Wskaźniki utrzymania ruchu: MTBF i MTTR ze wzorami

Co mierzą MTBF i MTTR

MTBF (średni czas między awariami) to średni czas pracy naprawialnego obiektu technicznego od jednej awarii do następnej; MTTR to średni czas potrzebny do przywrócenia obiektu do działania po awarii. Razem opisują niezawodność i podatność na utrzymanie, a z nich wynika dostępność. Mają znaczenie, ponieważ zamieniają stos zleceń pracy w dowody dla decyzji o obsadzie, częściach zamiennych i wymianie sprzętu.

Oba wskaźniki są średnimi dla określonego okresu i populacji, więc pierwszym zadaniem jest ustalenie, jaki okres, które obiekty i które awarie się liczą. Wskaźnik, który co kwartał zmienia definicję, jest gorszy niż żaden, ponieważ prowokuje decyzje oparte na artefaktach wzoru, a nie na zmianach w stanie urządzeń.

Trzy błędy zniekształcają te liczby bardziej niż jakiekolwiek inne. Liczenie wizyt zapobiegawczych jako awarii sprawia, że MTBF wygląda gorzej, niż jest. Uśrednianie przy bardzo małej liczbie awarii sprawia, że jedna zła noc zmienia wynik: obiekt z dwiema awariami w roku może wykazać MTBF, który po jednym zdarzeniu spada o połowę lub rośnie dwukrotnie, dlatego przy każdym MTBF należy podawać liczbę awarii. A mieszanie różnych typów obiektów w jednej średniej ukrywa obiekt problematyczny; najpierw należy liczyć dla każdego obiektu lub modelu, a dopiero potem agregować.

Gdzie znormalizowano wskaźniki utrzymania ruchu

W Europie punktem odniesienia jest norma EN 15341:2019+A1:2022 (w Polsce PN-EN 15341), kluczowe wskaźniki efektywności obsługi technicznej. Wymienia wskaźniki dla funkcji utrzymania ruchu i podaje wskazówki dotyczące wyboru odpowiedniego zestawu do oceny i poprawy skuteczności, efektywności i zrównoważenia utrzymania istniejących obiektów fizycznych, od instalacji przemysłowych i infrastruktury po obiekty, budynki użyteczności publicznej i systemy transportowe. Jej słownictwo opiera się na normie EN 13306:2017 (PN-EN 13306), terminologia eksploatacyjna.

Oba teksty są sprzedawane przez krajowe jednostki normalizacyjne, dlatego ten przewodnik je parafrazuje, a nie cytuje. Warto znać jeden niuans terminologiczny: w słownictwie niezawodnościowym IEC i EN MTTR oznacza średni czas przywrócenia (mean time to restoration), który może być dłuższy niż czas samej naprawy mierzony przez wiele systemów. Praktyka branżowa jest różna, więc każdy raport powinien podawać, którą wersję pokazuje.

MTBF: wzór i przykład

MTBF = łączny czas pracy w okresie / liczba awarii w okresie. Liczy się tylko awarie, które zatrzymały lub pogorszyły pracę obiektu i wymagały naprawy; wizyty zapobiegawcze i prace kosmetyczne nie są awariami.

Przykład: agregat wody lodowej CH-02 pracuje w trybie ciągłym, więc rok liczy 8 760 godzin. Uległ awarii cztery razy, a cztery przestoje trwały 6, 10, 4 i 12 godzin, łącznie 32 godziny. Czas pracy wynosi 8 760 - 32 = 8 728 godzin, więc MTBF = 8 728 / 4 = 2 182 godziny, czyli około 91 dni.

Dla floty identycznych urządzeń czas należy sumować. Czterdzieści pomp infuzyjnych przez 365 dni daje 40 x 365 = 14 600 dni pracy urządzeń; jeśli flota zarejestrowała 10 awarii, MTBF floty wynosi 14 600 / 10 = 1 460 dni pracy urządzenia. Porównanie tej liczby dla dwóch modeli pomp w podobnym wieku to uczciwy test niezawodności; porównanie dwóch pojedynczych pomp rzadko nim jest.

Dla elementów, które się wymienia, a nie naprawia, takich jak lampy czy szczelne akumulatory, typową miarą jest średni czas do awarii (MTTF): średni czas życia do jedynej awarii, która kończy użytkowanie elementu.

MTTR: czas naprawy czy czas przywrócenia

MTTR = łączny czas przywrócenia (lub naprawy) / liczba awarii. Wybór punktu początkowego i końcowego zmienia wynik bardziej niż jakakolwiek inna decyzja w raportowaniu utrzymania ruchu.

Weźmy 6-godzinny przestój agregatu: alarm włączył się o 02:00, technik dotarł o 03:30, diagnoza i naprawa trwały od 03:30 do 07:00, a ponowne uruchomienie i test od 07:00 do 08:00. Czas przywrócenia wynosi 6 godzin, od awarii do ponownego działania. Czas aktywnej naprawy wynosi 3,5 godziny. Jeśli cztery przestoje miały czasy naprawy 3,5, 7, 2,5 i 9 godzin, MTTR liczony z czasu naprawy wynosi 22 / 4 = 5,5 godziny, a MTTR liczony z czasu przywrócenia 32 / 4 = 8 godzin.

Obie wersje są przydatne. Czas przywrócenia odczuwają użytkownicy obiektu i od niego zależy dostępność; czas naprawy pokazuje, jak sprawnie pracują technicy po rozpoczęciu prac. Różnica między nimi, tutaj średnio 2,5 godziny, to oczekiwanie: na technika, na pozwolenie, na części lub na test, i często to właśnie ją najtaniej ograniczyć.

Dostępność: połączenie MTBF i MTTR

Dostępność = MTBF / (MTBF + MTTR), przy MTTR liczonym z czasu przywrócenia. Dla agregatu dostępność = 2 182 / (2 182 + 8) = 2 182 / 2 190 = 99,63 procent. Ten sam wynik daje bezpośrednie wyliczenie z godzin: 8 728 godzin pracy z 8 760 = 99,63 procent, co jest przydatnym sprawdzeniem spójności danych wejściowych.

Procent dostępności ukrywa skalę. Przy 99,63 procent agregat nie działał przez 32 godziny w roku; w przypadku centrali wentylacyjnej bloku operacyjnego może to oznaczać odwołane zabiegi, a w przypadku windy biurowej niemal nie mieć znaczenia. Cele należy ustalać według krytyczności i wyrażać je w godzinach, a nie tylko w procentach, tak aby cel 99,5 procent dla obiektu pracującego całą dobę był rozumiany jako nie więcej niż około 44 godziny przestoju rocznie (0,5 procent z 8 760 godzin = 43,8 godziny).

Czas kalendarzowy czy czas pracy

Wiele systemów utrzymania ruchu upraszcza MTBF do czasu kalendarzowego: liczba dni w okresie podzielona przez liczbę zleceń naprawczych. Dla agregatu daje to 365 / 4 = 91,25 dnia, blisko 2 182 godzin (90,9 dnia) z metody opartej na czasie pracy, ponieważ agregat pracuje w trybie ciągłym.

Obie metody rozchodzą się dla obiektów pracujących w niepełnym wymiarze. Pracownia RTG w poradni, używana 2 500 godzin rocznie, z 5 awariami ma MTBF liczony z czasu pracy 2 500 / 5 = 500 godzin, ale MTBF kalendarzowy 365 / 5 = 73 dni. Żaden nie jest błędny; odpowiadają na różne pytania. MTBF kalendarzowy nadaje się do planowania i porównań podobnych obiektów o podobnym obciążeniu; MTBF liczony z czasu pracy, który wymaga odczytów licznika motogodzin, nadaje się do inżynierii niezawodności i porównań przy różnych cyklach pracy.

Niezależnie od wybranej metody należy stosować ją do wszystkich obiektów w porównaniu i utrzymywać z roku na rok. Zmianę metody należy odnotować wraz z datą jej wprowadzenia, aby skokowa zmiana trendu nie została uznana za zmianę stanu urządzeń.

Wykonanie PPM i stosunek prac planowych do awaryjnych

Wykonanie PPM pokazuje, czy plan zapobiegawczy jest realizowany. Powszechna konwencja branżowa liczy zlecenia zapobiegawcze zakończone w zaplanowanym oknie jako odsetek zleceń zaplanowanych w okresie; nie jest to wzór z EN 15341. Prostsze systemy dzielą zakończone zlecenia przez utworzone. Wyniki mogą się znacznie różnić: harmonogram z 12 zleceniami, z których zakończono 11, ale tylko 8 terminowo, osiąga 91,7 procent wykonania i 66,7 procent terminowości. Zawsze należy oznaczać, który wskaźnik pokazuje raport.

Stosunek prac planowych do awaryjnych pokazuje, dokąd idzie czas. Jeśli technicy zarejestrowali w kwartale 3 000 godzin, z czego 1 950 na prace zapobiegawcze i 1 050 na naprawy, prace planowe stanowią 1 950 / 3 000 = 65 procent. Rosnący udział prac planowych przy rosnącym MTBF to najmocniejszy sygnał, że program utrzymania ruchu działa.

Zaległości, koszty i przestoje

Pięć kolejnych wskaźników uzupełnia podstawowy zestaw. Każdy wymaga tylko danych, które system zleceń pracy już przechowuje, pod warunkiem że wprowadza się szacunki i koszty.

• Zaległości w tygodniach = szacowane godziny otwartych prac / tygodniowa produktywna zdolność. Przy 640 otwartych godzinach i 5 technikach po 32 godziny produktywne (160 godzin tygodniowo) zaległości wynoszą 640 / 160 = 4,0 tygodnia.
• Koszt utrzymania jako odsetek wartości odtworzeniowej aktywów = roczny koszt utrzymania / wartość odtworzeniowa. Przy 180 000 euro wydanych na aktywa, których odtworzenie kosztowałoby 6 000 000 euro, wskaźnik wynosi 3,0 procent.
• Odsetek przestoju = godziny wyłączenia z użytkowania / godziny w okresie. Urządzenie wyłączone przez 36 godzin w miesiącu liczącym 720 godzin ma 5,0 procent przestoju.
• Powtarzające się awarie = obiekty z liczbą zleceń naprawczych w ciągu 90 dni większą niż uzgodniona, zestawione według obiektu i kodu usterki.
• Koszt na zlecenie pracy według typu = łączny koszt robocizny, części i usług zewnętrznych / liczba zleceń, z podziałem na zapobiegawcze i naprawcze.

Higiena danych: od czego zależą wskaźniki

Każdy z powyższych wskaźników jest tak dobry, jak zlecenia pracy, na których się opiera. Poniższe zasady mają większe znaczenie niż wybór pulpitu.

• Rejestrować osobno czas awarii lub zgłoszenia, czas rozpoczęcia, czas zakończenia i czas przywrócenia do użytku
• Prawidłowo typować każde zlecenie pracy: naprawa, konserwacja zapobiegawcza, kalibracja, instalacja lub odbiór
• Wiązać każde zlecenie pracy z jednym obiektem, nigdy z pomieszczeniem ani opisem w wolnym tekście
• Stosować kodowane pola usterki, przyczyny i działania, aby można było liczyć powtarzające się awarie
• Zamykać zlecenia pracy po wykonaniu prac, a nie zbiorczo na koniec miesiąca
• Wprowadzać szacowane godziny dla otwartych prac, aby można było obliczyć zaległości
• Rejestrować robociznę, części i koszty zewnętrzne w każdym zleceniu pracy
• Co miesiąc odczytywać liczniki motogodzin obiektów, dla których ważny jest MTBF liczony z czasu pracy

Zestawy wskaźników dla szpitali i samorządów

Dział aparatury medycznej i dział techniczny szpitala zwykle raportują wykonanie IPM (z widokiem terminowości dla urządzeń wysokiego ryzyka), wskaźnik lokalizacji sprzętu, przestoje urządzeń krytycznych, MTBF i powtarzające się awarie według modeli, czas reakcji na zgłoszenia kliniczne oraz koszty utrzymania według oddziałów. WHO sugeruje cel wykonania IPM powyżej 90 procent, a dla urządzeń o najwyższym priorytecie powyżej 95 procent, jako wskazówkę, a nie próg prawny.

Samorząd raportuje o szerszym i starszym majątku: drogach, wodociągach, budynkach i flocie pojazdów. ISO 55000:2024 definiuje zarządzanie aktywami jako skoordynowane działania organizacji służące realizacji wartości z aktywów, zwykle przez równoważenie kosztów, ryzyk, szans i efektywności. W kanadyjskim Ontario rozporządzenie O. Reg. 588/17 wymagało, aby do 1 lipca 2025 roku każdy gminny plan zarządzania aktywami zawierał proponowane poziomy usług, działania w cyklu życia i strategię finansową. Zestaw wskaźników samorządu obejmuje więc dodatkowo oceny stanu technicznego, zaległości wyrażone w pieniądzu, a nie tylko w tygodniach, stosunek prac planowych do awaryjnych i koszt na jednostkę usługi, obok dostępności obiektów krytycznych, takich jak przepompownie.

MTBF, MTTR i wykonanie PPM w Skyline Nexus ERP

Skyline Nexus ERP oblicza wskaźniki utrzymania ruchu ze zleceń pracy w module CMMS i jasno podaje wzory. MTTR to średnia z różnicy między czasem zakończenia a czasem rozpoczęcia, w godzinach, dla zakończonych zleceń typu „Corrective” (naprawa), więc jest to miara czasu naprawy. MTBF to liczba dni w okresie podzielona przez liczbę zakończonych zleceń naprawczych dla danego obiektu, czyli metoda kalendarzowa. „PPM Compliance” (wykonanie PPM) to liczba zakończonych zleceń pracy podzielona przez wszystkie zlecenia utworzone z danego harmonogramu, czyli wskaźnik realizacji, a nie terminowości.

Każde zlecenie pracy w Skyline Nexus zawiera typ, znaczniki czasu rozpoczęcia i zakończenia, godziny przestoju, robociznę, części i koszty zewnętrzne oraz kodowane pola usterki, przyczyny, uszkodzenia i czynności, które zasilają raporty „Failure Pareto” (analiza Pareto usterek), „Downtime Analysis” (analiza przestojów), „Asset Performance” (wydajność aktywów), „Maintenance Costs” (koszty utrzymania) i „Department Costs” (koszty działów), z eksportem do PDF i Excela na potrzeby własnych obliczeń terminowości lub dostępności. W polskiej wersji ekrany CMMS są przetłumaczone tylko częściowo, dlatego podajemy etykiety angielskie. Warto rozpocząć bezpłatny miesiąc lub umówić prezentację i porównać raporty z własnymi zleceniami pracy z jednego kwartału.