Zusammenfassung: Die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (Mean Time Between Failures, MTBF) ist eine der wichtigsten Kennzahlen, um die Zuverlässigkeit von Maschinen im produzierenden Gewerbe zu beurteilen. Sie bewertet die Leistungsfähigkeit von Maschinen und Anlagen, indem sie die durchschnittliche Betriebszeit bis zu einem Fehler angibt. Die Metrik spielt eine wichtige Rolle für die Planung von Wartungsmaßnahmen und die Gewährleistung der Betriebssicherheit. Durch die Nutzung der Kennzahl können Wartungsteams präzise Wartungsintervalle planen, unerwartete Ausfallzeiten reduzieren und die Produktivität langfristig erhöhen. Durch ein fundiertes Verständnis der Kennzahl lassen sich Prozesse stabilisieren und ungewollte Ausfallzeiten vermeiden, was eine Steigerung der Maschinenverfügbarkeit um bis zu 20 % ermöglicht.¹

¹ Smith, J. (2023). Industrial Maintenance & Reliability Trends. Industry Insights.

Mean Time Between Failures (MTBF) ist eine typische Kennzahl, um die Zuverlässigkeit von technischen Anlagen und Systemen zu bewerten. Sie steht für die durchschnittliche Zeitspanne, die eine Anlage bzw. Maschine in Betrieb bleibt, bevor ein Ausfall auftritt. Im Wartungsmanagement wird die Kennzahl als Maßstab zur Bewertung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Produktionsanlagen genutzt. Ein höherer MTBF-Wert deutet auf eine geringe Häufigkeit von Störungen hin, was jedoch nicht ausschließt, dass es in der gesamten Betriebszeit zu keinem Ausfall kommt. Die MTBF ermöglicht in Kombination mit anderen KPIs eine umfassende Analyse der Instandhaltungsleistung – eine Grundlage für die effiziente Planung von Wartungsmaßnahmen.

Mean Time Between Failures wurde im 20. Jahrhundert entwickelt, um die Zuverlässigkeit komplexer Systeme, insbesondere in der militärischen und industriellen Entwicklung zu verbessern. Zu Beginn wurde die Metrik vor allem genutzt, um die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen bei elektronischen und mechanischen Komponenten zu bestimmen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt und der Verteidigungsindustrie. Heutzutage wird die Kennzahl in vielen Branchen angewandt, um die Verfügbarkeit und Effizienz von Anlagen, Systemen und Maschinen zu steigern und Wartungsbedarf gezielt zu planen.

MTBF ist ein entscheidender Faktor für Optimierung von Wartungsstrategien in der Industrie. Die Kennzahl findet sich typischerweise in der Checkliste eines Wartungstechnikers und bietet einen detaillierten Überblick über die Zuverlässigkeit von Anlagen und Maschinen. Die Messung der mittleren Betriebsdauer zwischen Ausfällen hilft, geplante Wartungsmaßnahmen effektiver zu gestalten, um unerwartete Störungen und teure Stillstandszeiten zu vermeiden. Durch Analyse der Kennzahl können Wartungsintervalle optimal geplant werden, und die Lebensdauer von Anlagen und Maschinen wird maximiert. Zudem unterstützt die Kennzahl dabei, Risiken frühzeitig zu erkennen und gezielte Präventivmaßnahmen zu ergreifen, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

Die Kennzahl lässt sich berechnen, indem die Gesamtbetriebsstunden einer Anlage oder Maschine durch die Anzahl der in diesem Zeitraum aufgetretenen Ausfälle geteilt werden:

MTBF = Betriebsstunden / Anzahl der Ausfälle

Eine erhöhte MTBF deutet auf eine höhere Zuverlässigkeit hin. Für die genaue Berechnung ist die präzise Erfassung der Betriebsstunden und der aufgetretenen Fehler unerlässlich. Digitale Systeme, wie ein Computerized Maintenance Management System (CMMS), unterstützen diesen Prozess, indem sie alle relevanten Daten erfassen und zentral an einem zentralen Ort speichern. Dies erleichtert nicht nur die Berechnung, sondern auch die Trendanalyse und Planung präventiver Wartungsmaßnahmen.

Praxisbeispiel zur Berechnung

Ist eine Produktionsanlage über 2.400 Stunden in Betrieb, und es werden in diesem Zeitraum sechs Ausfälle verzeichnet, ergibt sich eine MTBF von 400 Stunden (2.400 Stunden / 6 Ausfälle). Das bedeutet, dass die Anlage im Durchschnitt 400 Stunden lang ohne Störung betrieben werden kann.

Die Kennzahl ist nützlich zur Bewertung der Zuverlässigkeit, gibt jedoch lediglich einen Durchschnittswert an ohne Ursachen oder die Verteilung der Ausfälle aufzuzeigen. Zudem setzt die Metrik voraus, dass Ausfälle unabhängig und zufällig auftreten, was in der Praxis oft nicht zutrifft. Bei komplexen Systemen kann die Messung der mittleren Betriebsdauer zwischen Ausfällen irreführend sein, da die Ausfallwahrscheinlichkeiten der einzelnen Komponenten variieren.

Um die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen zu erhöhen und somit die Zuverlässigkeit der Anlagen und Maschinen zu verbessern, sind gezielte Maßnahmen notwendig:

1. Datenqualität sicherstellen

Eine hohe MTBF setzt präzise und vollständige Daten voraus. Nutzen Sie ein zuverlässiges System wie ein CMMS, um detaillierte und verlässliche Informationen zu sammeln.

2. Vorbeugende Instandhaltung

Verwenden Sie die berechnete MTBF, um einen Wartungsplan zu erstellen. So können Anlagenausfälle durch regelmäßige, geplante Wartungsmaßnahmen proaktiv vermieden werden.

3. Ursachenanalyse nach Ausfällen

Nach einem Ausfall ist es wichtig, die genaue Ursache zu identifizieren, um ähnliche Probleme in Zukunft zu vermeiden und die Effektivität der Wartungsmaßnahmen zu verbessern.

4. Vorausschauende Wartung

Nutzen Sie Zustandsüberwachung und Echtzeitdaten, um potenzielle Fehler frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Die datengetriebene Strategie schützt effektiv vor Ausfällen und erhöht die MTBF.

MTBF wird in verschiedenen Branchen und Bereichen des Zuverlässigkeitsmanagements angewandt, um Ausfallzeiten zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen.

Maschinenbau

Die MTBF dient zur Vorhersage von Maschinenstillständen und Planung vorbeugender Wartungsmaßnahmen, was die Verfügbarkeit und Effizienz von Produktionslinien verbessert.

IT und Netzwerktechnik

In der IT- und Netzwerktechnik wird MTBF genutzt, um Systemausfälle zu verringern und die Lebensdauer von Hardware-Komponenten zu verlängern.

Automobilindustrie

MTBF gewährleistet die Zuverlässigkeit von Fahrzeugkomponenten, was die Sicherheit und Langlebigkeit von Fahrzeugen deutlich verbessert.

Luft- und Raumfahrt

In der Luftfahrt und Raumfahrt ist die Kennzahl entscheidend, um die Betriebssicherheit von Flugzeugkomponenten sicherzustellen und potenzielle Störungen frühzeitig zu erkennen

Elektrotechnik- und Kommunikationstechnik

Die Kennzahl wird angewandt, um Ausfälle in kritischen Infrastrukturen wie Stromnetzen oder Kommunikationssystemen zu verhindern.

Verfahrens- und Produktionstechnik

Hier wird die Kennzahl genutzt, um den Wartungsaufwand für komplexe Anlagen zu planen und kostspielige Ausfallzeiten von Anlagen zu reduzieren.

Schwerindustrie

Mithilfe der Messung der Betriebszeit zwischen Ausfällen können Wartungsmaßnahmen in der Schwerindustrie präzise geplant werden, um die Effizienz und Ausfallsicherheit komplexer Anlagen zu erhöhen.

Eine weitere bedeutende Kennzahl im Bereich der Instandhaltung zur Messung der Zeit bis zum Ausfall eines Systems oder einer Anlage ist die mittlere Zeit bis zum Totalausfall (MTTF – Mean Time To Failure). MTTF ist eine typische Kennzahl, die häufig auf der Checkliste von Wartungstechnikern zu finden ist und die Zeitspanne misst, bevor ein System oder eine Anlage endgültig ausfällt. Der Unterschied zur MTBF besteht darin, dass MTTF nur auf Systeme angewandt wird, die nicht repariert werden können und als Totalschaden gelten. Dies bedeutet, dass die Anlage nach Erreichen der MTTF ersetzt werden muss.

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