Failure metrics sono uno strumento di misura utilizzato per stimare o prevedere la durata delle prestazioni di qualsiasi elemento di attrezzature, macchinari, o dei suoi componenti. Nel mondo moderno dell’Industria 4.0 e in un’epoca di comunicazione e controllo costanti, gli incidenti tecnici e le interruzioni delle apparecchiature sono molto più critici di un tempo. I tempi di inattività costano denaro e possono portare a gravi conseguenze come scadenze mancate, ritardi nei progetti e, in definitiva, ritardi nei pagamenti.
È quindi importante per le aziende monitorare sia i tempi di attività che i tempi di inattività e valutare in che modo vengono risolti rapidamente ed efficacemente i problemi di prestazioni. MTTF fa parte di un gruppo di metriche di indicatori di prestazioni chiave comunemente utilizzate che aiutano gli analisti a pianificare la manutenzione e / o la sostituzione delle apparecchiature. Queste metriche includono:
- MTTF (Mean Time To Failure)
- MTBF (Mean Time Between Failures)
- MTTR (Mean Time To Recovery, Repair, Response or Resolution)
Mentre si può sostenere che tali metriche non sono particolarmente utili di per sé, (principalmente perché la domanda più importante di “come”? non può essere misurato), forniscono una buona base per esplorare questa domanda.
Che cos’è MTTF?
MTTF sta per Mean Time To Failure ed è un valore di sicurezza calcolato in base a determinati parametri – come il numero di anni necessari a una macchina o un componente per fallire o fallire pericolosamente (MTTF con un pedice D sta per Mean Time To Dangerous Failure). Questi valori di sicurezza sono prescritti dall’Organizzazione internazionale per le norme ISO 13849-1 e possono essere calcolati utilizzando le tabelle fornite. È anche possibile calcolare le medie utilizzando i valori B10, che sono i valori attesi di sicurezza fino al guasto del 10% dei componenti. Per le apparecchiature e i componenti pneumatici, i valori B10 sono determinati mediante test di resistenza dell’apparecchiatura in conformità alle tabelle ISO 19973.
Ogni pezzo di equipaggiamento sta per fallire ad un certo punto, ma l’approccio intelligente è quello di pianificare ciò che accade e agire prima che accada (manutenzione predittiva). L’errore può anche essere relativo, in quanto può essere parziale se solo un componente si guasta e la macchina è in grado di continuare a funzionare. In alternativa, l’intera cosa può andare giù, nel qual caso è un fallimento totale. Nella definizione più semplice, guasto significa che un componente, dispositivo o sistema non è più in grado di produrre i risultati specifici richiesti. Ciò vale anche per guasti più astratti, come una riduzione dell’uscita dell’unità prevista, anche se una macchina è ancora funzionante.
Anticipare e gestire correttamente i guasti può ridurre significativamente il loro impatto negativo, ed è qui che entra in gioco il monitoraggio di tali metriche critiche. Sapere come calcolare MTTF sostituirà le congetture con dati affidabili per l’analisi. Ciò porterà quindi a decisioni informate sulla pianificazione della manutenzione e sulle riparazioni. Registrare tutte queste informazioni può essere noioso, ma è una routine essenziale se le operazioni devono essere migliorate. Anche farlo manualmente richiede molto tempo, ma ora esistono app che consentono di registrare queste informazioni su un dispositivo e che eseguiranno automaticamente i calcoli necessari. Il fattore cruciale è che i dati devono essere completi, accurati e affidabili, poiché l’introduzione di errori o omissioni nella registrazione renderà le informazioni inutili. Peggio ancora, rispondere a dati errati potrebbe causare problemi nuovi e imprevisti a sorgere.
La maggior parte dei settori e delle applicazioni aziendali si basa su queste metriche MTBF, MTTF e MTTR, anche se i dati saranno veramente affidabili solo se misurati per l’intera durata dell’articolo. I guasti delle apparecchiature a breve termine, come le lampadine, saranno ovviamente più facili da tracciare rispetto a una macchina complessa con una durata di molti anni, quindi alla fine molte di queste previsioni sono solo medie basate sulla probabilità.
Affinché le statistiche sui fallimenti siano veramente significative, richiedono una notevole quantità di dati affidabili e pertinenti. In generale, per il calcolo di metriche per l’analisi, l’ingresso deve includere una storia della manutenzione con almeno le seguenti informazioni:
- tempo di funzionamento (in base al totale previsto di ore di funzionamento meno totale inattività)
- Numero di irreparabili guasti delle attrezzature
Quando sono i costi per i calcoli, si dovrebbe anche includere il numero di ore di manodopera impiegate per la manutenzione.
Come calcolare MTTF
MTTF è una media aritmetica, calcolata dividendo il tempo operativo totale per il numero di unità che falliscono irreparabilmente.
Per ottenere una media ragionevole, è necessario confrontare i campioni, poiché un’unità potrebbe durare molto più a lungo di un’altra. Un semplice esempio sono le lampadine (perché è possibile eseguirle costantemente fino a quando non si bruciano). Vuoi sapere quanto tempo durerà in media una certa marca di lampadina. Avrai bisogno di un campione di buone dimensioni per arrivare a dati statisticamente significativi, quindi a scopo dimostrativo chiamiamolo 100. Avrete anche bisogno di creare le stesse condizioni operative per ogni elemento in modo che ci sia parità nel test, e ci può essere molto tempo necessario fino a quando la lampadina non riesce irreparabilmente.
Durante i test, si scopre che 25 delle lampadine sono durate per 1.000 ore, 25 di esse sono andate avanti per 1.050 ore, 25 sono bruciate dopo 990 ore e 25 hanno raggiunto solo 950 ore. In totale, la quantità di ore di lampadina funzionale aggiunge fino a 3.990. Dividendo questo numero per quattro, l’MTTF esce come 997,5 ore. Questo è chiaramente un calcolo semplificato, e in realtà dovresti aggiungere tutti i 100 tempi diversi insieme, ma serve a dimostrare il principio.
Ovviamente, le lampadine sono un esempio molto semplice e la maggior parte delle metriche di guasto verrà utilizzata per apparecchiature più complesse. Nell’elettronica, ad esempio, una funzione di sicurezza sarà in genere costituita da canali di ingresso, uscita e logica, insieme alle loro connessioni, e MTTF dovrebbe essere specificato dal produttore. Tenere traccia di MTTF è una parte fondamentale del ciclo di manutenzione, tuttavia, e dovrebbe aiutare a trasformare le pratiche di ingegneria lontano dal tradizionale approccio reattivo, e verso una manutenzione più predittiva.