平均无故障时间 (MTTF)：预测资产寿命的关键 KPI

平均无故障时间 (MTTF) 是一项维护关键绩效指标 (KPI)，用于跟踪无法修复并因此必须更换的资产的使用寿命。了解这些资产的使用寿命使您的企业能够制定有关库存、生产和维护的战略决策，以确保最大限度地延长设备正常运行时间。

MTTF 衡量资产安装到故障点之间的时间。它告诉您每个项目、零件或组件在需要更换之前的平均使用寿命。

MTTF专门用于无法修复的资产。通常，更换这些资产比修复它们更便宜、更高效。

因此，平均无故障时间对于大型机械中的较小资产和单个组件来说是一种有用的计算，例如：

• 灯泡
• 轮子
• 输送机滚筒
• 滚珠轴承
• 风扇皮带
• 晶体管

了解零件的 MTTF 可以让维护团队更清楚地了解构成较大生产资产的零件的可靠性。它还为他们提供了可行的见解，以便他们能够领先于维护需求。

尽管某些单独的组件无法修复，但它们通常是更大的可修复资产的一部分。这些组件的使用寿命和可靠性会对设备的正常运行时间和大型资产的整体性能产生重大影响。

一旦维护团队知道每个组件的 MTTF，他们就可以使用该数字来管理库存并就何时购买零件做出更明智的决策。例如，在即时制造环境中，MTTF 指标可用于预测何时订购零件，以便零件在需要时到达。

如何计算 MTTF？ 

计算 MTTF 需要了解资产的历史记录。您需要知道该特定部件有多少正在使用中，以及每个部件的持续时间。更具体地说，您必须计算每个部件在初始安装和故障/更换之间使用的小时数。您拥有的数据越多，您的 MTTF 计算就越准确。

这就是为什么 MTTF 最适合用于故障相对较快的组件。否则，需要数年时间才能确定更耐用设备的 MTTF 分数。同样重要的是要记住，MTTF 只能在相同的资产之间计算。

例如，如果您正在计算灯泡的 MTTF，请确保仅使用相同瓦数的灯泡。这些变量的差异会导致结果不准确、无法使用。

以下是如何通过其独特的公式计算 MTTF。

平均无故障时间公式（MTTF 公式）

资产的 MTTF 是通过将总运行时间除以正在使用的特定资产数量来计算的。

您可以使用 MTTF 公式计算：

总运行时间/资产数量 =MTTF

由于运营时间分布在多个资产之间，因此您需要将它们的总时间相加。例如，如果您尝试计算特定类型灯泡的 MTTF，则需要每个灯泡的使用寿命。

平均无故障时间计算示例

例如，假设您有六个灯泡，其中三个灯泡的使用寿命为 1,000 小时，另外三个灯泡的使用寿命为 1,200 小时。灯泡总共可工作 6,600 小时。他们的 MTTF 计算如下：

6,600 总工作时间/6 个灯泡 =1,100 小时

因此，每个灯泡的 MTTF 为 1,100 小时。

MTTF 应该高还是低？

由于 MTTF 是到故障点为止的平均小时数，因此 MTTF 越高越好。这意味着您的资产在失效之前将持续更长时间。

较低的 MTTF 表明，相对于较高 MTTF 的资产，您的资产可能会更快失效。因此，当您寻求“提高 MTTF”时，您的目标是更高的数字。然而，请务必记住，每种资产都有自己的 MTTF。例如，轴承的高 MTTF 可能为 4,000 小时，而传送带的 4,000 小时的 MTTF 可能低得令人无法接受。这一切都取决于资产及其应用。

什么是良好的 MTTF？

将数据输入 MTTF 计算后，如何确定该资产的 MTTF 是否良好？虽然这个问题没有通用的答案，但维护团队可能会考虑几个因素来确定他们是否实现了良好的 MTTF。

• 预期生命周期 ：将您的 MTTF 与组件的预期生命周期（制造商提供的生命周期或基于您自己的历史数据的生命周期）进行比较。如果您的 MTTF 较长，则意味着您的组件的使用寿命比预期更长，并且您将获得“良好”的 MTTF。但是，如果您的 MTTF 短于预期，则可能表明您需要调整维护实践或从新供应商处购买零件。
• 运行环境 ：资产的使用环境会影响 MTTF。对于在恶劣环境中运行的资产来说，良好的 MTTF 可能会比行业标准短，但从整个环境考虑，它仍然可能很好。例如，在非常潮湿的环境中运行的滚珠轴承可能比在不太潮湿的环境中运行的滚珠轴承具有更短的 MTTF，但这两个 MTTF 数字仍然可以被认为是“良好”。
• 组件可变性 ： 并非所有组件都是一样的，即使在同一类别中也是如此。材料质量、设计或制造工艺的差异都会影响 MTTF。比较结果时，请确保您正在查看类似品牌、型号和制造商的组件，以准确了解其 MTTF。
• 维护和使用模式 ：MTTF 还根据预防性维护执行的一致性以及资产的使用方式而变化。过多的工作负载或运行时间、安装不当或跳过维护任务都会缩短 MTTF。

良好的 MTTF 取决于许多不同的变量，但跟踪该指标并观察它如何随时间变化是成功维护管理的重要组成部分。

为什么 MTTF 是一个重要指标？

MTTF 是可靠性工程和维护管理中的一个关键指标，具有多项关键优势。首先，它清楚地表明了不可修复组件的预期使用寿命，使组织能够有效地规划更换并管理库存。通过了解组件的平均使用寿命，企业可以安排及时更换，最大限度地减少停机时间并保持运营效率。

其次，MTTF 对于质量保证和产品开发至关重要。通过分析各种组件的 MTTF，工程师可以确定需要改进的领域并提高产品的整体可靠性。这反过来又会提高客户满意度并减少保修索赔。 MTTF 在成本管理中也发挥着至关重要的作用。通过预测组件的使用寿命，公司可以更准确地制定更换和维护活动的预算，避免意外费用。

此外，MTTF 对于安全关键型应用至关重要。在航空航天、医疗保健和汽车等行业，了解 MTTF 可确保在组件发生故障之前对其进行更换，从而防止灾难性故障并确保用户的安全。总体而言，MTTF 是帮助组织提高可靠性、管理成本和确保运营安全不可或缺的指标。

MTTF 帮助回答重要的维护问题

了解如何计算 MTTF 可以帮助您的团队做出战略运营决策。即使它用于无法修复的项目，了解您的企业使用的不同项目的 MTTF 也有助于最大限度地延长正常运行时间并节省资金。

我们还可以将 MTTF 定义为平均无故障时间。虽然这并不能保证每个部件能持续多长时间，但了解平均值仍然很有帮助。

以下是 MTTF 可以帮助您回答的一些重要维护问题：

预防性维护可以延长资产的使用寿命吗？

MTTF 最适合用于无法修复的资产。然而，某些资产的使用寿命仍然可以通过执行预防性维护来延长。例如，润滑球轴承可以帮助延长其使用寿命。您还可以按照制造商的建议使用其他资产，以延长它们的使用寿命。

了解 MTTF 可以帮助您衡量预防性维护可以在多大程度上延长特定部件的使用寿命。有了这些信息，维护团队就可以确定对该部件进行预防性维护的价值是否值得付出努力，或者运行到故障的方法是否更省时且更具成本效益。

可用替换零件的质量如何？

更换零件的质量会影响资产的整体使用寿命，因此选择高质量零件是延长设备使用寿命和确保整体效率的关键。 MTTF可以指示替换零件的质量，以便您在以后购买替换零件时可以做出更好的购买决策。

零件制造商做出的决定可能会影响您一直使用的零件的使用寿命和质量。当您了解每个项目的 MTTF 分数并随着时间的推移对其进行跟踪时，您可以看到整体质量是否下降。如果是这样，这可能表明是时候从不同的供应商那里购买零件了。

什么时候应该订购替换零件？

除了帮助您决定做什么 购买零件，MTTF 可用于决定何时 购买替换零件。由于空间和成本的限制，保留现有备件库存并不总是可行。另外，有些材料会随着时间的推移而变质，无法长期保存。

维护团队可以使用 MTTF 来帮助他们优化零件订购，以便替换件在需要之前到达。强大的计算机化维护管理系统 (CMMS) 可以通过跟踪库存内容及其位置来帮助优化库存，并预测供应链交货时间。 CMMS 可以跟踪项目的历史 MTTF，并利用它来有效管理库存。

MTTF 挑战：如何克服它们

与任何其他维护指标一样，MTTF 也面临着挑战。例如，维护团队可能会发现准确计算 MTTF 具有挑战性。仅了解 MTTF 公式是不够的；还需要了解 MTTF 公式。拥有正确的工具、基础设施和策略来收集和分析 MTTF 数据非常重要。

缺少 MTTF 公式的数据

平均无故障时间公式需要大量数据才能准确；对机器故障进行随机抽样不会产生可靠的结果。为了在计算 MTTF 时获得准确的结果，您需要大量的资产运行时间和故障次数样本。

计算 MTTF 时的资产生命周期挑战

对于寿命较长的资产，MTTF 可能很难计算。如果一项资产在发生故障之前可以运行很长时间，那么计算其平均故障时间就变得具有挑战性。

不一致的故障率会影响 MTTF 公式

MTTF 假设资产总是以一致的速率发生故障。不幸的是，这并不总是正确的。在现实世界中，情况不断变化；新机器、不断变化的时间表和环境因素都会影响资产性能和故障率。

克服计算 MTTF 时的挑战

MTTF 是一项重要指标，但您永远不应该仅依赖一个指标或 KPI。最佳实践是跟踪 MTTF 以及 MTBF（平均故障间隔时间）和 MTTR（平均修复时间）。这将使您更全面地了解您的资产健康状况。

使用好的 CMMS 可以解决您的数据收集难题。 CMMS 还可以更轻松地跟踪各种维护 KPI 和指标。

了解差异：MTTF、MTBF、MTTR、FIT、MTTFd

有许多不同的指标可以帮助衡量维护有效性。 MTTF 只是您运营中这些有价值的快照之一，对于帮助您跟踪和响应无法修复的资产至关重要。但可修复资产又如何呢？您需要考虑许多关键指标。其中最重要的两个是平均故障间隔时间 (MTBF) 和平均修复时间 (MTTR)。 MTBF 描述了可修复系统中两次故障之间的预期时间。同时，MTTR衡量修复故障资产所需的平均时间，包括测试和诊断所需的时间。

MTBF 和 MTTF 有什么区别？

MTBF 和 MTTF 都是有用的指标。它们提供了宝贵的信息，您的团队可以使用这些信息来开发和迭代维护程序，确保整个工厂流程的持续改进。

MTBF（即平均故障间隔时间）用于可修复资产。该值告诉您资产在需要维护之前可以尽力运行的平均小时数。 MTBF 测量的时间长度不是完全故障之间的时间。相反，它是指资产必须经过修复才能实现最佳运行所需的时间。

例如，如果一项资产仍然可以运行，但运行速度比预期或公司最佳实践允许的速度要慢，那么它就已经出现故障，因为需要修复。

MTTF（即平均无故障时间）用于需要更换的资产。这些资产可能完全无法修复，或者可能需要花费太多时间和精力来修复，这意味着您的企业将选择替换它们。

例如，您可能不会计算预计使用寿命为 15 年的可修复制造设备的 MTTF。但是，您可以计算制造设备最佳运行所需的风扇皮带的 MTTF。在资产的使用寿命内，该部件可能需要更换数十次。

虽然您不会计算较大资产的 MTTF，但您会计算平均时间Between 失败。这将向您显示设备需要维修的频率，并可以为您提供有用的信息，帮助您的维护团队做出有关预防性维护的决策。虽然资产最终可能需要更换，但可以通过根据需要进行修复来保持良好的工作状态。

如何使用 MTTF

跟踪灯泡和滚珠轴承等常见项目的 MTTF 听起来令人畏惧。正确计算此指标需要良好的记录保存，这可能会导致大量文书工作或花费大量时间来跟踪数字电子表格中的数据。

但是，CMMS 可以通过自动跟踪这些指标来帮助您。借助无线连接的传感器、集成库存管理和智能软件，eMaint 等综合性 CMMS 可以按需生成报告，以便您轻松获得所需的所有 MTTF 数据。

何时使用 MTTF

一旦计算出某些部件的 MTTF，您就可以在以下情况下使用它：

• 做出购买决定：了解每个部件的 MTTF 可以帮助您决定在哪里订购部件。
• 调整维护程序：MTTF 分数可以帮助您决定是否调整维护程序以提高某些可能具有延长使用寿命的部件的 MTTF。
• 制定运营预算：了解每个部件的 MTTF 可以帮助您估算在给定时间内在部件上花费的费用。
• 制定库存策略：了解备件的平均使用寿命后，您可以决定是否需要保留备件以及订购备件的频率。

KPI 和故障指标（例如 MTTF）是衡量维护计划成功与否的关键。制造工厂必须比以往更加高效才能保持竞争力。为了满足不断增长的需求，维护和可靠性团队正在彻底改革旧的做法并采用新的做法，以尽量减少设备故障对生产时间表的影响

MTTF 实际计算示例

要了解 MTTF 如何指导真正的维护决策，让我们看一个示例。

维护团队想要计算输送机系统中使用的一批 10 个相同滚珠轴承的平均故障时间 (MTTF)。随着时间的推移，他们记录每个轴承在失效前运行的时间：

轴承 故障前几小时 13,80024,10033,90044,00054,20063,70074,10084,00093,900104,100

要计算 MTTF，请将所有故障轴承的总运行时间相加，然后除以故障次数：

MTTF =(40,800 小时) ÷ 10 =4,080 小时

平均而言，每个轴承在失效前运行约 4,080 小时。如果输送机 24/7 运行，这意味着每个滚珠轴承将持续大约 5 ½ 个月。利用这些信息，维护团队可以做出关键的运营决策。

1. 库存计划 ：了解平均故障率有助于团队预测在给定时间范围内需要多少替换件。为每条输送线保留至少一些现有备件，确保维护人员可以快速更换故障轴承。这也确保团队不会过度购买库存，从而释放资源用于其他用途。

1. 预防性更换： 如果停机成本超过零件成本，团队可能会选择在达到平均故障时间之前更换轴承。例如，他们可能决定在 3,700 小时更换轴承，而输送机已经停机进行维护，从而最大限度地减少停机时间。这种方法还有助于防止意外故障，尤其是在关键生产线中。
2. 随着时间的推移提高可靠性： 通过 CMMS 跟踪 MTTF，维护团队可以了解他们的维护措施（例如改进润滑、更好的对准或振动监控）是否可以延长部件寿命。随着时间的推移，不断上升的 MTTF 值表明可靠性计划正在发挥作用。
3. 监控变化： 虽然 MTTF 为 4,080 小时，但个别轴承在 3,700 至 4,200 小时之间出现故障。分析这种变异性可以帮助识别异常值，例如有缺陷的组件或不正确的安装，从而提高整体性能。

当 CMMS 持续捕获时，MTTF 数据就成为有助于平衡成本、可靠性和正常运行时间的决策工具。

如何提高 MTTF

提高 MTTF 涉及多种旨在提高不可修复组件的寿命和可靠性的策略。以下是一些行之有效的方法：

1. 质量控制 ：在制造过程中实施严格的质量控制措施，确保组件符合高标准。定期检查和测试有助于及早发现缺陷，降低过早失效的可能性。
2. 材料选择 ：使用能够承受操作压力和环境条件的优质材料可显着提高组件的耐用性。材料工程在延长产品使用寿命方面发挥着至关重要的作用。
3. 设计改进 ：优化组件设计以最大限度地减少应力集中并提高整体稳健性可以延长 MTTF。这包括考虑负载分布、热管理和耐腐蚀性等因素。
4. 环境控制 ：保护组件免受恶劣环境条件的影响，例如极端温度、湿度和接触化学品，有助于在较长时间内保持其功能。这可以通过适当的外壳、涂层和环境控制来实现。
5. 预测性维护 ：使用状态监测和数据分析等预测性维护技术可以及早发现潜在问题。这种主动方法有助于在组件出现故障之前对其进行更换，从而延长其有效使用寿命。
6. 培训和意识 ：对员工进行关于处理、操作和维护设备的最佳实践的教育，确保正确使用组件并减少过早出现故障的可能性。

访问正确的数据是改进 MTTF 的第一步，而收集和分析数据的最佳资源是 CMMS。在过去的二十年里，远程状态监测技术的使用有所增加，以帮助预测和防止意​​外故障。通过电力监控和振动监控获取更多资产健康数据，维护团队可以更清楚地了解制造工厂机械的效率和总体状况。

强大的 CMMS 可以在一个位置轻松提供所有这些信息，为您提供优化整个组织的维护实践所需的工具。如果您正在市场上寻找可以跟踪 MTTF 和其他 KPI 的屡获殊荣的 CMMS 平台，请联系 eMaint 的专家。