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MTBF: una visión completa

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MTBF es un cálculo utilizado para predecir el tiempo entre fallas de una pieza de maquinaria. A continuación, discutiremos el cálculo de MTBF, las trampas de MTBF que debe conocer y cómo mejorar su MTBF.

¿Qué es MTBF?

El tiempo medio entre fallos (MTBF) es una predicción del tiempo entre los fallos innatos de una pieza de maquinaria durante las horas normales de funcionamiento., En otras palabras, MTBF es una métrica de mantenimiento, representada en horas, que muestra cuánto tiempo funciona un equipo sin interrupción. Es importante tener en cuenta que el MTBF solo se usa para artículos reparables y como una herramienta para ayudar a planificar la inevitabilidad de la reparación de equipos clave.

antes de calcular el MTBF, debe comprender cómo afecta a la fiabilidad y la disponibilidad. Tener una alta confiabilidad y disponibilidad generalmente van juntas, pero los términos no son intercambiables., La fiabilidad es la capacidad de un activo o componente para realizar sus funciones requeridas bajo ciertas condiciones durante un período de tiempo predeterminado. Dicho de otra manera, es la probabilidad de que una pieza de maquinaria haga lo que está destinado a hacer sin fallas. Piense en un avión; su misión es completar un vuelo con seguridad y llevar a los pasajeros a su destino sin fallas catastróficas.

la disponibilidad es el tiempo que un activo o componente está operativo y accesible cuando se necesita para su uso., En otras palabras, es la probabilidad de que una pieza de maquinaria esté en condiciones de realizar su función prevista en un momento dado. La disponibilidad está determinada por la fiabilidad de un sistema y su tiempo de recuperación cuando se produce un fallo. La disponibilidad generalmente se analiza junto con la confiabilidad porque, una vez que se produce un fallo, la variable crítica cambia para poner el activo en funcionamiento lo más rápido posible.

MTBF es una medida básica de la confiabilidad de un sistema; cuanto mayor sea el MTBF, mayor será la confiabilidad de un producto., Esta relación se ilustra en la ecuación: confiabilidad = E (tiempo / MTBF).

hay algunas variaciones de MTBF que puede encontrar. Son el tiempo medio entre interrupciones del sistema (MTBSA), el tiempo medio entre fallas críticas (MTBCF) y el tiempo medio entre la eliminación no programada (MTBUR). Lo más probable es que veas estas variaciones al diferenciar entre fallas críticas y no críticas.

cálculo de MTBF

el MTBF se calcula tomando el tiempo total que un activo se está ejecutando (tiempo de actividad) y dividiéndolo por el número de desgloses que ocurrieron durante ese mismo período de tiempo.,

MTBF = total uptime/ # of Breakdowns

desglosado, el cálculo de MTBF podría verse así:

  • encuentre el total uptime: Imagine que tiene un almacén lleno de widgets, y 40 de ellos se probaron durante 400 horas cada uno. El total de horas dedicadas a las pruebas equivale a 16.000 horas (40 x 400 = 16.000).
  • calcular el número de fallos: identificar el número de fallos en el número total de widgets probados. Para este ejemplo, considere que hubo 20 fallas de widget.,
  • calcular MTBF: ahora que sabemos que las pruebas se realizaron durante 16.000 horas con 20 fallos de widget, podemos calcular MTBF: 16.000 horas / 20 fallos = 800 horas.

entonces, ¿qué nos dice esto? En este ejemplo, el MTBF no sugiere que cada widget deba durar 800 horas. Está diciendo que si ejecuta un grupo de widgets, el tiempo promedio entre fallos dentro del grupo probado es de 800 horas. En otras palabras, MTBF no está destinado a predecir el comportamiento de un solo componente; predice el comportamiento de un grupo de componentes.,

Es importante entender que al definir «tiempo», puede que no siempre signifique tiempo de reloj; podría ser el tiempo en el que el sistema se está utilizando realmente. Por ejemplo, es posible que tenga una máquina que se haya ejecutado ocho horas al día, que podría durar tres veces más que la misma máquina que funciona las 24 horas del día. El MTBF para ambas máquinas es el mismo porque ambas soportaron el mismo número de horas de funcionamiento.

veamos otro ejemplo del cálculo MTBF. Digamos que tiene una máquina embotelladora diseñada para operar durante 12 horas al día., La embotelladora se descompone después de funcionar normalmente durante 10 días. El MTBF en este ejemplo es de 120 horas.

MTBF = (12 horas por día x 10 días)/1 desglose = 120 horas

el cálculo de MTBF requiere más pasos cuando tiene períodos de tiempo más largos con cada vez más casos de fallas. Por ejemplo, digamos que la máquina embotelladora que funciona durante 12 horas al día falla dos veces en 10 días. La primera falla ocurrió 20 horas desde la hora de inicio y tomó dos horas para reparar. La segunda falla ocurrió a las 60 horas de la hora de inicio y tardó tres horas en repararse., El cálculo del tiempo de actividad total para la ecuación MTBF requiere agregar 20 (período de tiempo de actividad inicial), 18 (inicio del primer período de tiempo de inactividad menos el final del primer período de tiempo de inactividad) y 57 horas (inicio del segundo período de tiempo de inactividad menos el final del período de tiempo de inactividad).

malentendido MTBF

uno de los mayores conceptos erróneos sobre MTBF es que es lo mismo que el número de horas de funcionamiento antes de la falla o «vida útil».»Si obtiene un número de MTBF extremadamente alto (no es raro), podría pensar que no hay manera de que el sistema pueda funcionar tanto tiempo sin un fallo., La razón de los números MTBF altos es porque se basan principalmente en la tasa de falla del activo cuando ese activo todavía está en su vida «normal» o «útil», suponiendo que fallará a esa tasa para siempre. Es por esta razón que no debe haber correlación entre la vida útil y el MTBF. Puede tener un equipo con un MTBF muy alto pero una vida útil esperada baja.

Un buen ejemplo de esto es presentado por Wendy Torell y Victor Avelar en su whitepaper Mean Time Between Failure: Explanation Standards using human beings. Digamos que tienes 500.000 personas de 25 años en una muestra de población., En el lapso de un año, se recopilan datos sobre fallas (muertes) para esta población. La vida operativa de la población es de 500.000 x 1 año = 500.000 personas años. En el transcurso del año, 625 personas fallecieron (murieron). Esto lleva la tasa de fallas a 625 fallas / 500,000 personas años = 0.125% / año. Por lo tanto, nuestro MTBF es 1 / 0.00125 = 800 años.

esto nos muestra que, a pesar de que los humanos de 25 años tienen valores de MTBF altos, su esperanza de vida (tasa de servicio) es mucho más corta y no se correlaciona.

Los humanos, como las máquinas, no exhiben una tasa de fallas constante., A medida que los seres humanos envejecen, ocurren más fallas (nuestros cuerpos se desgastan). Dado que este es el caso, la única manera de calcular el MTBF para que se correlacione con la vida útil sería esperar a que toda la población de 25 años llegue al final de su vida; entonces se puede calcular la esperanza de vida promedio. Esto pone ese número en alrededor de 75-80 años.

entonces, ¿el MTBF para 25 años es de 80 u 800? Torell y Avelar explican que todo se trata de suposiciones. En este caso, el MTBF de 80 años refleja con mayor precisión la vida útil del producto (humanos)., Cuando se trata de cosas como el seguimiento de productos de maquinaria, tiene muchas más variables, la mayor de las cuales es el tiempo.

cómo mejorar el MTBF

los impactos de la falla de la máquina pueden ser significativos. Esto conduce a la pérdida de producción y al aumento del tiempo dedicado al mantenimiento. Llegar a la causa raíz de las fallas es la mejor manera de encontrar, mitigar o incluso prevenir ocurrencias futuras, todo mientras aumenta su MTBF en el proceso. Hay algunas maneras de aumentar el MTBF.,

  • mejore los procesos de mantenimiento preventivo: un plan de mantenimiento preventivo bien pensado puede mejorar en gran medida su MTBF. Cada vez que puede ser proactivo en lugar de reactivo cuando se trata de mantenimiento, le da la oportunidad de detener los fallos antes de que ocurran. Un plan de mantenimiento preventivo mal ejecutado puede tener el efecto contrario en el MTBF. La capacitación deficiente, la falta de manuales y listas de verificación mal diseñados o mal diseñados pueden conducir a desgloses rápidos.,
  • realice un análisis de la causa raíz: averiguar por qué algo falló le da la clave para evitar que ese fallo ocurra en el futuro o al menos que ocurra con tanta frecuencia. Al igual que el mantenimiento preventivo, el análisis de la causa raíz puede aumentar indirectamente el MTBF al idear una solución a largo plazo. Por ejemplo, si observa que una pieza falla con bastante frecuencia, puede ver si puede reemplazarla con una pieza de mayor calidad.,
  • Establecer mantenimiento basado en condiciones: si tiene la capacidad de poner en marcha un sistema de Alerta Temprana para detectar problemas de equipo antes de que conduzcan a fallas, puede aumentar potencialmente el MTBF y reducir el tiempo de inactividad. Si bien no siempre es fácil establecer un plan de mantenimiento basado en condiciones, puede comenzar implementando un plan de Mantenimiento Productivo total.

problemas potenciales con MTBF

es importante conocer los problemas potenciales que podrían surgir de un cálculo MTBF cuando se utiliza para el análisis de fiabilidad., El MTBF puede diferir dependiendo de cómo defina ciertas cosas como «falla» y «tiempo de operación», así como si mide piezas individuales de equipo o un proceso completo.

  • MTBF asume una tasa de fallos constante: parte de la ecuación MTBF es el número de fallos. El problema con esto aparece cuando hay cosas fuera de su control que resultan en fallas, como tormentas que causan un corte de energía, cortocircuitos debido a inundaciones, etc. Estos son a veces referidos como «actos de Dios» y pueden dejar la definición de fracaso abierta a la interpretación., ¿Es una falla solo una avería? Es una falla en cualquier momento que la producción se detiene sin importar la causa? ¿Debe incluir cada tipo de falla al calcular el MTBF, dándole un valor de MTBF más bajo? ¿O debe omitir ciertas categorías de paradas, lo que resulta en un valor MTBF más alto? Asegúrese de saber qué fallas se incluyen al calcular el MTBF y por qué se eligieron esas fallas.
  • diferentes definiciones de tiempo de operación: ¿cuándo considera que un activo en su planta está operando?, Dada la noción de que las piezas o componentes se degradan por el estrés que soportan durante la operación, cuanto mayor sea el estrés, mayor será el impacto de la vida útil de la pieza. Un gran ejemplo de esto es un coche parado en un semáforo en rojo. Cuando se está sentado en un semáforo en rojo, la caja de cambios y la transmisión del automóvil no se utilizan, por lo que el motor está funcionando bajo la menor cantidad de estrés y sufre poco desgaste. Si tuvieras que calcular el MTBF del coche al ralentí, ¿incluirías sus tiempos de ralentí detenidos en las luces rojas o solo los tiempos en que está acelerando y operando a altas velocidades?,

    en esa misma línea, ¿debe considerar el tiempo de operación de su equipo como cualquier momento en que el equipo se enciende o solo cuando está operando bajo cargas de trabajo normales? Si elige usar el primero para su cálculo de MTBF, su valor de MTBF sería más alto, pero ese valor no sería representativo de la maquinaria que se ejecuta continuamente bajo cargas de trabajo normales y casi nunca en ralentí. Es por eso que es importante definir el tiempo de operación para todos los activos que tenga la intención de usar con MTBF.,

  • Elegir el equipo a monitorear (malos actores): también debe determinar si desea medir todo el proceso o las piezas individuales del equipo dentro de ese proceso. Una cosa a tener en cuenta aquí es que todo un proceso sufre cada vez que falla un activo crítico. Estos activos críticos se conocen como» malos actores » y deben marcarse como causantes de una pérdida en MTBF.

    aquellos que eligen medir un proceso completo para un cálculo de MTBF a menudo encuentran que no pueden lograr un alto valor de MTBF debido a » malos actores.,»Se recomienda probar cada pieza de equipo para eliminar este problema.

si considera Estos posibles problemas con anticipación, MTBF puede seguir siendo una herramienta útil a la hora de evaluar la fiabilidad de sus activos.

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