MTBF e MTTR: indicatori KPI di manutenzione e formule

Che cosa misurano MTBF e MTTR

L'MTBF (mean time between failures, tempo medio tra i guasti) è il tempo medio di funzionamento tra un guasto e il successivo di un bene riparabile; l'MTTR è il tempo medio necessario per rimettere in funzione il bene dopo un guasto. Insieme descrivono affidabilità e manutenibilità e determinano la disponibilità. Sono importanti perché trasformano una pila di ordini di lavoro in evidenze per decisioni su personale, ricambi e sostituzioni.

Entrambi sono medie calcolate su un periodo e su una popolazione, quindi il primo compito è stabilire quale periodo, quali beni e quali guasti contano. Un KPI che cambia definizione ogni trimestre è peggio di nessun KPI, perché induce a decidere sulla base di effetti della formula anziché di cambiamenti reali delle apparecchiature.

Tre errori distorcono questi valori più di ogni altro. Contare le visite preventive come guasti fa sembrare l'MTBF peggiore di quanto sia. Calcolare la media su pochissimi guasti fa sì che una sola notte storta sposti il risultato: un bene con due guasti l'anno può mostrare un MTBF che si dimezza o raddoppia per un singolo evento, quindi riporti sempre il numero di guasti accanto a ogni MTBF. E mescolare tipologie diverse di beni in un'unica media nasconde il bene problematico; calcoli prima per singolo bene o per modello, poi aggreghi.

Dove sono normati i KPI di manutenzione

In Europa il riferimento è la UNI EN 15341:2019+A1:2022, Indicatori chiave di prestazione della manutenzione. Elenca i KPI della funzione manutenzione e fornisce indicazioni per scegliere un set adeguato a valutare e migliorare efficacia, efficienza e sostenibilità della manutenzione dei beni fisici esistenti, dagli impianti industriali e dalle infrastrutture fino a facility, edifici civili e sistemi di trasporto. Il suo vocabolario si basa sulla EN 13306:2017, Terminologia della manutenzione.

Entrambi i testi sono venduti dagli enti nazionali di normazione, per cui questa guida li parafrasa invece di citarli. Vale la pena conoscere un punto di terminologia: nel vocabolario IEC ed EN sulla fidatezza, MTTR significa tempo medio di ripristino, che può essere più lungo del tempo di riparazione effettiva misurato da molti sistemi. L'uso nel settore varia, quindi ogni rapporto dovrebbe dichiarare quale dei due mostra.

MTBF: formula ed esempio di calcolo

MTBF = tempo totale di funzionamento nel periodo / numero di guasti nel periodo. Contino solo i guasti che hanno fermato o degradato il bene e che hanno richiesto un intervento correttivo; visite preventive e interventi estetici non sono guasti.

Esempio di calcolo: il gruppo frigorifero CH-02 funziona in continuo, quindi l'anno conta 8.760 ore. Si è guastato quattro volte e i quattro fermi sono durati 6, 10, 4 e 12 ore, 32 ore in totale. Il tempo di funzionamento è 8.760 - 32 = 8.728 ore, quindi MTBF = 8.728 / 4 = 2.182 ore, circa 91 giorni.

Per un parco di dispositivi identici si somma il tempo. Quaranta pompe infusionali per 365 giorni danno 40 x 365 = 14.600 giorni-dispositivo; se il parco ha registrato 10 guasti, l'MTBF del parco è 14.600 / 10 = 1.460 giorni-dispositivo. Confrontare questo valore tra due modelli di pompa di età simile è un test di affidabilità corretto; confrontare due singole pompe raramente lo è.

Per i componenti che vengono sostituiti anziché riparati, come lampade o batterie sigillate, la misura abituale è il tempo medio al guasto (MTTF): la vita media fino all'unico guasto che pone fine all'uso del componente.

MTTR: tempo di riparazione o tempo di ripristino

MTTR = tempo totale di ripristino (o di riparazione) / numero di guasti. La scelta dei punti di inizio e di fine cambia il risultato più di qualsiasi altra decisione nella reportistica di manutenzione.

Si prenda il fermo di 6 ore del gruppo frigorifero: l'allarme è scattato alle 02:00, il tecnico è arrivato alle 03:30, diagnosi e riparazione sono durate dalle 03:30 alle 07:00, riavvio e collaudo dalle 07:00 alle 08:00. Il tempo di ripristino è di 6 ore, dal guasto al ritorno in funzione. Il tempo di riparazione effettiva è di 3,5 ore. Se i quattro fermi avessero avuto tempi di riparazione di 3,5, 7, 2,5 e 9 ore, l'MTTR basato sulla riparazione sarebbe 22 / 4 = 5,5 ore, mentre l'MTTR basato sul ripristino sarebbe 32 / 4 = 8 ore.

Entrambi sono utili. Il tempo di ripristino è ciò che percepiscono gli utilizzatori del bene e ciò da cui dipende la disponibilità; il tempo di riparazione mostra quanto lavorano in modo efficiente i tecnici una volta avviato l'intervento. La differenza tra i due, qui in media 2,5 ore, è attesa: di un tecnico, di un permesso di lavoro, di ricambi o di un collaudo, ed è spesso la parte più economica da ridurre.

Disponibilità: combinare MTBF e MTTR

Disponibilità = MTBF / (MTBF + MTTR), usando il tempo di ripristino. Per il gruppo frigorifero, disponibilità = 2.182 / (2.182 + 8) = 2.182 / 2.190 = 99,63 per cento. Lo stesso risultato si ottiene direttamente dalle ore: 8.728 ore di funzionamento su 8.760 = 99,63 per cento, una verifica utile della coerenza dei dati di ingresso.

Le percentuali di disponibilità nascondono la scala. Al 99,63 per cento il gruppo frigorifero è rimasto fermo 32 ore in un anno; per un'unità di trattamento aria di una sala operatoria ciò potrebbe significare sedute operatorie annullate, mentre per un ascensore di uffici può contare poco. Fissi gli obiettivi in base alla criticità e li esprima in ore oltre che in percentuale, così che un obiettivo del 99,5 per cento su un bene in servizio 24 ore su 24 si legga come non più di circa 44 ore di fermo l'anno (0,5 per cento di 8.760 ore = 43,8 ore).

Tempo di calendario o tempo di funzionamento

Molti sistemi di manutenzione semplificano l'MTBF al tempo di calendario: giorni del periodo divisi per il numero di ordini di lavoro correttivi. Per il gruppo frigorifero si ottiene 365 / 4 = 91,25 giorni, vicino alle 2.182 ore (90,9 giorni) del metodo basato sul tempo di funzionamento, perché il gruppo frigorifero funziona in continuo.

I due metodi divergono per i beni a servizio parziale. Una sala radiologica ambulatoriale usata 2.500 ore l'anno con 5 guasti ha un MTBF sul tempo di funzionamento di 2.500 / 5 = 500 ore, ma un MTBF di calendario di 365 / 5 = 73 giorni. Nessuno dei due è sbagliato; rispondono a domande diverse. L'MTBF di calendario si presta alla pianificazione e ai confronti tra beni simili con servizio simile; l'MTBF sul tempo di funzionamento, che richiede le letture dei contaore, si presta all'ingegneria dell'affidabilità e ai confronti tra cicli di servizio diversi.

Qualunque metodo scelga, lo applichi a ogni bene del confronto e lo mantenga di anno in anno. Un cambio di metodo andrebbe registrato con la data di decorrenza, così che un salto nell'andamento non venga scambiato per un cambiamento delle apparecchiature.

Conformità PPM e rapporto tra lavoro programmato e reattivo

La conformità PPM indica se il piano di manutenzione programmata viene eseguito. Una convenzione diffusa nel settore conta gli ordini di lavoro preventivi completati entro la finestra pianificata come quota di quelli pianificati nel periodo; non è una formula della EN 15341. I sistemi più semplici dividono gli ordini di lavoro completati per quelli emessi. I due valori possono differire molto: una pianificazione con 12 ordini di lavoro, 11 completati ma solo 8 nei tempi, ottiene il 91,7 per cento sul completamento e il 66,7 per cento sulla puntualità. Indichi sempre quale dei due mostra un rapporto.

Il rapporto tra lavoro programmato e reattivo mostra dove va il tempo. Se i tecnici hanno registrato 3.000 ore in un trimestre, 1.950 su lavoro preventivo e 1.050 su lavoro correttivo, il lavoro programmato è 1.950 / 3.000 = 65 per cento. Una quota crescente di lavoro programmato insieme a un MTBF crescente è il segnale più forte che un programma di manutenzione funziona.

Backlog, costi e fermi

Altri cinque KPI completano un set di base. Ciascuno richiede solo dati che un sistema di gestione degli ordini di lavoro già contiene, purché stime e costi vengano inseriti.

• Backlog in settimane = ore stimate di lavoro aperto / capacità produttiva settimanale. Con 640 ore aperte e 5 tecnici da 32 ore produttive ciascuno (160 ore a settimana), il backlog è 640 / 160 = 4,0 settimane.
• Costo di manutenzione in rapporto al valore di sostituzione dei beni = costo annuo di manutenzione / valore di sostituzione. Con 180.000 euro spesi su beni il cui valore di sostituzione è di 6.000.000 euro, il rapporto è del 3,0 per cento.
• Percentuale di fermo = ore fuori servizio / ore del periodo. Un dispositivo fuori servizio per 36 ore in un mese di 720 ore ha un fermo del 5,0 per cento.
• Guasti ripetuti = beni con più di un numero concordato di ordini di lavoro correttivi in 90 giorni, elencati per bene e per codice di guasto.
• Costo per ordine di lavoro per tipo = costo totale di manodopera, ricambi e servizi esterni / numero di ordini di lavoro, distinto tra preventivo e correttivo.

Qualità dei dati: da che cosa dipendono i KPI

Ogni KPI qui sopra vale quanto gli ordini di lavoro che lo alimentano. Queste regole contano più della scelta del cruscotto.

• Registrare separatamente l'ora del guasto o della richiesta, l'ora di inizio, l'ora di fine e l'ora di rimessa in servizio
• Tipizzare correttamente ogni ordine di lavoro: correttivo, preventivo, taratura, installazione o collaudo di accettazione
• Collegare ogni ordine di lavoro a un singolo bene, mai a un locale o a una descrizione libera
• Usare campi codificati per guasto, causa e azione, così da poter contare i guasti ripetuti
• Chiudere gli ordini di lavoro quando il lavoro è terminato, non in blocco a fine mese
• Inserire le ore stimate sul lavoro aperto, così da poter calcolare il backlog
• Rilevare costi di manodopera, ricambi e servizi esterni su ogni ordine di lavoro
• Leggere mensilmente i contaore sui beni per i quali conta l'MTBF sul tempo di funzionamento

Set di KPI per ospedali e per comuni

L'ingegneria clinica e l'ufficio tecnico di un ospedale riportano di solito il completamento delle ispezioni e manutenzioni preventive (IPM, con una vista sulla puntualità per i dispositivi ad alto rischio), il tasso di localizzazione delle apparecchiature, i fermi dei dispositivi critici, MTBF e guasti ripetuti per modello, il tempo di risposta alle richieste dei reparti clinici e il costo di manutenzione per reparto. L'OMS suggerisce un obiettivo di completamento IPM superiore al 90 per cento, e oltre il 95 per cento per i dispositivi a priorità più alta, come indicazione e non come soglia di legge.

Un comune rendiconta su un patrimonio più ampio e più datato: strade, reti idriche, edifici e parchi veicoli. La ISO 55000:2024 definisce la gestione degli asset come l'attività coordinata di un'organizzazione per realizzare valore dai beni, bilanciando di norma costi, rischi, opportunità e prestazioni. In Ontario il regolamento O. Reg. 588/17 ha imposto che ogni piano comunale di gestione degli asset includesse entro il 1 luglio 2025 i livelli di servizio proposti, le attività sul ciclo di vita e una strategia finanziaria. Un set di KPI comunale aggiunge quindi classi di condizione, backlog in valore economico oltre che in settimane, rapporto tra lavoro programmato e reattivo e costo per unità di servizio, accanto alla disponibilità dei beni critici come le stazioni di pompaggio.

MTBF, MTTR e conformità PPM in Skyline Nexus ERP

Skyline Nexus ERP calcola i propri KPI di manutenzione dagli ordini di lavoro del CMMS e ne dichiara apertamente le formule. L'MTTR è la media, in ore, dell'ora di completamento meno l'ora di inizio sugli ordini di lavoro di tipo Correttivo completati, quindi è una misura del tempo di riparazione. L'MTBF è il numero di giorni del periodo diviso per il numero di ordini di lavoro di tipo Correttivo completati sul bene, cioè il metodo di calendario. La PPM Compliance (conformità PPM) è il numero di ordini di lavoro completati diviso per tutti gli ordini di lavoro emessi da ciascuna pianificazione, un rapporto di completamento e non una misura di puntualità.

Ogni ordine di lavoro di Skyline Nexus ERP riporta tipo, marche temporali di avvio e completamento, ore di fermo, costi di manodopera, ricambi e servizi esterni, e campi codificati per guasto, causa, danno e attività, che alimentano i rapporti Failure Pareto (Pareto dei guasti), Downtime Analysis (analisi dei fermi), Asset Performance (prestazioni dei beni), Maintenance Costs (costi di manutenzione) e Department Costs (costi per reparto), con esportazione in PDF ed Excel per i Suoi calcoli di puntualità o di disponibilità. Attivi il mese gratuito o prenoti una demo e confronti i rapporti con un trimestre dei Suoi ordini di lavoro.