a Failure metrics olyan mérési eszköz, amelyet bármely berendezés, gép vagy alkatrész teljesítményének becslésére vagy előrejelzésére használnak. Az Ipar 4.0 modern világában és az állandó kommunikáció és ellenőrzés korszakában a műszaki események és a berendezések leállása sokkal kritikusabbak, mint korábban. Az állásidő pénzbe kerül, és súlyos következményekkel járhat, mint például a határidők elmulasztása, a projekt késedelme és végső soron a késedelmes kifizetések.
ezért fontos, hogy a vállalatok mind az üzemidőt, mind az állásidőt nyomon kövessék, és felmérjék, hogy a teljesítményproblémák milyen gyorsan és hatékonyan oldódnak meg. Az MTTF egyike azon általánosan használt kulcsfontosságú teljesítménymutatók csoportjának, amelyek segítenek az elemzőknek a berendezések karbantartásának és/vagy cseréjének ütemezésében. Ezek a mutatók a következők:
- MTTF (a meghibásodásig eltelt átlagos idő)
- MTBF (a meghibásodások közötti átlagos idő)
- MTTR (a helyreállításig, javításig, válaszig vagy felbontásig eltelt átlagos idő)
bár vitatható, hogy az ilyen mutatók önmagukban nem igazán hasznosak (főleg azért, mert a ‘Hogyan’fontosabb kérdése? nem lehet mérni), jó alapot nyújtanak a kérdés feltárásához.
mi az MTTF?
az MTTF a meghibásodásig eltelt átlagos időt jelenti, és egy bizonyos paraméterekkel – például a gép vagy alkatrész meghibásodásához vagy veszélyes meghibásodásához szükséges évek számával-kiszámított biztonsági érték (a D indexű MTTF a veszélyes meghibásodásig eltelt átlagos időt jelenti). Ezeket a biztonsági értékeket a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet írja elő az ISO 13849-1 szabvány szerint, és a mellékelt táblázatok segítségével számíthatók ki. Az átlagokat B10 értékekkel is ki lehet számítani, amelyek a biztonság várható értékei az alkatrészek 10% – ának meghibásodásáig. Pneumatikus berendezések és alkatrészek esetében a B10 értékeket a berendezés tartóssági vizsgálatával határozzák meg az ISO 19973 táblázatok szerint.
minden berendezés meghibásodik egy bizonyos ponton, de az okos megközelítés az, hogy tervezzük meg ezt, és cselekedjünk, mielőtt megtörténik (prediktív karbantartás). A meghibásodás relatív is lehet, mivel részleges lehet, ha csak egy alkatrész meghibásodik, és a gép képes tovább működni. Alternatív megoldásként az egész lemehet, ebben az esetben teljes kudarc. A legegyszerűbb meghatározás szerint a hiba azt jelenti, hogy egy alkatrész, eszköz vagy rendszer már nem képes a kívánt eredmények előállítására. Ez vonatkozik az elvontabb hibákra is, például a várható egységteljesítmény csökkenésére, még akkor is, ha a gép még mindig működik.
a hibák előrejelzése és helyes kezelése jelentősen csökkentheti negatív hatásukat, és itt jön a képbe a kritikus mutatók figyelemmel kísérése. Az MTTF kiszámításának ismerete a találgatásokat megbízható, kemény adatokkal helyettesíti az elemzéshez. Ez aztán megalapozott döntésekhez vezet a karbantartás tervezésével és javításával kapcsolatban. Az összes információ naplózása unalmas lehet, de elengedhetetlen rutin, ha javítani kell a műveleteket. Manuálisan is időigényes, de már léteznek olyan alkalmazások, amelyek lehetővé teszik ezen információk rögzítését egy eszközön, és amelyek automatikusan elvégzik a szükséges számításokat. A döntő tényező az, hogy az adatoknak teljesnek, pontosnak és megbízhatónak kell lenniük, mivel a rögzítési hibák vagy mulasztások bevezetése az információt használhatatlanná teszi. Ami még rosszabb, a hibás adatokra adott válasz új és előre nem látható problémákat okozhat.
a legtöbb iparág és üzleti alkalmazás ezekre az MTBF, MTTF és MTTR mutatókra támaszkodik, bár az adatok csak akkor lesznek igazán megbízhatóak, ha az elem teljes élettartama alatt mérik őket. A rövid távú berendezések meghibásodása, mint például az izzók, nyilvánvalóan könnyebb lesz nyomon követni, mint egy összetett gép, amelynek élettartama sok év, így a nap végén sok ilyen előrejelzés csak a valószínűségen alapuló átlagok.
ahhoz, hogy a hibastatisztikák valóban értelmesek legyenek, jelentős mennyiségű megbízható és releváns adatra van szükségük. Általában a mutatók elemzés céljából történő kiszámításakor a bemenetnek tartalmaznia kell egy karbantartási előzményt, amely legalább a következő információkat tartalmazza:
- működési idő (a teljes várható üzemóra mínusz a teljes állásidő alapján)
- helyrehozhatatlan berendezéshibák száma
ha a számítások költségekkel járnak, akkor a karbantartásra fordított munkaórák számát is fel kell tüntetni.
az MTTF kiszámítása
az MTTF egy számtani átlag, amelyet úgy számítunk ki, hogy a teljes működési időt elosztjuk a helyrehozhatatlanul meghibásodott egységek számával.
ahhoz, hogy ésszerű átlagot kapjunk, össze kell hasonlítanunk a mintákat, mivel az egyik egység sokkal hosszabb ideig tarthat, mint a másik. Az egyik egyszerű példa az izzók (mert folyamatosan futtathatja őket, amíg ki nem égnek). Szeretné tudni, hogy átlagosan mennyi ideig tart egy bizonyos márkájú izzó. Szüksége lesz egy jó méretű mintára, hogy statisztikailag szignifikáns adatokat kapjon, ezért demonstrációs célokra nevezzük 100-nak. Az egyes elemekhez ugyanazokat a működési feltételeket kell létrehoznia, hogy paritás legyen a tesztelésben, és jelentős idő lehet, amíg a villanykörte helyrehozhatatlanul meghibásodik.
a tesztelés során azt tapasztaltuk, hogy az izzók közül 25 1000 órán át tartott, 25 1050 órán át tartott, 25 990 óra után égett ki, 25 pedig csak 950 órát ért el. Összességében a funkcionális izzóórák száma 3990-et tesz ki. Ezt a számot négyel elosztva az MTTF 997,5 óra. Ez egyértelműen egyszerűsített számítás, és a valóságban mind a 100 különböző időt össze kell adni, de ez az elv bemutatására szolgál.
nyilvánvaló, hogy az izzók nagyon alapvető példák, és a legtöbb meghibásodási mutatót összetettebb berendezésekhez használják. Az elektronikában például a biztonsági funkció általában bemeneti, kimeneti és logikai csatornákból áll, azok csatlakozásaival együtt, és az MTTF-et a gyártónak kell meghatároznia. Az MTTF nyomon követése azonban a karbantartási ciklus kritikus része, és segítenie kell a mérnöki gyakorlatokat a hagyományos reaktív megközelítéstől a prediktív karbantartás felé.