Zusammenfassung: Mean Time Between Failures (MTBF) ist eine entscheidende Kennzahl für Unternehmen im produzierenden Gewerbe, um die Zuverlässigkeit von Maschinen und Anlagen zu bewerten. Sie gibt an, wie lange eine Maschine durchschnittlich fehlerfrei arbeitet, bevor es zu einer Störung kommt, und ist somit ein zentraler Indikator für die Wartungsplanung und Betriebssicherheit. Die Berechnung der Kennzahl unterstützt Wartungstechniker dabei, Ausfälle zu minimieren, Wartungszyklen zu optimieren und die Produktivität zu steigern. Durch ein fundiertes Verständnis der MTBF lassen sich Prozesse stabilisieren und ungewollte Ausfallzeiten vermeiden – eine Verbesserung der Maschinenverfügbarkeit um bis zu 20 % ist möglich¹.
¹ Smith, J. (2023). Industrial Maintenance & Reliability Trends. Industry Insights.
Was ist MTBF? (Definition)
Die mittlere Ausfallzeit (Mean Time Between Failures, MTBF) ist eine Kennzahl zur Messung der Zuverlässigkeit von Anlagen und Systemen. Sie gibt an, wie lange eine Anlage oder Komponente durchschnittlich in Betrieb ist, bevor ein Ausfall auftritt. Die Kennzahl ist im Wartungsmanagement von Bedeutung, da sie dabei hilft, die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Produktionsanlagen und technischen Systemen zu bewerten. Ein höherer MTBF-Wert deutet auf eine höhere Zuverlässigkeit hin, jedoch garantiert er nicht, dass es während des gesamten Zeitraums zu keinem Ausfall kommt. Die Kombination der Kennzahl mit anderen KPIs bietet einen umfassenden Überblick über die Instandhaltungsleistung. Die Metrik unterstützt Instandhaltungsmanager bei der Planung und Terminierung von Wartungsaufgaben, um Ausfallzeiten zu minimieren und Ressourcen effizient einzusetzen.
Ursprünge der MTBF
Die Ursprünge liegen in der militärischen und industriellen Entwicklung des 20. Jahrhunderts, als die Notwendigkeit entstand, die Zuverlässigkeit von komplexen Systemen besser zu verstehen und zu verbessern. Die Metrik wurde genutzt, um die Ausfallwahrscheinlichkeit von elektronischen und mechanischen Komponenten zu berechnen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigungsindustrie. Heute ist die Kennzahl in vielen Branchen, gängig, um die Verfügbarkeit und Effizienz von Maschinen und Anlagen zu steigern und deren Wartungsbedarf zu planen.
Bedeutung der MTBF für Wartungsstrategien
Die Berechnung von MTBF ist ein entscheidender Faktor für die Optimierung von Wartungsstrategien in der Industrie. Die Kennzahl liefert detaillierte Einblicke in die Zuverlässigkeit von Anlagen und ermöglicht es Wartungsteams, geplante Instandhaltungsmaßnahmen effektiv zu gestalten, um kostspielige ungeplante Anlagenausfälle zu minimieren. Eine fundierte Analyse der MTBF unterstützt die Vorhersage von Störungen und ermöglicht eine zielgerichtete Planung, um Betrieb und Lebensdauer von Maschinen zu maximieren.
Ein Tracking der Kennzahl hilft dabei, Risiken frühzeitig zu erkennen und Präventivmaßnahmen zu ergreifen, um den reibungslosen Betrieb von Produktionsprozessen sicherzustellen. Zudem ermöglicht die Kennzahl, die Wirksamkeit aktueller Instandhaltungsstrategien zu bewerten und die richtige Balance zwischen Reparatur und Austausch von Maschinenkomponenten zu finden.
Wie wird die MTBF berechnet?
Die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen variiert stark und hängt von spezifischen Betriebsbedingungen, der Auslastung sowie weiteren Faktoren der Anlage ab. Eine präzise Berechnung der Kennzahl setzt voraus, dass genaue Daten direkt von den Anlagen erfasst werden.
Zur Berechnung ist es notwendig, die Gesamtbetriebsstunden einer Maschine oder Anlagenkomponente zu kennen und zu erfassen, wie oft diese in dieser Zeit ausgefallen ist. Die MTBF ergibt sich aus der Division der gesamten Betriebszeit durch die Anzahl der in diesem Zeitraum aufgetretenen Ausfälle:
MTBF = Betriebsstunden / Anzahl der Ausfälle
Eine höhere MTBF weist auf eine höhere Zuverlässigkeit der Anlage hin, bevor sie erneut ausfällt. Häufig liegt der Wert bei industriellen Anlagen im Bereich von Tausenden bis Zehntausenden von Betriebsstunden zwischen Ausfällen.
Praxisbeispiel zur MTBF-Berechnung
Angenommen eine Produktionsmaschine in einer Fertigungsanlage läuft für insgesamt 2.400 Stunden und es treten in dieser Zeit sechs Ausfälle auf. Die MTBF würde dann berechnet werden als 2400 / 6 = 400. Das bedeutet, die mittlere störungsfreie Betriebszeit der Maschine beträgt 400 Stunden.
Die Berechnung erscheint einfach; es werden jedoch präzise Aufzeichnungen und Daten benötigt. Digitale Tools, wie ein computergestütztes Wartungsmanagementsystem (CMMS), können Abhilfe bieten indem sie sämtliche relevante Daten zu Betriebszeiten und Ausfällen zentral speichern. Mit einem CMMS wird die Berechnung vereinfacht. Alle Daten sind an einem Ort abrufbar, und viele Metriken werden automatisch erfasst, was das Ablesen von Trends und die vorausschauende Wartung erleichtert.
Einschränkungen der MTBF
Die MTBF (Mean Time Between Failures) ist eine wichtige Kennzahl zur Bewertung der Zuverlässigkeit von Anlagen. Dennoch hat sie Einschränkungen, die berücksichtigt werden sollten. Es handelt sich um einen Durchschnittswert, was bedeutet, dass keine konkreten Aussagen über die Verteilung oder Ursachen von Ausfällen geliefert werden. Die Kennzahl setzt voraus, dass Ausfälle zufällig und unabhängig voneinander auftreten, was in der Praxis oft nicht der Fall ist. Zudem kann MTBF bei komplexen Systemen irreführend sein, wenn verschiedene Komponenten unterschiedliche Ausfallwahrscheinlichkeiten haben.
MTBF vs MTTF Unterschiede
Eine weitere wichtige Metrik im Bereich der Instandhaltung, um die Zeit bis zu einem System- oder Anlagenausfall zu messen, ist die mittlere Zeit bis zum Totalausfall (MTTF – Mean Time To Failure). MTTF , eine typische Kennzahl auf der Checkliste von Wartungstechnikern misst die Zeitspanne, bevor eine Anlage bzw. ein System endgültig ausfällt. Der Unterschied zur MTBF liegt darin, dass MTTF ausschließlich auf Anlagen angewandt wird, die nicht repariert werden können und als Totalschaden betrachtet werden. Dies bedeutet, dass die Anlage nach Erreichen des MTTF ersetzt werden muss.
FAQ I MTBF
Was bedeutet MTBF?
MTBF – die mittlere Zeit zwischen Ausfällen gibt an, wie lange eine Maschine oder Anlage im Durchschnitt störungsfrei arbeitet. Die Kennzahl ist ein Indikator für Systemzuverlässigkeit und hilft, die Zuverlässigkeit von Anlagen einzuschätzen sowie gezielte Maßnahmen zur Verlängerung der Betriebszeit zu ergreifen.
Wie berechnet man die MTBF?
Die MTBF wird berechnet, indem die gesamte Betriebszeit durch die Anzahl der Ausfälle in diesem Zeitraum geteilt wird. Die Berechnung ermöglicht Ihnen, die durchschnittliche Zuverlässigkeit Ihrer Maschinen zu bewerten und Wartungspläne entsprechend anzupassen.
Warum ist die MTBF für Produktionsleiter wichtig?
Eine hohe MTBF zeigt an, dass Anlagen selten ausfallen, was zu einer besseren Produktionsplanung und weniger ungeplanten Stillständen führt. Das bedeutet, dass die Produktionsziele zuverlässiger erreicht werden können und die Kosten für außerplanmäßige Wartung sinken. Mit dem KPI der Instandhaltung können Inspektionspläne und Wartungsarbeiten präventiv angepasst werden.
Wie kann ich die MTBF meiner Anlagen verbessern?
Durch regelmäßige präventive Wartung und frühzeitige Erkennung von Verschleiß können Ausfälle reduziert und die Betriebszeit erhöht werden. Investition in Schulungen des Wartungspersonals ist ebenso eine weitere effektive Maßnahme.
Ist eine hohe MTBF immer positiv?
Ja, denn eine höhere MTBF deutet auf eine stabile und zuverlässige Produktion hin. Allerdings sollten Sie sicherstellen, dass regelmäßige Wartungsintervalle eingehalten werden, um unerwartete Totalausfälle zu vermeiden.
Wie kann MTBF die Produktionskosten senken?
Durch die Erhöhung der MTBF werden ungeplante Stillstandszeiten reduziert, was zu geringeren Reparaturkosten und weniger Produktionsverlust führt. Zudem erleichtert eine höhere MTBF die Planbarkeit der Wartungsarbeiten, was zu einer effizienteren Ressourcennutzung führt.
Welche Rolle spielt MTBF im Rahmen der vorausschauenden Wartung?
MTBF ist eine zentrale Kennzahl für die vorausschauende Wartung, da sie hilft, Wartungsintervalle optimal zu planen und rechtzeitig Maßnahmen zu ergreifen, bevor ein Ausfall auftritt. Dies trägt zur Verlängerung der Lebensdauer von Anlagen und zur Minimierung von Betriebsunterbrechungen bei.
Was ist eine Ausfallrate?
Kehrwert der MTBF ist die Ausfallrate, mit welcher man die Anzahl der Ausfälle im Laufe der Zeit misst.
Was ist die Mittlere Reperaturzeit (MTTR)?
Die mittlere Reparaturzeit (Mean Time To Repair, MTTR) ist eine weitere Wartungskennzahl. Der Wert gibt die durchschnittliche Zeit an, die für die Wiederherstellung der Betriebszeit einer bestimmten Anlagenkomponente oder eines Systems benötigt wird.
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