Mean Time Between Failures

یکی از مواردی که در صنعت به خصوص در تعمیرات و حتی در زندگی روزانه و یا برای خرید یک وسیله خانگی برای مصرف کننده بسیار مهم است میزان عمر مفید یا به بیان فنی دیگر (availability) میزان اماده استفاده بودن تجهیز است.

در تمامی واحد های صنعتی در حال تولید جهت حفظ تولید به طور مستمر،تعمیرات پیشگیرانه انجام میشود که این امر نیاز به شاخص هایی برای برنامه ریزی خواهد داشت. از طرفی جهت تصمیم به تعویض یک قطعه و یا تجهیز فرسوده و همچنین تعویض تجهیزات در بازسازی و نوسازی یک واحد صنعتی این شاخص ها مورد نیاز است.

از جمله مهمترین شاخص ها MTBF یا میزان اماده بودن تجهیز میباشد که با محاسبه متوسط زمان بین هر دو تعمیر متوالی و یا متوسط مدت زمان کارکرد دستگاه تا زمان خراب شدن (MTTF- Mean time To failures) و همچنین زمان مورد نیاز انجام تعمیرات(MTTR- Mean time To Repair) میباشد که در ادامه به توضیح خلاصه ای در مورد تعریف و محاسبه انها می پردازیم.

تعاریف:

زمان بین دو خرابی متوالی: Time between failures
متوسط زمان بین دو خرابی متوالی قطعه یا تجهیز: (Mean time between failures) MTBF
زمان شروع به کار تا خرابی بعدی : Time To failures
متوسط زمانی که یک قطعه یا تجهیز پس از شروع به کار به اولین خرابی خود میرسد : (Mean time To failures) MTTF
مدت زمان انجام تعمیرهر خرابی : Time To Repair
متوسط زمان انجام هر تعمیر: (Mean time To Repair) MTTR
مدت زمان کارکرد دستگاه : UP Time
متوسط زمان اپتایم : MUT
مدت زمان خاموشی دستگاه : Down Time
متوسط زمان خاموشی دستگاه : MDT

نکات قابل توجه:

منظور از خاموشی ،خاموشی‌های برنامه‌ریزی نشده نگهداری و تعمیرات و به علت خرابی است

زمان stand- by دستگاه جزء زمان UP Time محسوب میشود

منظور از خرابی دستگاه یا تجهیز این است که دیگر قادر به ادامه فعالیت یا عملکرد خود بطور عادی نیست و این امر متفاوت از اتمام ابزار کار است. مثلا شکستن مته در دریل یا اتمام جوهر چاپگر جزئ خرابی محسوب نمی شود.

نحوه محاسبه MTBF از معادله زیراست:

تعداد شکست ناشی از خرابی / زمان کل = MTBF

با توجه به شکل زیر تعاریف ارائه شده در بالا قابل مشاهده میباشد.

شاخص MTBF که عددی با واحد زمان خواهد بود به معنی متوسط کارکرد دستگاه از هر شروع تا شروع مجدد پس از تعمیر به علت خرابی می باشد.

نحوه محاسبه MTTF از معادله زیراست:

نکته: مرجع معادلات و محاسبات ارائه شده استاندارد ISO/TR12489 با عنوان Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Reliability modelling and calculation of safety systems میباشد.

در برخی مراجع دیگر فرمول به صورت زیر امده است:

که در حقیقت میتوان به صورت دیگر گفت:

تعداد شکست ناشی از خرابی / مجموع زمان UpTime

MTTF=MUT=MTBF=

که در این تعریف بنا به استاندارد مذکور MUT محاسبه شده که در حقیقت MTTF میباشد و هرکدام از تعاریف در جای خود قابل استفاده میباشد.

لذا دقت شود که MTTF برای تجهیز غیر قابل تعمیر و MTBF برای تجهیز قابل تعمیر محاسبه و تعریف می گردد.

از طرفی در فعالیت تعمیرات پیشگیرانه این دو شاخص با وجود تفاوت اندک در تحلیل ها کاربرد مهمی بطور جداگانه دارند.

نحوه محاسبه MTTR از معادله زیراست:

میزان متوسط زمان انجام تعمیرات MTTR برابر MDT یا همان متوسط زمان خاموشی خواهد بود و روابط زیر قابل استفاده است.

MTBF = MTTF+MTTR

MTBF = MUT+MDT

مفهوم مادام‌العمر در قطعات:
در پی پیشرفت فناوری ساخت قطعات به کیفیت مطلوبتری رسیده است. که اصطلاح مادام‌العمر را برای آنها به کار می‌بریم. عبارت مادام‌العمر در مورد این گونه قطعات یعنی تا زمانی که به آن قطعه نیاز هست، خراب نخواهد شد. مگر این که با توجه به نیازی دیگر مثل UPGRADE تجهیز، خود قطعه‌ جدیدی را جایگزین آن نموده و قطعه قبلی را دور بیندازید. که مثال ملموس ان سخت افزار کامپیوتر است .مثلا زمانی یک کارت گرافیک با حافظه یک مگابایت، یک کارت ایده‌آل به شمار می‌رفت.لذا زمان خرید آن اگر فروشنده می‌گفت این کارت 15 سال عمر دارد آن را نمی‌خریدید. اما چیزی حدود 5 سال بعد یا نهایتا 10 سال بعد آن کارت گرافیک با نیازهای کاربران همخوانی ندارد. بنابراین کاربر، به خواست خود آن قطعه را که هنوز سالم است و کوچکترین اشکالی ندارد دور انداخته و تعویض مینماید. لذا تجهیزاتی توسط کاربران به دلیل به وجود آمدن نیازهای جدید از دور مصرف خارج می‌شوند.

لذا عمر مفید دستگاه‌، مساله مهمی است که همواره باید به آن توجه کرد که از طرفی با خرابی و تعمیرات مداوم و متوالی باعث افزایش هزینه تعمیرات نگشته و تولید را مختل ننماید و از طرفی با افزایش کیفیت بسیار زیاد تر از نیاز متعارف باعث افزایش هزینه خرید و اتلاف سرمایه اولیه نگردد.

تعیین MTTF و یا MTBF یک مجموعه بر اساس مقادیر تک تک اجزاء:

اگر قرار باشد MTTF یک سیستم تعیین شود، مقدار ان کمتر از کمترین MTTF قطعات سازنده ان خواهد بود. چون در صورت خرابی هر کدام از قطعه‌ها، در واقع به اولین خرابی کل سیستم رسیده‌ایم که این خرابی در قطعات با MTTF کمتر محتمل‌تر است ولی احتمال وقوع خرابی قطعات با MTTF بیشتر نیز در مجموعه در زمان کوتاهتر صفر نخواهد بود. در مورد MTBF نیز به همین گونه خواهد بود.

عمر تقویمی و MTTF

زمان اعلام شده به عنوان MTTF ، زمان فعالیت قطعه بطور مداوم و 24 ساعته است. پس اگر از قطعه یا تجهیز روزی 8 ساعت استفاده شود این زمان به 3 برابر افزایش خواهد یافت. زیرا قطعه 24 ساعته در حال فعالیت نبوده است.