Ein Software-Ansatz zur Berechnung der durchschnittlichen Reparaturzeit (MTTR) und der durchschnittlichen Zeit zwischen Ausfällen (MTBF)

Was ist die Mean Time to Recovery (MTTR)?

In der Automatisierungssoftware ist die MTTR (Mean Time to Recovery) eine Metrik, die verwendet wird, um zu bestimmen, wie einfach Geräte diagnostiziert und in den automatischen Betrieb zurückversetzt werden können. Die MTTR ist die durchschnittliche Zeit, die benötigt wird, um eine Maschine in einen produktiven Zustand zu versetzen, und bietet eine gute Grundlage für die Maschineneffizienz. Bei Verwendung mit anderen Anzeigen könnte es Steuerungsingenieure und Wartungspersonal auf mögliche störende Fehler hinweisen, die reduziert werden können.

Abbildung 1. Industriemaschinen.

Maschinenfehler

Jede Maschine weist Maschinenfehler oder Alarme auf, die die Maschine stoppen und einen Bediener oder Wartungspersonal benachrichtigen. Manchmal sind diese Fehler leicht zu beheben, und manchmal leiten sie das Wartungspersonal zu einer Komponente, die nicht so reagiert, wie sie sollte. Die Verwendung von MTTR-Berechnungen kann einem Entwickler von Steuerungssoftware helfen, Fehlerbeschreibungen klar und leicht zu interpretieren.

Berechnung der MTTR

Ingenieure können die MTTR einfach manuell berechnen oder mit einfacher Logik in die Maschinensteuerung schreiben, damit geschulte Techniker die Werte jederzeit überprüfen können, wenn die Maschine in Produktion ist. Die Formel lautet wie folgt.

MTTR =Die Summe der Zeit bis zur Wiederherstellung nach einem Fehler / die Anzahl der Fehler.

Angenommen, eine Maschine fällt während einer Schicht 10 Mal aus und die Ausfallzeit im Zusammenhang mit diesen Fehlern beträgt 25 Minuten. Dann ist die MTTR =25 min / 10, also MTTR =2,5 min. Je nach Fehler kann dies bedeuten, dass der Fehler nicht klar genug ist, damit ein Bediener schnell genug reagieren kann.

MTTR verwenden

Sobald die MTTR berechnet wurde, können die Softwareentwickler und Steuerungsingenieure diese Informationen verwenden, um zu wissen, wie effizient und beschreibend die Fehler und Alarme sind. Der MTTR zeigt auch die Schnelligkeit des Bedien- und Wartungspersonals bei der Behebung von Störungen.

Abbildung 2. Überwachen von Industriemaschinen und Erkennen von Spitzen aufgrund von Ausfällen. Bild mit freundlicher Genehmigung von Chris Liverani

Um einige Fehler zu beheben, die darauf zurückzuführen sind, dass Bediener nicht an der Maschine sind oder Wartungspersonal keine Fehler beseitigt, können wir das Zeiterfassungsgerät so ändern, dass nur die Zeit betrachtet wird, die ein Bediener benötigt, um den Fehler zu quittieren. Wenn wir uns die Zeit ansehen, die jemand braucht, um einen Fehler zu quittieren, geteilt durch die Anzahl der Fehler, können wir verstehen, wie lange ein Bediener braucht, um zur Maschine zu gelangen, den Fehler zu lesen und dann zu handeln. Dies können nützliche Informationen sein, wenn Sie feststellen möchten, warum die Gesamtanlageneffektivität (OEE) so niedrig ist oder warum die Ausfallzeit so hoch ist.

Was ist die Mean Time Between Failure (MTBF)?

MTBF ist die mittlere Zeit zwischen Ausfällen; es ist die durchschnittliche Zeit zwischen einem Systemfehler und dem nächsten. Manchmal können wir als Entwickler von Steuerungssoftware nicht viel dagegen tun, da einige Fehler mechanisch oder gerätebezogen sind und so lange auftreten, bis das Gerät oder die mechanischen Störungen behoben sind. Wenn wir jedoch MTBF für bedienerbezogene Störungen verwenden, können wir feststellen, wie oft ein Bediener einen Fehler macht und einen Produktionsausfall verursacht.

Bedienerfehler

Ein Bedienerfehler tritt immer dann auf, wenn ein Bediener mit der automatisierten Ausrüstung interagieren muss, um seine Aufgabe fortzusetzen. Dies kann die Installation einer Komponente sein, die zu schwer zu automatisieren ist, oder das Beladen der Ausrüstung mit zu montierenden Teilen.

Wo immer ein Bediener mit automatisierten Geräten interagieren muss, sollten Sensoren oder Bildverarbeitungssysteme vorhanden sein, um zu überprüfen, ob der Bediener die Aufgabe korrekt ausgeführt hat. Diese Systeme weisen Fehler auf, wenn sie feststellen, dass der Bediener seine Arbeit falsch ausgeführt hat. Diese Fehler sind gültig und verlangsamen die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine, wenn sie zu häufig auftreten.

Berechnen des MTBF

Die Berechnung von MTBF ist der MTTR sehr ähnlich, außer dass wir auf bestimmte Fehler achten. Die Formel ist relativ einfach.

MTBF =Die Summe der Zeit zwischen den Fehlern / die Anzahl der Fehler.

Diese Berechnung ist jedoch nur bei sehr spezifischen Fehlern sinnvoll und muss nicht nur für Bedienerfehler gelten. Wenn Sie außerdem wiederkehrende Fehler erhalten und die Auswirkungen auf Ihre Wiederherstellung wissen möchten, kann die MTBF von anderen Metriken abgezogen werden.

Abbildung 3. MTTR und MTBF können dazu beitragen, Probleme in der Produktionslinie zu vermeiden, die die Effizienz verlangsamen und die Kosten erhöhen können.

Kombinieren von Metriken für die Maschinenzuverlässigkeit

Maschinenbesitzer oder Fertigungsingenieure verwenden normalerweise die OEE einer Maschine, um zu bestimmen, wie gut die Maschine Teile herstellt, aber andere Metriken können die Ursache des Problems aufschlüsseln. Indem Sie MTTR oder MTBF verwenden und anpassen, welche Fehler Sie betrachten, können Sie feststellen, welcher Fehler die höchste OEE-Reduzierung und die längste Ausfallzeit verursacht.

Als Entwickler von Steuerungssoftware können wir MTTR verwenden, um sauberere, robustere Fehler zu entwickeln, die von Bedienern oder Wartungspersonal leicht verstanden werden können. Wir können MTBF verwenden, um ein genaueres Bild der Maschinen-OEE zu erhalten. Durch die Kombination dieser Metriken entwickeln wir eine klarere und genauere Momentaufnahme der Maschineneffizienz, die nicht nur für den Gerätehersteller, sondern auch für den Kunden und das Produktionspersonal wichtig ist.