Un enfoque de software para calcular el tiempo medio de reparación (MTTR) y el tiempo medio entre fallas (MTBF)

¿Qué es el tiempo medio de recuperación (MTTR)?

En el software de automatización, MTTR (tiempo medio de recuperación) es una métrica que se utiliza para determinar la facilidad con la que el equipo puede diagnosticarse y restablecerse para que funcione automáticamente. MTTR es el tiempo promedio necesario para restaurar una máquina a un estado productivo y proporciona una buena línea de base para la eficiencia de la máquina. Cuando se usa con otros indicadores, podría señalar a los ingenieros de control y al personal de mantenimiento posibles fallas molestas que se pueden reducir.

Figura 1. Maquinaria industrial.

Fallos de la máquina

Cada máquina tiene fallas o alarmas que la detienen y notifican al operador o al personal de mantenimiento. A veces, estas fallas se eliminan fácilmente y, a veces, dirigen al personal de mantenimiento a un componente que no responde como debería. El uso de cálculos de MTTR puede ayudar a un desarrollador de software de controles a hacer que las descripciones de fallas sean claras y fáciles de interpretar.

Cálculo del MTTR

Los ingenieros pueden calcular fácilmente el MTTR manualmente o, utilizando la lógica básica, escribir en el controlador de la máquina para que los técnicos capacitados puedan revisar los valores en cualquier momento en que la máquina esté en producción. La fórmula es la siguiente.

MTTR =La suma del tiempo para recuperarse de una falla / la cantidad de fallas.

Por ejemplo, digamos que una máquina falla 10 veces durante un turno y la cantidad de tiempo de inactividad relacionado con esas fallas es de 25 minutos. Entonces el MTTR =25 min / 10, entonces MTTR =2.5 min. Dependiendo de la falla, esto podría significar que la falla no es lo suficientemente clara para que un operador reaccione lo suficientemente rápido.

Uso de MTTR

Una vez que se ha calculado el MTTR, los desarrolladores de software y los ingenieros de control pueden usar esa información para saber qué tan eficientes y descriptivas son las fallas y alarmas. El MTTR también muestra la velocidad del operador y el personal de mantenimiento al abordar las fallas.

Figura 2. Monitoreo de maquinaria industrial y detección de picos debido a fallas. Imagen utilizada por cortesía de Chris Liverani

Para eliminar algunos errores debido a que los operadores no están en la máquina o el personal de mantenimiento no elimina las fallas, podemos cambiar el dispositivo de registro de tiempo para que solo observe el tiempo que le toma al operador reconocer la falla. Al observar el tiempo que le toma a alguien reconocer una falla dividido por el número de fallas, entendemos cuánto tiempo le toma a un operador llegar a la máquina, leer la falla y luego actuar. Esta puede ser información útil para determinar por qué la efectividad general del equipo (OEE) es tan baja o por qué el tiempo de inactividad es tan alto.

¿Qué es el tiempo medio entre fallas (MTBF)?

MTBF es el tiempo medio entre fallas; es el tiempo promedio entre una falla del sistema y la siguiente. A veces, como diseñadores de software de controles, no podemos hacer mucho al respecto porque algunas fallas son mecánicas o relacionadas con el dispositivo y continuarán ocurriendo hasta que se corrija el dispositivo o la interferencia mecánica. Sin embargo, si usamos MTBF para fallas relacionadas con el operador, podemos determinar con qué frecuencia un operador comete un error y provoca una pérdida en la producción.

Fallos del operador

Se produce una falla del operador cada vez que un operador necesita interactuar con el equipo automatizado para continuar con su tarea. Esto podría ser instalar un componente que es demasiado difícil de automatizar o cargar el equipo con piezas para ensamblar.

Siempre que se requiera que un operador interactúe con un equipo automatizado, debe haber sensores o sistemas de visión para verificar que el operador haya completado la tarea correctamente. Estos sistemas tendrán fallas si han detectado que el operador ha realizado incorrectamente su trabajo. Estas fallas son válidas y ralentizarán la tasa de producción de la máquina si ocurren con demasiada frecuencia.

Calculando MTBF

El cálculo de MTBF es muy similar al MTTR, excepto que estamos viendo fallas específicas. La fórmula es relativamente simple.

MTBF =La suma del tiempo entre fallas / el número de fallas.

Sin embargo, este cálculo solo es útil cuando se observan fallas muy específicas, y no es necesario que sea solo para fallas del operador. Además, si recibe fallas recurrentes y desea conocer el impacto en su recuperación, el MTBF se puede restar de otras métricas.

Figura 3. MTTR y MTBF pueden ayudar a prevenir problemas en la línea de producción, lo que puede reducir la eficiencia y aumentar los costos.

Combinación de métricas para la confiabilidad de la máquina

Los propietarios de máquinas o los ingenieros de fabricación suelen utilizar el OEE de una máquina para determinar qué tan bien está fabricando piezas, pero otras métricas pueden profundizar en la raíz del problema. Al usar MTTR o MTBF y ajustar las fallas que está observando, puede determinar cuál falla está causando la mayor reducción de OEE y el tiempo de inactividad más prolongado.

Como diseñadores de software de controles, podemos usar MTTR para desarrollar fallas más limpias y robustas que los operadores o el personal de mantenimiento puedan comprender fácilmente. Podemos utilizar MTBF para proporcionar una imagen más precisa de la máquina OEE. Al combinar estas métricas, desarrollamos una instantánea más clara y precisa de la eficiencia de la máquina, que es importante no solo para el fabricante del equipo, sino también para el cliente y el personal de producción.