Ungeplante Anlagenausfälle kosten Industrieunternehmen schätzungsweise 5–20 % ihrer Produktionskapazität – und der Großteil dieser Verluste lässt sich mit besseren Zuverlässigkeitsdaten vermeiden. Die MTBF (Mean Time Between Failures, mittlere Zeit zwischen Ausfällen) ist die grundlegende Kennzahl, die diese Vermeidung ermöglicht. Zur Berechnung der MTBF wird die Gesamtbetriebszeit einer Anlage durch die Anzahl der Ausfälle geteilt, die in diesem Zeitraum aufgetreten sind. Wenn eine Maschine beispielsweise 1.000 Stunden in Betrieb war und viermal ausfiel, beträgt ihre MTBF 250 Stunden. Diese einfache Formel bietet Wartungs- und Außendienstteams eine zuverlässige Grundlage für die Vorhersage der Anlagenzuverlässigkeit.
Die MTBF ist am nützlichsten, wenn sie einheitlich auf vergleichbare Anlagen und Zeiträume angewendet wird. Für Industrieunternehmen, die komplexe, hochwertige Anlagen verwalten, ist sie eine grundlegende Kennzahl, die in direktem Zusammenhang mit Verfügbarkeitszielen, der Planung vorbeugender Wartungsmaßnahmen und der Leistung von Wartungsverträgen steht.
In den folgenden Abschnitten wird genau erläutert, wie die Formel angewendet wird, welche Daten Sie benötigen, wie sich die MTBF im Vergleich zu ähnlichen Kennzahlen darstellt und wie Außendienstteams sie in der Produktion einsetzen können.
Was wird mit der MTBF eigentlich gemessen?
Die MTBF (Mean Time Between Failures) gibt die durchschnittliche Betriebszeit zwischen zwei Ausfällen eines reparierbaren Geräts an. Es handelt sich um eine Zuverlässigkeitskennzahl, die angibt, wie lange ein Gerät voraussichtlich laufen wird, bevor es erneut ausfällt. Eine höhere MTBF bedeutet eine höhere Zuverlässigkeit; eine niedrigere MTBF deutet auf häufige Ausfälle hin, die einer Untersuchung bedürfen.
Es ist wichtig zu verstehen, was die MTBF nicht misst. Die MTBF berücksichtigt keine Reparaturzeiten und gilt nur für Anlagen, die nach jedem Ausfall repariert und wieder in Betrieb genommen werden. Außerdem handelt es sich um einen Durchschnittswert, was bedeutet, dass die einzelnen Ausfallintervalle um diesen Wert schwanken. Zwei Maschinen mit identischen MTBF-Werten können in der Praxis sehr unterschiedliche Ausfallmuster aufweisen.
Für Betriebsteams in der industriellen Fertigung ist die MTBF vor allem als Trendkennzahl von großem Wert. Die Beobachtung der MTBF im Zeitverlauf zeigt, ob sich die Zuverlässigkeit verbessert oder verschlechtert, was wiederum direkte Auswirkungen auf Entscheidungen bezüglich der Intervalle für vorbeugende Wartungsmaßnahmen (PM), der Ersatzteilbestände und der Einsatzplanung der Techniker hat.
Wie lautet die MTBF-Formel und wie wendet man sie an?
MTBF = Gesamtbetriebszeit ÷ Anzahl der Ausfälle. Die Gesamtbetriebszeit ist die kumulierte Zeit, in der die Anlage tatsächlich in Betrieb und einsatzbereit war, ohne die Zeit, in der sie aufgrund von Reparaturen oder planmäßigen Wartungsarbeiten außer Betrieb war. Die Anzahl der Ausfälle entspricht der Anzahl der ungeplanten Ausfälle innerhalb desselben Zeitraums.
So wenden Sie die MTBF-Formel Schritt für Schritt an:
- Legen Sie den Messzeitraum fest. Wählen Sie einen einheitlichen Zeitraum, beispielsweise ein Kalenderquartal oder ein ganzes Jahr, damit die Vergleiche aussagekräftig sind.
- Erfassen Sie die Gesamtbetriebszeit. Addieren Sie die Stunden, in denen die Anlage in Betrieb und verfügbar war. Planmäßige Ausfallzeiten und Reparaturfenster sind dabei nicht zu berücksichtigen.
- Zählen Sie bestätigte Ausfälle. Protokollieren Sie nur ungeplante Ausfälle, die zu einem Funktionsausfall der Anlage geführt haben. Schließen Sie planmäßige Wartungsmaßnahmen aus.
- Aufteilen und erfassen. Wenden Sie die Formel an und tragen Sie das Ergebnis unter Angabe der Anlagen-ID und des Zeitraums ein.
- Wiederholen Sie dies regelmäßig. Die MTBF lässt sich erst dann sinnvoll nutzen, wenn sie über mehrere Zeiträume hinweg erfasst wird, damit Trends erkennbar werden.
Beispiel: Eine Prozesskühlanlage war über einen Zeitraum von sechs Monaten 2.200 Stunden in Betrieb und wies fünf ungeplante Ausfälle auf. MTBF = 2.200 / 5 = 440 Stunden. Hätte dieselbe Anlage in den vorangegangenen sechs Monaten eine MTBF von 620 Stunden aufgewiesen, wäre dieser Abwärtstrend ein klares Signal, den Plan für vorbeugende Wartungsmaßnahmen zu überprüfen oder die Anlage auf Verschleiß zu untersuchen.
Welche Daten benötigen Sie, um die MTBF genau zu berechnen?
Eine genaue MTBF-Berechnung hängt von drei Datenkategorien ab: Betriebszeit, Ausfallereignisse und Anlagenidentität. Ohne einheitliche Aufzeichnungen zu allen drei Kategorien ist das Ergebnis unzuverlässig und kann zu falschen Wartungsentscheidungen führen.
Die wesentlichen Datenanforderungen lauten:
- Betriebsstunden der Anlagen: Werden automatisch über Sensoren, die BAS-Integration oder durch vom Techniker in jedem Arbeitsauftrag erfasste Start- und Stoppzeiten erfasst.
- Zeitstempel des Ausfalls: Der genaue Zeitpunkt, zu dem eine Anlage ausgefallen ist, nicht der Zeitpunkt, zu dem der Arbeitsauftrag angelegt wurde. Der Unterschied zwischen diesen beiden Zeitpunkten ist für die Genauigkeit von Bedeutung.
- Fehlerklassifizierung: Es muss klar zwischen ungeplanten Ausfällen und geplanten Wartungsmaßnahmen unterschieden werden. Eine Vermischung dieser beiden Fälle verfälscht die Berechnung.
- Konsistenz der Asset-IDs: Jeder Datenpunkt muss einem bestimmten Asset zugeordnet sein, nicht einem Standort oder einer allgemeinen Gerätekategorie.
- Auftragsverlauf: Abgeschlossene Aufträge sind die zuverlässigste Quelle für Ausfalldaten, wenn darin die Ausfallursache, die Reparaturmaßnahmen und die Zeit bis zur Wiederinbetriebnahme erfasst sind.
Die häufigste Ursache für Fehler bei der MTBF-Erfassung in Fertigungsumgebungen sind unvollständige Arbeitsauftragsdaten. Wenn Außendiensttechniker Arbeitsaufträge abschließen, ohne Fehlercodes oder tatsächliche Reparaturzeiten zu erfassen, ist der Datensatz zu dürftig, um eine zuverlässige Zuverlässigkeitsanalyse zu ermöglichen. Die digitale Erfassung von Arbeitsaufträgen – direkt in der Fertigung zum Zeitpunkt der Reparatur – ist der wichtigste Hebel zur Verbesserung der MTBF-Datenqualität.
Was ist der Unterschied zwischen MTBF, MTTR und MTTF?
MTBF, MTTR und MTTF sind drei miteinander verbundene, aber unterschiedliche Zuverlässigkeitskennzahlen, die in der Instandhaltung und im Außendienst verwendet werden. MTBF (Mean Time Between Failures) misst die durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen bei reparierbaren Anlagen. MTTR (Mean Time To Repair) misst, wie lange es dauert, eine Anlage nach einem Ausfall wieder in Betrieb zu nehmen. MTTF (Mean Time To Failure) misst die durchschnittliche Lebensdauer nicht reparierbarer Anlagen, bevor sie endgültig ausfallen. Die Verwendung der falschen Kennzahl für einen bestimmten Anlagentyp führt zu irreführenden Daten und falschen Wartungsentscheidungen.
MTBF vs. MTTF: Was trifft auf Ihre Anlage zu?
Die MTBF gilt für Anlagen, die wiederholt repariert und wieder in Betrieb genommen werden – typische Beispiele hierfür sind Kältemaschinen, RTUs, Kompressoren und Maschinen in Produktionslinien. Die MTTF gilt für Komponenten, die nicht repariert, sondern ausgetauscht werden, wie beispielsweise Lager, Dichtungen oder Leiterplatten. Die Anwendung der MTBF-Logik auf eine nicht reparierbare Komponente liefert einen aussichtslosen Wert und kann zu einer falschen Planung der vorbeugenden Wartung führen.
MTBF vs. MTTR: Wie die beiden Kennzahlen zusammenwirken
MTBF und MTTR messen unterschiedliche Aspekte desselben Problems. MTBF gibt an, wie oft Ausfälle auftreten; MTTR gibt an, wie lange jeder Ausfall Sie an Ausfallzeit kostet. Ein hoher MTBF-Wert ist ideal, da Ausfälle selten auftreten. Ein niedriger MTTR-Wert ist ebenfalls ideal, da Ausfälle, wenn sie doch einmal auftreten, schnell behoben werden. Zusammen fließen MTBF und MTTR in die Berechnung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) und die Überwachung der SLA-Einhaltung ein. Für Außendienstleiter ist die Reduzierung der MTTR oft der schnellste operative Erfolg, da sie von der Einsatzbereitschaft der Techniker und der Verfügbarkeit von Ersatzteilen abhängt – beides lässt sich durch ein besseres Dispositions- und Arbeitsauftragsmanagement direkt steuern.
Wie sollten Außendienstteams die MTBF nutzen, um Ausfallzeiten zu reduzieren?
Außendienstteams sollten die MTBF aktiv in die Planung der vorbeugenden Wartung einbeziehen und nicht nur als Kennzahl für die Berichterstattung im Backoffice nutzen. Sind die MTBF-Daten aktuell und anlagenspezifisch, können die Teams vorbeugende Wartungsmaßnahmen noch vor dem nächsten prognostizierten Ausfallzeitraum planen, anstatt erst im Nachhinein zu reagieren. Bei diesem Wandel vom reaktiven zum vorausschauenden Service entfaltet die MTBF ihren größten betrieblichen Nutzen.
Zu den praktischen Anwendungsbereichen für Außendienstteams gehören:
- Anpassung der Wartungsintervalle nach Anlage: Wenn ein bestimmtes Kältemaschinenmodell durchweg eine MTBF von 300 Stunden aufweist, der Wartungsplan jedoch alle 500 Stunden vorsieht, ist diese Diskrepanz eine wiederkehrende Ursache für ungeplante Ausfallzeiten. Verkürzen Sie das Intervall entsprechend den Zuverlässigkeitsdaten.
- Priorisierung des Einsatzes bei Anlagen mit hohem Risiko: Anlagen mit rückläufiger MTBF-Entwicklung sollten für eine frühzeitige Inspektion gekennzeichnet werden. Planungswerkzeuge, die diese Daten aufzeigen, helfen den Disponenten dabei, den richtigen Techniker zuzuweisen, bevor es zu einem Ausfall kommt.
- Lagerhaltung entsprechend den Ausfallmustern: MTBF-Daten nach Ausfallart geben Bestandsmanagern Aufschluss darüber, welche Komponenten bei welchen Anlageklassen am häufigsten ausfallen, wodurch Verzögerungen beim ersten Serviceeinsatz aufgrund fehlender Teile vermieden werden.
- Leistungsvergleich von Technikern: Ein Vergleich der MTBF vor und nach einem vorbeugenden Wartungseinsatz zeigt, ob die Wartungsarbeiten tatsächlich die Zuverlässigkeit der Anlagen erhöhen oder lediglich dazu dienen, den Arbeitsauftrag abzuschließen.
Der limitierende Faktor für die meisten Wartungsteams in der Fertigung ist der Zugriff auf Daten direkt im Betrieb. Techniker, die am Einsatzort keinen Zugriff auf die Anlagenhistorie, frühere Fehlercodes und vorbeugende Wartungsaufzeichnungen haben, arbeiten im Blindflug. Der Offline-Zugriff auf die vollständige Anlagendokumentation schließt die Lücke zwischen der MTBF als Backoffice-Kennzahl und der MTBF als praktisches Entscheidungsinstrument für den Techniker, der direkt vor der Anlage steht.
Wie Gomocha Ihnen hilft, MTBF-Daten für Ihren gesamten Anlagenbestand zu nutzen
Die Berechnung der MTBF ist unkompliziert. Die konsequente Umsetzung – über Dutzende von Anlagen und ein dezentral eingesetztes Außendienstteam hinweg – ist jedoch der Punkt, an dem die meisten Fertigungsdienstleister scheitern. Unvollständige Arbeitsauftragsdaten, nicht miteinander vernetzte Systeme und Techniker, die vor Ort keinen Zugriff auf die Anlagengeschichte haben, beeinträchtigen die Zuverlässigkeit der MTBF-Erfassung, noch bevor die Kennzahl überhaupt als Grundlage für eine einzige Wartungsentscheidung dienen kann. Genau diese operative Lücke wollten wir mit unserer Außendienstplattform schließen.
So sieht das in der Praxis für Teams in der industriellen Fertigung aus:
- Offline-fähige mobile App: Techniker können direkt vor Ort im Betrieb – mit oder ohne Internetverbindung – auf den vollständigen Anlagenverlauf, Fehlercodes und Checklisten für die vorbeugende Wartung zugreifen. Dadurch sind die Arbeitsauftragsdaten vollständig genug, um eine zuverlässige MTBF-Erfassung zu ermöglichen – und genau deshalb konnten Teams, die unsere Plattform nutzen, ihre Erstbehebungsraten um bis zu 19 % verbessern.
- No-Code-Workflow-Designer: Betriebsteams können PM-Checklisten und Formulare zur Fehlerklassifizierung nach Anlagentyp konfigurieren, ohne auf die IT warten zu müssen. Wenn das Formular die richtigen Daten erfasst, liefert jeder Arbeitsauftrag korrekte Eingaben für Ihre Zuverlässigkeitsberechnungen.
- Speziell für anlagenintensive Betriebe entwickelt: Unsere Lösung ist auf Unternehmen zugeschnitten, die Techniker zu komplexen, hochwertigen Anlagen entsenden. Bei 13 Kunden und 177.484 Arbeitsaufträgen konnten Service-Teams in der Fertigung mithilfe unserer Plattform ungeplante Ausfallzeiten um bis zu 41 % reduzieren.
- Garantierte ERP-Integration: Dank nativer Integrationen mit AFAS und Microsoft Dynamics sowie mit SAP und JDE über Konnektoren bleiben Anlagendaten und Arbeitsauftragsdatensätze systemübergreifend synchronisiert und werden nicht in Silos gespeichert.
Wenn ungeplante Anlagenausfälle Ihren Produktionsplan beeinträchtigen und Sie herausfinden möchten, woher diese Ineffizienz tatsächlich stammt, beginnen Sie mit unserer Effizienzbewertung. Damit können Sie auf unkomplizierte Weise Ihren aktuellen Außendienstbetrieb mit den möglichen Optimierungen abgleichen und erhalten einen konkreten Ausgangspunkt für die Verbesserung von Zuverlässigkeitskennzahlen wie der MTBF für Ihren gesamten Anlagenbestand.
Häufig gestellte Fragen
Wie viele Datenpunkte benötige ich, damit meine MTBF-Berechnung statistisch aussagekräftig ist?
In der Regel sind mindestens fünf bis zehn Ausfälle pro Anlage erforderlich, damit die MTBF als zuverlässiger Indikator dienen kann. Bei einer geringeren Anzahl von Ausfällen kann ein einzelner Ausreißer den Durchschnittswert erheblich verzerren und zu falschen Wartungsentscheidungen führen. Bei neueren Anlagen oder ausfallarmen Geräten sollten Sie in Erwägung ziehen, Daten identischer Anlagenmodelle zusammenzufassen, um eine statistisch robustere Basis zu schaffen, bevor Sie Änderungen am vorbeugenden Wartungsplan allein auf der Grundlage der MTBF vornehmen.
Was ist ein „guter“ MTBF-Wert, und woran erkenne ich, ob mein Wert verbesserungswürdig ist?
Es gibt keinen allgemeingültigen Maßstab für eine gute MTBF, da diese je nach Anlagentyp, Betriebsumgebung und Branche stark variiert. Am sinnvollsten ist es, die MTBF für jede einzelne Anlage mit Ihren eigenen historischen Referenzwerten, den Herstellerangaben sowie mit identischen Anlagen zu vergleichen, die unter ähnlichen Bedingungen betrieben werden. Ein rückläufiger MTBF-Trend über aufeinanderfolgende Messzeiträume hinweg ist stets ein Signal, das es zu untersuchen gilt – unabhängig vom absoluten Wert.
Kann ich die MTBF berechnen, wenn mein Team weiterhin papierbasierte Arbeitsaufträge verwendet?
Ja, aber dies erfordert einen erheblichen manuellen Aufwand und birgt ein höheres Risiko für Datenlücken und Fehler. Sie müssten Betriebsstunden, Zeitstempel von Ausfällen und Ausfallklassifizierungen manuell aus Papierunterlagen extrahieren und zur Berechnung in eine Tabellenkalkulation eingeben. Das größte Risiko bei papierbasierten Systemen sind unvollständige Daten – fehlende Ausfallcodes, geschätzte statt tatsächliche Zeitstempel und uneinheitliche Anlagenkennzeichnung –, die alle die Genauigkeit Ihrer MTBF-Ergebnisse direkt untergraben. Die Digitalisierung der Erfassung von Arbeitsaufträgen ist der wirksamste Schritt, den Sie unternehmen können, um die Datenqualität zu verbessern.
Wie wirken sich geplante Ausfallzeiten aufgrund von planmäßigen Wartungsarbeiten auf meine MTBF-Berechnung aus?
Geplante Ausfallzeiten sollten bei der Berechnung der MTBF stets aus der Gesamtbetriebszeit herausgerechnet werden. Werden sie einbezogen, wird der Nenner künstlich aufgebläht, was zu einem irreführend hohen MTBF-Wert führt. Nur die Stunden, in denen eine Anlage aktiv in Betrieb und für die Produktion verfügbar war, zählen als Betriebszeit. Aus diesem Grund ist eine einheitliche Fehlerklassifizierung – bei der in jedem Arbeitsauftrag klar zwischen ungeplanten Ausfällen und geplanten Wartungsmaßnahmen unterschieden wird – eine unverzichtbare Anforderung an die Datenqualität.
Was ist der häufigste Fehler, den Teams bei der erstmaligen Einführung der MTBF-Erfassung begehen?
Der häufigste Fehler besteht darin, die MTBF auf Standort- oder Gerätekategorieebene zu berechnen, anstatt auf der Ebene einzelner Anlagen. Wenn beispielsweise die MTBF für „alle Kältemaschinen im 2. Stock“ statt für jede einzelne Kältemaschine erfasst wird, werden die Leistungsunterschiede zwischen den einzelnen Anlagen verschleiert, und es lässt sich nicht feststellen, welche Maschine konkret für Ausfallzeiten verantwortlich ist. Verknüpfen Sie jeden Datenpunkt stets mit einer eindeutigen Anlagen-ID, um sicherzustellen, dass Ihre Zuverlässigkeitskennzahlen auf Anlagenebene umsetzbar sind.
Wie kann ich die MTBF nutzen, um die Notwendigkeit einer Erneuerung der Investitionsgüter zu begründen?
Ein über mehrere Messzeiträume hinweg stetig rückläufiger MTBF-Trend in Verbindung mit steigenden MTTR-Werten und Reparaturkosten liefert überzeugende, datengestützte Argumente für die Erneuerung der Anlage. Berechnen Sie die Gesamtbetriebskosten der ausfallanfälligen Anlage – einschließlich Ersatzteilen, Arbeitsstunden und Produktionsausfallzeiten pro Ausfallzyklus – und vergleichen Sie diese mit den annualisierten Kosten für eine Neuanschaffung. Wenn die Kosten pro Betriebsstunde für den Weiterbetrieb einer alternden Anlage die Kosten für eine Neuanschaffung übersteigen, bieten die MTBF-Daten den Instandhaltungs- und Finanzteams eine gemeinsame, objektive Grundlage für diese Investitionsentscheidung.
Wie oft sollte ich die MTBF meiner Anlagen neu berechnen und überprüfen?
In den meisten industriellen Fertigungsumgebungen bietet ein vierteljährlicher Überprüfungsrhythmus das richtige Gleichgewicht zwischen Reaktionsfähigkeit und statistischer Stabilität. Eine zu häufige Überprüfung – beispielsweise monatlich bei Anlagen mit geringer Ausfallhäufigkeit – kann dazu führen, dass Teams auf normale statistische Schwankungen überreagieren. Bei kritischen Anlagen hingegen, bei denen bereits ein einziger Ausfall erhebliche Produktionsausfälle verursacht, bietet eine monatlich überprüfte, gleitende 90-Tage-MTBF-Berechnung den Teams eine frühzeitige Warnung vor sich verschlechternden Zuverlässigkeitstrends, bevor diese zu ungeplanten Ausfallzeiten führen.