شاخص MTBF در نگهداری و تعمیرات – شاخص میانگین زمان بین خرابی‌ها

این نوشتار اولین پست از مجموعه مطالبی است که قصد داریم دربارهٔ شاخص‌های رایج در نگهداری و تعمیرات ارائه دهیم. اولین پست خلاصه تمام چیزهایی است که شما باید در مورد شاخص میانگین زمان بین خرابی‌ها ، شاخص MTBF  بدانید.

شاخص MTBF – میانگین زمان بین خرابی‌ها چیست؟

درج تاریخ انقضاء بر روی بسته‌های مواد غذایی احتمالا تا حالا خیلی‌ها را از مسمومیت غذایی نجات داده ‌است. البته، می‌شود شیر را بو کرد یا ماست را چشید یا بررسی چشمی کرد؛ اما هیچ‌یک از این کار‌ها تضمین‌کنندهٔ سلامت این محصولات نیستند. بهترین کار این است پیش از هر کاری به آماری که توسط متخصصان آموزش‌دیده بعد از هزاران آزمایش ارائه می‌شود، اعتماد کرد و تصمیم گرفت.

خرابی تجهیزات و قطعات امری دفعی و صفر و یکی نیست. این اتفاق در چند مرحله رخ می‌دهد … هر خودرویی می‌تواند حتی با یک لاستیک پنچر هم حرکت کند؛ هر رایانه‌ای بدون چند کلید روی کیبوردش هم کار می‌کند. اما مساله این‌جا است که در چنین مواردی تجهیزات آن‌طور که از آن‌ها انتظار می‌رود عمل نمی‌کنند. و این مفهوم اصلی در هر «خرابی» است

برای واحد نگهداری و تعمیرات، «میانگین زمان بین خرابی‌ها»  (Mean time between failures) یا همان شاخص MTBF نزدیک‌ترین و بهترین شاخص به مفهوم تاریخ انقضای محصولات است. شاخص MTBF متوسط بازهٔ زمانی بین دو خرابی تجهیز را محاسبه می‌کند. به عبارت دیگر، معیاری برای اندازه‌گیری قابلیت اطمینان است؛ این که یک تجهیز به طور معمول چه مدت کار می‌کند تا به نقطهٔ خرابی برسد. این شاخص کمک می‌کند تا بدون اتکا به مشاهدات ذهنی تصمیم‌هایی داده‌محور در مورد زمان‌بندی نگهداری و تعمیرات، ایمنی، مدیریت موجودی و طراحی تجهیزات بگیریم. ​

ماژول‌های نرم افزار نگهداری و تعمیرات پگاه آفتاب

فرمول محاسبهٔ شاخص MTBF  – میانگین زمان بین خرابی‌ها

برای محاسبهٔ شاخص میانگین زمان بین خرابی‌ها (MTF) کل ساعاتی که یک تجهیز به صورت عملیاتی در یک بازهٔ زمانی مشخص کار کرده است را تقسیم بر تعداد خرابی‌های آن تجهیز در همان دورهٔ زمانی می‌کنیم.  این شاخص اغلب بر مبنای «ساعت» محاسبه می‌شود.

قبل از اینکه محاسبه شاخص MTBF را شروع کنیم، باید مفهوم «خرابی» در نگهداری و تعمیرات را به خوبی درک کنیم. اغلب افراد خرابی تجهیز را به منزلهٔ تجهیزی که کاملا خراب شده، یا خوردویی که دیگر قابل حرکت دادن نیست یا رایانه‌ای که دیگر روشن نمی‌شود تعبیر می‌کنند. اما برخلاف این تصور مفهوم خرابی در نگهداری و تعمیرات مفهومی صفر و یکی و دفعی نیست. بلکه این ضایعه در چند مرحله رخ می‌دهد. اساسا، خرابی زمانی رخ می‌دهد که یک سیستم یا بخشی از آن دیگر قادر نباشد خروجی دقیق و مورد انتظار از خود را برآورده سازد. یک خودرو با یک لاستیک صاف و مستهلک هم می‌تواند حرکت کند و یک رایانه هم بدون چند حرف از صفحه کلید خود هنوز کار می‌کند. مساله این‌جا است آن طور که از این تجهیزات انتظار می‌رود دیگر نمی‌توانند عمل کنند. این امر را می‌توان شکست و خرابی تلقی کرد. در بحث تولید، خرابی ممکن است در ماشینی ظهور کند که به دلیل بروز ایراد در یکی از قطعات خود دیگر قادر نباشد سطح مورد انتظار تولید در هر دقیقه، در هر شیفت، یا در روز را برآورده کند. ​

شاخص  MTBF = ساعات کارکرد عملیاتی تجهیز ÷ تعداد خرابی‌های تجهیز

به عنوان مثال فرض می‌کنیم شما در محل خود ۱۰ پمپ مشابه دارید. این پمپ‌ها در مدت یک سال هر کدام به مدت ۱۰۰ ساعت و در مجموع ۱۰۰۰ ساعت کار کرده‌اند. در طول این مدت (یک سال) این پمپ‌ها ۱۶ بار خراب شده‌اند. در این صورت متوسط زمان بین خرابی‌های این نوع پمپ ۶۲.۵ ساعت بوده است.

شاخص MTBF = (۱۰۰ ساعت کارکرد سالانهٔ هر پمپ × ۱۰ پمپ ) ÷ ۱۶ بار خرابی

شاخص MTBF = هزار ساعت مجموع کارکرد سالانه پمپ‌ها ÷ ۱۶ بار خرابی

MTBF = ۱۰۰۰ ÷ ۱۶

MTBF = ۶۲.۵ ساعت

تعیین یک استاندارد جهانی برای شاخص MTBF به دلیل وجود انتظارات مختلف از هر تجهیز در سازمان‌ها و جغرافیاهای مختلف دشوار است. به همین خاطر بهتر است قبل از تعیین یک عدد معیار برای تیم نگهداشت خود،  شاخص MTBF هر یک از تجهیزات خود و استاندارد صنعت خود برای آن تجهیز را مورد بررسی قرار دهید.

بیشتر بخوانید: راهنمای کامل انتخاب استراتژی مناسب نگهداری و تعمیرات

چطور شاخص MTBF را در تجهیزات خود بهبود دهیم؟

خرابی تجهیز منجر به دو اتفاق می‌شود: کاهش تولید و فعالیت‌های تعمیراتی بیشتر. هر دوی این‌ها به معنای افزایش هزینه‌ها و کم‌تر شدن جریان نقدینگی به سمت موضوعات اساسی‌تر است. به همین دلیل است که کاهش موارد خرابی برای تولید کنندگان امری حیاتی است و به همین خاطر است که آن‌ها بهبود شاخص MTBF را یکی از اولویت‌های اصلی خود تعریف کرده‌اند. خوشبختانه، چندین راه برای به زیر کشیدن علل ریشه‌ای بروز خرابی و افزایش شاخص MTBF وجود دارد که تعدادی از آن‌ها به شرح زیر هستند:

۱. بهبود فرایند‌های نت پیشگیرانه

برنامه‌ نت پیشگیرانه اگر به خوبی انجام شود، می‌تواند منجر به افزایش قابل ملاحظهٔ شاخص MTBF شود. اتخاذ یک رویکرد کنش‌گرا به جای اقدامات واکنشی در قبال تجهیزات، باعث جلوگیری از بروز مشکل حتی پیش از بروز اولیهٔ نقص برای تجهیزات می‌شود. اگر چنین فرایند نگهداشت کنش‌گرایانه‌ای نسبت به تجهیزات وجود نداشته باشد حتی ممکن است با تاثیر معکوس نت پیشیگرانه و دستور‌کارهای آن در کار خود روبرو شویم.  اگر دستورالعمل‌های نگهداشت تجهیز در سازمان موجود نباشد، چک لیست‌ها مبهم باشند یا اصلا چک‌لیستی وجود نداشته باشد، یا اگر تکنیسین‌ها به درستی آموزش ندیده باشند، نت پیشگیرانه به خودی خود می‌تواند باعث بروز سریع‌تر خرابی‌ در تجهیزات شود. برای بهبود فرایند اجرای نت پیشگیرانه، باید بر فراهم کردن منابع مورد نیاز تیم نگهداری و تعمیرات (اعم از راهنماها، آموزش‌ها، دستور‌العمل‌ها و مستندات تجهیز و چک‌لیست‌ها و …) و در دسترس قرار داشتن این منابع تا جای ممکن تمرکز کرد. ​

۲. تحلیل علل ریشه‌ای خرابی (RCA)

درک علت هر خرابی  به شما کمک خواهد کرد تا از تکرار آن خرابی جلوگیری کنید و یا حداقل کاری کنید که این خرابی کم‌تر اتفاق بیافتد. بهترین راه برای پی بردن به عمق دلایل خرابی، «تحلیل علل ریشه‌ای خرابی» (RCA) با استفاده از تکنیک «۵ چرا» است. این کار به شما این امکان را می‌دهد که در کنار حل یک مشکل فوری و اضطراری به یک راه‌حل بلند مدت حرکت کنید. به جای اینکه فقط قطعه معیوب را با قطعه‌ای نو تعویض کنید، متوجه خواهید شد که آیا اصلاً قطعهٔ با کیفیت‌تری در بازار موجود است که به جای قطعهٔ فعلی آن را سفارش دارد. و مهم‌تر این که می‌توان فهمید در صورت بودن چنین قطعه‌ای در بازار چرا از ابتدا این قطعه خریداری نشده است.  تحلیل علل ریشه‌ای خرابی نه تنها شاخص MTBF را برای یک تجهیز بهبود می‌دهد که حتی با خلق فرایند‌های بهتر کاری امکان بهبود شاخص MTBF در کل تجهیزات را نیز افزایش می‌دهد.

کنترل مستمر شاخص MTBF هم به شما کمک خواهد کرد تا بدون اتکا به مشاهدات چشمی و یا دستورالعمل‌های اغلب نادقیق، در مورد زمانبندی فعالیت‌های نگهداری و تعمیرات، ایمنی، مدیریت موجودی قطعات و کالاها و طراحی تجهیزات تصمیماتی بر اساس داده‌های واقعی و تاریخچه‌ای بگیرید. ​

مزایای کنترل شاخص MTBF

۳. نگهداری و تعمیرات مبتنی بر وضعیت (CBM)

در صورت استفاده از یک سیستم هشدار سریع برای پی بردن به مشکلات تجهیزات قبل از خرابی آن، می‌توانید شاخص MTBF را افزایش داده و زمان خاموشی برنامه‌ریزی‌نشدهٔ تجهیز را کاهش دهید. معادل این سیستم هشدار سریع می‌تواند نگهداری و تعمیرات مبتنی بر وضعیت

(condition-based maintenance) یا به اختصار CBM باشد. استقرار سیستم نت مبتنی بر وضعیت کاری دشوار است و پیمودن مسیری طولانی را می‌طلبد اما برخی از گام‌های اولیهٔ نت مبتنی بر وضعیت را می‌توان بلافاصله و بدون دشواری خاصی آغاز کرد. این گام‌ها شامل تبیین برنامهٔ نگهداری و تعمیرات بهره ور فراگیر (Total productive maintenance) به اختصار ‏TPM‏، تعریف حالات خرابی، رسم منحنی P – F برای تجهیزات حیاتی و اتصال نرم‌افزار نگهداری و تعمیرات به فناوری‌هایی چون PLC‌ها، اسکادا (SCADA)، و حس‌گر‌های تجهیزات است. ​

بیشتر بخوانید: راهکار‌های نرم افزار نگهداری و تعمیرات برای کاهش زمان توقف تجهیزات

شاخص MTBF در برابر شاخص  MTTF؛ تفاوت در چیست؟ ​

شاخص میانگین زمان بین خرابی‌ها (MTBF) بسیار شبیه به شاخص میانگین زمان کارکرد تا خرابی (‏MTTF)‏ و میانگین زمان شناسایی خرابی (‏MTTD) ‏به نظر می‌رسد. اما این شاخص‌ها مثل هم نیستند و درک تفاوت بین این سه شاخص مهم نگهداری و تعمیرات و زمان مناسب استفاده از هر کدام برای ایجاد یک استراتژی نت مبتنی بر داده مهم است. ​

شاخص MTTF – میانگین زمان کارکرد تا خرابی –  چیست؟

شاخص میانگین زمان کارکرد تا خرابی (MTTF) میانگین زمانی را از وقتی که یک «تجهیز غیر قابل تعمیر» شروع به کار می کند تا زمان خرابی آن محاسبه می‌کند. عبارت کلیدی در این شاخص «تجهیز غیرقابل تعمیر» است. شاخص MTTF کل طول عمر تجهیز را محاسبه می‌کند. وقتی چنین تجهیزی خراب می‌شود باید تجهیز جدیدی جایگزین آن شود. و این تفاوت شاخص MTTF با شاخص MTBF است؛ اولی با تجهیزاتی سر و کار دارد که قابل تعمیر نیستند و دومی با تجهیزاتی که قابل تعمیر هستند. ​

دلایل متعددی وجود دارد که به خاطر آن یک تجهیز ممکن است تعمیر نشود؛ اما ساده‌ترین دلیل این است که جایگزینی تجهیز هزینه و زمان کمتری نسبت به تعمیر آن تجهیز نیاز دارد.

شاخص MTTF با تقسیم ساعات کارکرد یک نوع تجهیز به تعداد کل آن تجهیزِ مورد بررسی محاسبه می‌شود. برای مثال، سه دستگاه فن مشابه در مجموع ۶۰ ساعت کار کرده‌اند. شاخص MTTF (۲۰ ساعت) برای این فن‌ها با تقسیم میزان ۶۰ ساعت کارکرد بر ۳ به دست می‌آید. این شاخص کاربرد‌های زیادی دارد که ارزشمندترین آن‌ها این است که به شما می‌گوید چه زمانی اقدام به خرید مجدد تجهیز برای جایگزینی کنید.

شاخص MTTD چیست؟

شاخص MTTF که مختصر Mean time to defect یا میانگین زمان کارکرد تا تقص است، متوسط زمان شناسایی مشکلات قابل‌شناسایی‌ را که می‌توانند منجر به خرابی تجهیز شوند را اندازه‌گیری می‌کند.

یک تجهیز  پس از کشف یک نقص  در آن می‌تواند به کار خود ادامه دهد. این چیزی است که شاخص MTTD را از شاخص MTBF متفاوت می‌سازد: شاخص MTTD پیش‌درآمد خرابی تجهیز است، در حالی که شاخص MTBF دربارهٔ خودِ خرابی است. برای مثال، دمای یک موتور ممکن است بالاتر از یک سطح قابل‌قبول برود، اما موتور با همین نقصان اگر دو ساعت دیگر به کار ادامه دهد خراب می‌شود.

شاخص MTTD از تقسیم تعداد کل نقص‌های شناسایی شده در یک تجهیز به کل زمان کارکرد آن تجهیز به دست می‌آید. برای مثال، اگر یک قطعه از تجهیزات به مدت ۸۰ ساعت کار کند و شما ۵ نقص را در این بازهٔ زمانی تشخیص دهید، میانگین زمان برای شناسایی نقص در آن تجهیز ۱۶ ساعت است. ​

شاخص MTTD پیش از هر‌چیز در برنامه‌ریزی نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و نت مبتنی بر وضعیت تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر قادر به ردیابی نقایص و درک حالت‌های شکست یک تجهیز باشید، بیشتر ابزارهای لازم برای ترسیم منحنی P – F تجهیز خود را دارید. منحنی P – F بخش کلیدی نت مبتنی بر وضعیت است و به شما این امکان را می‌دهد که بدون استفاده از منابع غیر‌ضروری، نگهداشت یک تجهیز را در بهترین زمان ممکن برنامه‌ریزی کنید. ​

بیشتر بخوانید: اینفوگرافی ۵ نمونه موفق جهانی در نت پیشگویانه

تقویت کسب‌و‌کار با شاخص MTBF

مشکل خرابی تجهیزات فقط مشکل واحد نگهداری و تعمیرات نیست و به خصوص هنگامی که روی خروجی نهایی سازمان اثر خود را نشان دهد کل سازمان را درگیر خود می‌سازد. با این حال تقریبا همیشه این تیم نگهداشت است که مسئول جلوگیری از خرابی‌ تجهیزات هستند. پایش و ردیابی شاخص میانگین زمان بین خرابی‌ها – شاخص MTBF می‌تواند یک سلاح قوی در دستان تیم نگهداشت بر‌علیه خاموشی‌ها و توقف‌های برنامه‌ریزی نشده و غیرمترقبه باشد. این شاخص به شما کمک می‌کند که فعالیت‌های نگهداشت خود بهینه کنید و بهترین خروجی را از فرایند‌های خود کسب کنید و رنج ناشی از بروز خرابی‌ها را در سازمان خود متوقف سازید.