Eine hohe MTBF ist in fast jedem industriellen Fertigungskontext von Vorteil. Die „Mean Time Between Failures“ (MTBF) misst die durchschnittliche Betriebszeit zwischen ungeplanten Ausfällen. Ein höherer Wert bedeutet also, dass die Anlage länger läuft, bevor sie ausfällt, was sich direkt in einer höheren Verfügbarkeit, geringeren Wartungskosten und weniger Störungen im Produktionsablauf niederschlägt. Allerdings hängt die richtige Interpretation eines MTBF-Werts vom Anlagentyp, der Betriebsumgebung und dem Zusammenspiel mit Ihrer Wiederherstellungsgeschwindigkeit ab.
In den folgenden Abschnitten wird erläutert, was die MTBF tatsächlich aussagt, wann ein niedrigerer Wert akzeptabel ist und wie Außendienstteams diese Kennzahl für intelligentere Wartungsentscheidungen nutzen können.
Was sagt ein hoher MTBF-Wert eigentlich über die Zuverlässigkeit der Geräte aus?
Eine hohe MTBF zeigt an, dass ein Gerät im Verhältnis zu seiner Gesamtbetriebszeit nur selten ausfällt. Bei industriellen Anlagen wie Kältemaschinen, Kesseln oder Prozesskühlsystemen signalisiert eine hohe MTBF, dass die Anlage gut gewartet wird, innerhalb der Auslegungsparameter arbeitet und es unwahrscheinlich ist, dass sie ungeplante Produktionsausfälle verursacht. Sie ist einer der eindeutigsten Frühindikatoren für den Zustand von Anlagen, die den Betriebsteams zur Verfügung stehen.
Allerdings handelt es sich bei der MTBF um einen Durchschnittswert, und Durchschnittswerte können die tatsächliche Situation verschleiern. Zwei Maschinen können dieselbe MTBF aufweisen, während die eine in regelmäßigen Abständen vorhersehbar ausfällt und die andere über lange Zeiträume hinweg einwandfrei läuft, bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt. Aus diesem Grund sollte die MTBF stets im Zusammenhang mit Daten zu den Ausfallarten und der Wartungshistorie betrachtet werden und nicht als isolierter Wert.
Bei anlagenschweren Industriebetrieben ist ein im Laufe der Zeit steigender MTBF-Trend das eigentliche Signal, das es zu beobachten gilt. Er bestätigt, dass vorbeugende Wartungsprogramme (PM) funktionieren, dass Techniker die Ursachen und nicht nur die Symptome beheben und dass sich der Zustand der Anlage zwischen den Wartungsintervallen nicht unbemerkt verschlechtert.
Wann ist eine niedrige MTBF akzeptabel oder sogar zu erwarten?
Eine niedrige MTBF ist akzeptabel, wenn sie ein bekanntes Merkmal der Anlageklasse ist und nicht auf Vernachlässigung hindeutet. Bestimmte Komponenten, wie beispielsweise Verschleißteile in industriellen Kältekompressoren, Dichtungen in Hochdruck-Prozesssystemen oder Filter in Reinraum-HLK-Anlagen, sind so konzipiert, dass sie häufig ausgetauscht werden müssen. Bei diesen Komponenten ist eine niedrige MTBF ein fester Bestandteil des Betriebsmodells und stellt kein Warnsignal dar.
Eine niedrige MTBF lässt sich auch besser verkraften, wenn die Wiederherstellungszeit extrem kurz ist. Wenn Ihr Team ein System innerhalb weniger Minuten wiederherstellen kann, sind die betrieblichen Auswirkungen häufiger Ausfälle überschaubar. Gefährlicher ist hingegen eine niedrige MTBF in Verbindung mit einer langsamen Wiederherstellung – eine Kombination, die Ausfallzeiten verlängert und den Produktionsdurchsatz beeinträchtigt.
Auch bei neuen oder nachgerüsteten Anlagen spielt der Kontext eine Rolle. Während der Inbetriebnahme oder Nachinbetriebnahme sind die Ausfallraten oft erhöht, da die Systeme an die Lastbedingungen angepasst werden. Eine vorübergehend niedrige MTBF in diesem Zeitraum ist zu erwarten und sollte nicht dieselbe Reaktion auslösen wie eine sinkende MTBF bei einer ausgereiften, stabilen Anlage.
Inwiefern beeinflussen MTBF und MTTR gemeinsam die tatsächliche Verfügbarkeit?
MTBF und die durchschnittliche Reparaturzeit (MTTR) bestimmen gemeinsam die tatsächliche Verfügbarkeit der Geräte. Die Standardformel für die Verfügbarkeit lautet: MTBF geteilt durch (MTBF plus MTTR). Das bedeutet, dass selbst eine hohe MTBF durch eine langsame MTTR untergraben werden kann und umgekehrt eine niedrige MTBF durch eine sehr schnelle Wiederherstellungsfähigkeit teilweise ausgeglichen werden kann.
Betrachten wir zwei Szenarien:
- Hohe MTBF, hohe MTTR: Ausfälle treten selten auf, doch wenn sie auftreten, dauert die Wiederherstellung Stunden oder Tage. Die Nettoverfügbarkeit mag zwar noch akzeptabel sein, doch jeder Ausfall birgt ein erhebliches Risiko, insbesondere bei geschäftskritischen Kühl- oder Prozesssystemen, bei denen ein einziger Ausfall eine Kettenreaktion in der Produktion auslöst.
- Niedrige MTBF, niedrige MTTR: Die Geräte fallen häufig aus, doch die Techniker beheben die Probleme zügig. Es handelt sich um eine wartungsintensive Anlage, die zwar noch eine akzeptable Verfügbarkeit bietet, doch auf ein tiefer liegendes Zuverlässigkeitsproblem hindeutet, das durch Investitionen in die vorbeugende Instandhaltung behoben werden sollte.
Für Betriebsleiter und Werksleiter besteht das strategische Ziel darin, die MTBF zu erhöhen und gleichzeitig die MTTR zu senken. Die Verbesserung der Erstbehebungsquote ist einer der direktesten Hebel zur Senkung der MTTR: Wenn ein Techniker mit der richtigen Anlagenhistorie, den richtigen Ersatzteilen und einer vollständigen Checkliste vor Ort eintrifft, verkürzt sich die Behebungszeit erheblich.
Was führt dazu, dass die MTBF in industriellen Fertigungsumgebungen sinkt?
Die MTBF sinkt, wenn die Ausfallhäufigkeit im Verhältnis zur Betriebszeit zunimmt. In der industriellen Fertigung sind die häufigsten Ursachen für eine sinkende MTBF aufgeschobene Wartungsarbeiten, unzureichende Dokumentation durch Techniker sowie der Betrieb von Anlagen jenseits ihrer Auslegungslast oder der vorgesehenen Umgebungsbedingungen.
Zu den spezifischen Ursachen, die es zu beobachten gilt, gehören:
- Ausgelassene oder unvollständige Wartungszyklen: Wenn Aufträge zur vorbeugenden Wartung abgeschlossen werden, ohne dass alle Punkte der Checkliste abgearbeitet wurden, bleiben frühe Anzeichen für einen Ausfall unentdeckt. Dies kommt besonders häufig vor, wenn Techniker auf papierbasierte Aufzeichnungen oder nicht miteinander vernetzte Systeme zurückgreifen.
- Mangelnde Transparenz hinsichtlich der Anlagenhistorie: Ohne Zugriff auf frühere Wartungsaufzeichnungen wiederholen Techniker Diagnoseschritte, anstatt auf früheren Erkenntnissen aufzubauen. Dies verlangsamt die Fehlerbehebung und führt dazu, dass zugrunde liegende Probleme bestehen bleiben.
- Umgebungsbelastungen: Staub, Vibrationen, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit beschleunigen den Verschleiß von Komponenten in Fabrikumgebungen. Anlagen, die unter Bedingungen betrieben werden, die außerhalb ihrer Nennspezifikationen liegen, weisen unabhängig von der Qualität der Wartung eine sinkende MTBF auf.
- Fehlzuordnung der technischen Kompetenzen: Der Einsatz eines Technikers, der nicht über die erforderlichen Kompetenzen für einen bestimmten Anlagentyp – beispielsweise ein VRF-System, eine Kältemaschine mit hoher Kälteleistung oder eine in das Gebäudeleitsystem (BAS) integrierte RTU – verfügt, führt zu unvollständigen Reparaturen und Nachbesuchen, wodurch die Ausfallzahlen in die Höhe getrieben werden.
- Alternder Anlagenbestand: Wenn Anlagen ihre geplante Lebensdauer überschreiten, steigen die Ausfallraten nichtlinear an. Ein Rückgang der MTBF bei älteren Anlagen ist oft ein Signal, mit der Investitionsplanung zu beginnen, und nicht nur ein Wartungsproblem.
Wie können Außendienstteams MTBF-Daten nutzen, um ihre Wartungsentscheidungen zu verbessern?
Außendienstteams können MTBF-Daten nutzen, um von reaktiven Reparaturzyklen zu zustandsorientierten und vorausschauenden Wartungsmodellen überzugehen. Wenn die MTBF nicht nur flottenweit, sondern auf Anlagenebene erfasst wird, können Teams feststellen, welche einzelnen Einheiten eine unterdurchschnittliche Leistung erbringen, die Ressourcen für die vorbeugende Wartung entsprechend priorisieren und Wartungsintervalle festlegen, die den tatsächlichen Ausfallmustern entsprechen und nicht den Herstellerangaben.
Zu den am besten umsetzbaren Anwendungsmöglichkeiten gehören der Vergleich der MTBF verschiedener ähnlicher Anlagentypen, um Ausreißer zu identifizieren, die Nutzung abnehmender MTBF-Trends als Frühwarnsignal für intensivere Inspektionen sowie die Korrelation von MTBF-Veränderungen mit Schwankungen der Betriebsauslastung oder kürzlich erfolgten Wartungsmaßnahmen. Ein plötzlicher Rückgang der MTBF nach einem vorbeugenden Wartungseinsatz deutet beispielsweise häufig auf eine unvollständige Reparatur oder einen neu entstandenen Fehler hin – Informationen, die nur sichtbar werden, wenn Arbeitsauftragsdaten und Leistungsdaten der Anlagen im selben System miteinander verknüpft sind.
Teams, die an verschiedenen Standorten tätig sind, profitieren am meisten von der MTBF-Analyse, wenn Techniker in Echtzeit auf Anlagenstammdaten zugreifen und diese aktualisieren können – auch in Umgebungen ohne zuverlässige Internetverbindung, wie beispielsweise in Technikräumen, bei RTU-Installationen auf Dächern oder in Kühlhäusern, wo der Signalempfang unzuverlässig ist.
Wie Gomocha Ihnen hilft, auf MTBF-Daten zu reagieren
Die Erfassung der MTBF ist nur dann sinnvoll, wenn Ihr Außendienstteam darauf reagieren kann – und dafür müssen die Historie der Anlagen, die Daten zu den Arbeitsaufträgen und die Arbeitsabläufe der Techniker auf einer einzigen Plattform miteinander verknüpft werden. Genau dafür haben wir Gomocha entwickelt.
Unsere Außendienstplattform für die industrielle Fertigung bietet den Betriebsteams die Werkzeuge, um die MTBF von einer passiven Kennzahl in einen aktiven Treiber für die Instandhaltung zu verwandeln:
- Offline-fähige mobile App: Techniker können direkt vor Ort auf die vollständige Anlagenhistorie, Checklisten für die vorbeugende Wartung und Servicedokumentation zugreifen – auch ohne Internetverbindung. Dies trägt direkt zur Steigerung der Erstbehebungsquote bei, die sich unserer Erfahrung nach um bis zu 19 % verbessert, wenn Techniker am Einsatzort über alle erforderlichen Informationen verfügen.
- No-Code-Workflow-Designer: Betriebsteams können PM-Checklisten nach Anlagentyp – Kältemaschinen, Heizkessel, VRF-Systeme – konfigurieren, ohne auf die IT warten zu müssen. Die Workflows passen sich an, wenn sich der Anlagenbestand ändert, ohne dass ein umfassendes Implementierungsprojekt erforderlich ist.
- Abgleich von Qualifikationen und Anforderungen: Die Dispositionsstelle weist jedem Arbeitsauftrag den richtigen Techniker zu – basierend auf der Art der Anlage und den erforderlichen Zertifizierungen. Dadurch wird das Missverhältnis zwischen Qualifikationen und Anforderungen verringert, das zu wiederholten Ausfällen führt und die MTBF in die Höhe treibt.
- Garantierte ERP-Integration: Native Integrationen mit AFAS und Microsoft Dynamics sowie SAP- und JDE-Konnektoren stellen sicher, dass Anlagendaten und die Historie der Arbeitsaufträge in allen Ihren Stammdatensystemen synchronisiert bleiben.
Bei 13 Kunden und 177.484 Arbeitsaufträgen konnten Fertigungsteams, die unsere Außendienstplattform nutzen, ungeplante Anlagenausfallzeiten um bis zu 41 % reduzieren. Wenn Sie herausfinden möchten, wo MTBF-Lücken Ihrem Betrieb die größten Kosten verursachen, beginnen Sie mit unserer Effizienzbewertung: Sie vergleicht Ihre aktuelle Wartungsleistung mit Branchen-Benchmarks und ermittelt die Bereiche mit den größten Auswirkungen, die zuerst angegangen werden sollten.
Fordern Sie Ihre Effizienzbewertung an und finden Sie heraus, wie Ihre MTBF-Leistung abschneidet.
Häufig gestellte Fragen
Wie viele Datenpunkte benötige ich, damit meine MTBF-Berechnungen statistisch zuverlässig sind?
In der Regel benötigen Sie mindestens 5–10 Ausfälle pro Anlage, um einen aussagekräftigen MTBF-Wert zu ermitteln. Bei einer geringeren Anzahl von Datenpunkten kann ein einziger ungewöhnlicher Ausfall den Durchschnittswert erheblich verzerren und zu falschen Wartungsentscheidungen führen. Bei neueren Anlagen oder solchen mit sehr hoher MTBF sollten Sie in Erwägung ziehen, Ihre eigenen Daten durch Referenzwerte der Hersteller zur Ausfallrate oder durch Branchendatenbanken zu ergänzen, bis Ihre eigenen historischen Daten ausreichend umfangreich sind.
Was ist ein guter MTBF-Richtwert für gängige Industrieanlagen wie Kältemaschinen oder Heizkessel?
Die Richtwerte variieren erheblich je nach Anlageklasse, Betriebsumgebung und Wartungsreife. Als allgemeine Richtlinie gilt, dass gut gewartete Industriekühler häufig MTBF-Werte im Bereich von 3.000 bis 5.000+ Betriebsstunden anstreben, während stark verschleißanfällige Komponenten wie Kompressordichtungen oder Filter möglicherweise auf MTBF-Werte von nur wenigen hundert Stunden ausgelegt sind. Anstatt einer universellen Zahl hinterherzujagen, sollten Sie zunächst die MTBF-Werte ähnlicher Anlagen innerhalb Ihres eigenen Bestands vergleichen – Ausreißer innerhalb Ihrer eigenen Population sind aussagekräftiger als Branchenmittelwerte, die ohne Kontext angewendet werden.
Woran erkenne ich, ob ein rückläufiger MTBF-Trend auf ein Wartungsproblem hindeutet oder darauf, dass die Geräte ausgetauscht werden müssen?
Das entscheidende Signal ist die Geschwindigkeit und das Muster des Rückgangs. Ein allmählicher Rückgang der MTBF bei einer Anlage, die sich dem Ende ihrer vorgesehenen Lebensdauer nähert oder diese bereits überschritten hat – was sich in der Regel durch eine steigende Ausfallhäufigkeit bei verschiedenen Komponententypen äußert –, ist ein deutliches Signal für die Kapitalplanung und nicht nur ein Wartungsproblem. Wenn die Intensität der vorbeugenden Instandhaltung zunimmt, die MTBF jedoch weiter sinkt und die jährlichen Reparaturkosten sich 30–40 % der Ersatzkosten nähern, ist dies ein verlässlicher Schwellenwert, um eine Diskussion über den Austausch der Anlage anzustoßen, anstatt weiterhin in Reparaturen zu investieren.
Kann die MTBF zur Festlegung oder Optimierung von Intervallen für die vorbeugende Instandhaltung herangezogen werden?
Ja, und dies ist eine der wertvollsten Anwendungen dieser Kennzahl. Wenn Ihre MTBF-Daten auf Anlagenebene zeigen, dass Ausfälle regelmäßig um einen bestimmten Schwellenwert der Betriebsstunden herum auftreten, können Sie die Intervalle der vorbeugenden Instandhaltung so anpassen, dass Maßnahmen kurz vor diesem Zeitfenster ergriffen werden, anstatt sich auf die vom Hersteller empfohlenen Zeitpläne zu verlassen, die oft konservativ sind oder auf durchschnittlichen Betriebsbedingungen basieren. Im Laufe der Zeit reduziert dieser Ansatz gleichzeitig sowohl unnötigen Wartungsaufwand als auch ungeplante Ausfälle – ein Kernprinzip der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung (RCM).
Was ist der häufigste Fehler, den Teams begehen, wenn sie zum ersten Mal damit beginnen, die MTBF zu erfassen?
Der häufigste Fehler besteht darin, die MTBF auf Flotten- oder Standortebene statt auf der Ebene einzelner Anlagen zu erfassen. Flottenweite Durchschnittswerte verschleiern die Ausreißer unter den Anlagen, die für den Großteil der Ausfallzeiten und Wartungskosten verantwortlich sind – ein Muster, das manchmal als 80/20-Ausfallverteilung bezeichnet wird. Beginnen Sie damit, Ausfälle in Ihrem Arbeitsauftrags-System bestimmten Anlagen-IDs zuzuordnen, und berechnen Sie anschließend die MTBF pro Einheit. Bei den Anlagen, die zwei oder mehr Standardabweichungen unter Ihrem Flottendurchschnitt liegen, erzielen Sie mit Ihren Wartungsinvestitionen die schnellste Rendite.
Wie sollte ich die MTBF-Erfassung für Anlagen handhaben, die nicht kontinuierlich, sondern saisonal oder zeitweise betrieben werden?
Bei nicht kontinuierlich betriebenen Anlagen sollte die MTBF auf der Grundlage der tatsächlichen Betriebsstunden und nicht anhand der Kalenderzeit berechnet werden. Die Verwendung kalenderbasierter Intervalle für saisonal genutzte Anlagen – wie Kühltürme, die nur in den Sommermonaten in Betrieb sind, oder Heizungsanlagen, die nur im Winter aktiv sind – führt zu einer künstlichen Über- oder Unterbewertung Ihrer MTBF-Werte und zu einer Fehlausrichtung der Wartungspläne. Stellen Sie sicher, dass Ihre Außendienst- oder CMMS-Plattform die Betriebsstunden direkt aus den Steuerungen der Anlagen oder den Eingaben der Techniker erfasst und nicht nur anhand der Zeitstempel von Arbeitsaufträgen.
Wenn mein Team die Erstbehebungsquote verbessert, wie schnell kann ich dann mit einer Verbesserung der MTBF rechnen?
Verbesserungen bei den Erstbehebungsraten verringern die Häufigkeit von wiederholten Ausfällen und unvollständigen Reparaturen – zwei der schnellsten Faktoren, die die Ausfallzahlen in die Höhe treiben und die MTBF drücken. In der Praxis verzeichnen Teams, denen es gelingt, die Lücken bei den Fachkenntnissen und der Dokumentation zu schließen, oft bereits innerhalb von zwei bis drei PM-Zyklen eine messbare Verbesserung der MTBF bei ihren am häufigsten betroffenen Anlagen. Diese Verzögerung ist darauf zurückzuführen, dass die MTBF ein kumulativer Durchschnittswert ist – erste Erfolge zeigen sich zunächst in einer Stabilisierung des rückläufigen Trends, bevor die Zahl wieder zu steigen beginnt.