables, ya que la introducción de errores u omisiones en el registro hará que la información sea inútil. Peor aún, responder a datos erróneos podría causar problemas nuevos e imprevistos.
La mayoría de las industrias y aplicaciones empresariales confían en estas métricas de MTBF, MTTF y MTTR, aunque los datos solo serán verdaderamente confiables si se miden durante toda la vida útil del artículo. Las fallas de equipos a corto plazo, como las bombillas, obviamente serán más fáciles de rastrear que una máquina compleja con una vida útil de muchos años, por lo que, al final del día, muchas de estas predicciones son solo promedios basados en la probabilidad.
Para que las estadísticas de fallas sean verdaderamente significativas, requieren una cantidad sustancial de datos confiables y pertinentes. En general, al calcular métricas para el análisis, la entrada debe incluir un historial de mantenimiento con al menos la siguiente información:
- Tiempo operativo (basado en el total de horas de operación esperadas menos el tiempo de inactividad total)
- Número de fallas irreparables del equipo
Cuando los costos están involucrados en sus cálculos, también debe incluir el número de horas de trabajo gastadas en mantenimiento.
Cómo calcular el MTTF
El MTTF es un promedio aritmético, calculado dividiendo el tiempo de funcionamiento total por el número de unidades que fallan irreparablemente.
Para obtener un promedio razonable, deberá comparar muestras, ya que una unidad puede durar mucho más que otra. Un ejemplo sencillo son las bombillas (porque puedes ponerlas en funcionamiento constantemente hasta que se quemen). Quieres saber cuánto tiempo durará en promedio una determinada marca de bombilla. Necesitará una muestra de buen tamaño para obtener datos estadísticamente significativos, así que para fines de demostración, llamémosla 100. También tendrá que crear las mismas condiciones operativas para cada elemento para que haya paridad en las pruebas, y puede haber un tiempo considerable hasta que la bombilla falle irreparablemente.
En las pruebas, se encuentra que 25 de las bombillas duraron 1,000 horas, 25 de ellas duraron 1,050 horas, 25 se quemaron después de 990 horas y 25 solo alcanzaron las 950 horas. En total, la cantidad de horas de bombilla funcional suma hasta 3,990. Dividiendo este número por cuatro, el MTTF sale como 997.5 horas. Este es claramente un cálculo simplificado, y en realidad tendría que sumar las 100 veces diferentes, pero sirve para demostrar el principio.
Obviamente, las bombillas son un ejemplo muy básico, y la mayoría de las métricas de fallas se utilizarán para equipos más complejos. En electrónica, por ejemplo, una función de seguridad normalmente consistirá en canales de entrada, salida y lógica, junto con sus conexiones, y el fabricante debe especificar el MTTF. Sin embargo, realizar un seguimiento del MTTF es una parte crítica del ciclo de mantenimiento y debe ayudar a que las prácticas de ingeniería se alejen del enfoque reactivo tradicional y se orienten hacia un mantenimiento más predictivo.