MTBF e MTTR: formule, calcolo ed esempio pratico

Definizioni: MTBF, MTTR, MTTF

• MTBF: tempo medio di funzionamento tra un guasto e il successivo, per macchine che si riparano. Più è alto, meno spesso la macchina si rompe.
• MTTR: tempo medio dal fermo per guasto alla ripartenza. Più è basso, più in fretta la manutenzione rimette in marcia la macchina.
• MTTF (Mean Time To Failure): tempo medio di funzionamento fino al guasto, per componenti che non si riparano ma si sostituiscono, come un cuscinetto o un fusibile.

Attenzione alla R di MTTR: in alcuni contesti vuol dire repair, solo il tempo di riparazione, in altri restore o recovery, tutto il tempo dal fermo alla ripartenza, attesa del tecnico e ricerca del ricambio comprese. Per la produzione conta il secondo, perché è il tempo che la linea perde davvero. Qualunque scelta va scritta e tenuta uguale per tutte le macchine.

Formule

Le ultime due righe valgono se i guasti sono casuali, cioè con un tasso costante nel tempo (distribuzione esponenziale). È un'approssimazione ragionevole per una macchina con molti componenti, non per un singolo pezzo che si consuma: lì il rischio di guasto cresce con l'usura e servono altri modelli.

Alcuni testi definiscono l'MTBF come il tempo tra l'inizio di due guasti consecutivi, riparazione compresa: in quel caso MTBF = MTTF + MTTR e la disponibilità diventa MTTF ÷ MTBF. Le due convenzioni danno la stessa disponibilità; cambia solo cosa si chiama MTBF.

Esempio su un mese di fermi

Una pressa lavora 22 giorni su due turni da 8 ore: 352 ore pianificate nel mese. Il registro della manutenzione riporta sei guasti.

Con un MTBF di 56,7 ore il tasso di guasto è di circa 0,018 guasti l'ora. Se i guasti sono casuali, la probabilità di finire un turno di 8 ore senza guasti è e^(−8 ÷ 56,7) = 86,8%: circa un turno su otto avrà un guasto.

Due guasti su sei valgono da soli 7 delle 12 ore di fermo: la perdita idraulica e la valvola proporzionale. È il primo uso pratico dell'MTTR: un MTTR medio di 2 ore nasconde guasti da mezz'ora e guasti da mezza giornata, e un Pareto per causa dice dove servono ricambi a magazzino o un'istruzione per il turno di notte.

Dalla disponibilità all'OEE

La disponibilità calcolata con MTBF e MTTR considera solo i guasti. La disponibilità dell'OEE è più larga: comprende anche cambi formato, regolazioni e attese, cioè tutte le fermate che non sono state pianificate come pause. Se la stessa pressa ha avuto 18 ore di cambi stampo nel mese, la disponibilità OEE è (352 − 12 − 18) ÷ 352 = 91,5%, contro il 96,6% dei soli guasti.

Le due misure servono a persone diverse: MTBF e MTTR alla manutenzione, per decidere su quali componenti e su quali procedure lavorare; la disponibilità OEE alla produzione, per capire quanto tempo pianificato si perde e per quali motivi. Le microfermate non entrano in nessuna delle due: pesano sulla prestazione, come spiega la guida sulle sei grandi perdite.

Errori comuni nel conteggio dei fermi

• Contare le microfermate come guasti: abbassa l'MTBF e l'MTTR insieme e rende i numeri incomparabili tra macchine. Sotto una soglia scritta, per esempio 5 minuti, un fermo non è un guasto.
• Mettere nel tempo di funzionamento le ore senza ordini o le pause: l'MTBF sembra migliore di quanto è. Si conta solo il tempo in cui la macchina doveva lavorare.
• Chiudere il guasto quando arriva il tecnico invece che alla ripartenza: l'MTTR sembra più basso, ma la linea è rimasta ferma lo stesso.
• Calcolare l'MTBF su un periodo con uno o due guasti: il numero oscilla moltissimo. Meglio un periodo mobile di tre o sei mesi, o almeno cinque guasti.
• Mescolare MTBF e MTTF: per un componente sostituito ogni volta non c'è un tempo tra guasti della stessa unità, c'è il tempo fino al guasto.

La regola che evita quasi tutti questi errori è prendere i tempi dalla macchina, non dal ricordo di chi compila il registro: l'inizio e la fine di un fermo stanno negli stati del PLC. Con Muvia Industrial gli stati arrivano dai PLC attraverso il nodo edge, lo storico degli interventi dal gestionale, e una query calcola MTBF e MTTR per macchina e mese per un cruscotto della manutenzione. Il caso d'uso sulla manutenzione predittiva mostra come gli stessi segnali diventano scostamenti, un indice di salute e un allarme.

Calcolatore

Inserisci le ore pianificate, il numero di guasti e il tempo totale di riparazione del periodo: il calcolatore restituisce MTBF, MTTR, disponibilità e la probabilità di finire un turno senza guasti. I valori di partenza sono quelli dell'esempio.