Die MTBF (Mean Time Between Failures) gibt an, wie lange ein Gerät voraussichtlich in Betrieb sein wird, bevor es ausfällt. Es handelt sich um eine Zuverlässigkeitskennzahl, die die durchschnittliche Betriebszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden ungeplanten Ausfällen angibt. Für die Fertigung und den Außendienst ist die MTBF einer der deutlichsten Indikatoren dafür, ob Ihre Wartungsstrategie funktioniert oder langsam ins Hintertreffen gerät.
Eine hohe MTBF bedeutet, dass Ihre Anlagen über lange Zeiträume hinweg zuverlässig laufen. Eine niedrige MTBF ist ein Frühwarnsignal dafür, dass etwas nicht stimmt – sei es aufgrund alternder Komponenten, unzureichender Wartungsintervalle oder einer Diskrepanz zwischen der Leistungsfähigkeit der Anlagen und den betrieblichen Anforderungen. In den folgenden Abschnitten wird erläutert, wie die MTBF berechnet wird, was sie in der Praxis bedeutet, wie sie sich im Vergleich zu verwandten Kennzahlen verhält und wo ihre Grenzen als eigenständiges Zuverlässigkeitsinstrument liegen.
Wie wird die MTBF in der Praxis berechnet?
Die MTBF wird berechnet, indem die gesamte Betriebszeit einer Anlage durch die Anzahl der Ausfälle geteilt wird, die während eines festgelegten Messzeitraums aufgetreten sind. Die Formel ist einfach: MTBF = Gesamtbetriebszeit / Anzahl der Ausfälle. Wenn ein Kältemaschine 4.000 Stunden läuft und in diesem Zeitraum viermal ausfällt, beträgt ihre MTBF 1.000 Stunden.
In der Praxis hängt eine genaue MTBF-Berechnung stark von der Datenqualität ab. Sie benötigen einwandfreie Aufzeichnungen darüber, wann jede Anlage in Betrieb genommen wurde, wann jeder Ausfall auftrat und wann sie wieder betriebsbereit war. Viele Außendienstteams haben hier Schwierigkeiten, da diese Daten nicht in einer einzigen, strukturierten Datei gespeichert sind, sondern über verschiedene, nicht miteinander verbundene Systeme, in Papier-Arbeitsaufträgen oder im Gedächtnis der Techniker verstreut sind.
Einige wichtige Einschränkungen, die bei der Berechnung der MTBF zu beachten sind:
- Berücksichtigen Sie nur ungeplante Ausfälle, nicht jedoch geplante Wartungsausfälle.
- Verwenden Sie bei Anlagen, die nur zeitweise in Betrieb sind, die tatsächlichen Betriebsstunden und nicht die Kalenderzeit.
- Berechnen Sie die MTBF nach Anlagentyp oder Anlageklasse und nicht als einen einzigen Wert für Ihren gesamten Bestand.
- Verwenden Sie ein ausreichend langes Messfenster, um zufällige Schwankungen auszugleichen.
Wenn die MTBF einheitlich auf Anlagenebene berechnet wird, dient sie als zuverlässige Grundlage für den Vergleich der Anlagenleistung im Zeitverlauf und über verschiedene Standorte hinweg.
Was ist der Unterschied zwischen MTBF und MTTR?
Die MTBF gibt an, wie lange ein Gerät zwischen zwei Ausfällen läuft. Die MTTR (Mean Time To Repair) gibt an, wie lange es dauert, das Gerät nach einem Ausfall wieder in Betrieb zu nehmen. Zusammen liefern sie ein umfassendes Bild der Zuverlässigkeit Ihrer Anlagen: Die MTBF gibt Auskunft darüber, wie oft Ausfälle auftreten, und die MTTR darüber, wie schnell Ihr Team diese beheben kann.
Diese Unterscheidung ist wichtig, da die Verbesserung des einen Wertes nicht automatisch zu einer Verbesserung des anderen führt. Ein Team kann zwar eine hohe MTBF bei einer Prozesskühlanlage aufweisen, aber dennoch eine schlechte MTTR, weil die Techniker ohne die richtigen Ersatzteile oder Unterlagen vor Ort eintreffen. Diese Diskrepanz führt direkt zu einer Verlängerung der Gesamtstillstandszeit, selbst wenn die Anlage selbst relativ zuverlässig ist.
Für Betriebsleiter und Manager im Außendienst der Fertigung lautet die wichtigste Frage nicht „Welche Kennzahl ist wichtiger?“, sondern „Welche Kennzahl verursacht derzeit unsere Ausfallkosten?“. In den meisten industriellen Umgebungen müssen beide Kennzahlen aktiv gesteuert werden:
- Achten Sie besonders auf die MTBF, wenn Ausfälle zu häufig auftreten, was auf Wartungslücken oder Verschleiß an Bauteilen hindeuten könnte.
- Konzentrieren Sie sich auf die MTTR, wenn Ausfälle zwar selten auftreten, die Wiederherstellung jedoch langsam verläuft, was auf Probleme bei der Disposition, bei der Ersatzteilversorgung oder bei der Dokumentation hindeutet.
- Erfassen Sie beide Werte gemeinsam, um die Gesamtverfügbarkeit der Anlagen zu berechnen, von der die Produktionspläne tatsächlich abhängen
Was bedeutet eine niedrige MTBF eigentlich für den Einsatz vor Ort?
Eine niedrige MTBF bedeutet, dass Ihre Anlagen häufiger als erwartet ausfallen, was sich unmittelbar in ungeplanten Ausfallzeiten, reaktiven Arbeitsaufträgen und zunehmendem Druck auf Ihr Außendienstteam niederschlägt. Für Industrieunternehmen sind ungeplante Ausfallzeiten nicht nur eine betriebliche Unannehmlichkeit. Sie wirken sich auch auf Produktionspläne, SLA-Verpflichtungen und Serviceverträge aus – und die Behebung dieser Folgen ist mit hohen Kosten verbunden.
Wenn die MTBF einer kritischen Anlage über mehrere aufeinanderfolgende Messzeiträume hinweg sinkt, ist dies ein Anzeichen dafür, dass sich etwas Strukturelles verändert hat. Häufige Ursachen sind unter anderem aufgeschobene vorbeugende Wartungsmaßnahmen (PM), eine Verschlechterung der Komponenten, die sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähern, Betriebsbedingungen, die die ursprünglichen Auslegungsspezifikationen überschreiten, oder eine Diskrepanz zwischen dem PM-Zeitplan und dem tatsächlichen Bedarf der Anlage.
Für Außendienstteams sollte eine sinkende MTBF bei einer bestimmten Anlagenklasse Anlass sein, die Checkliste für die vorbeugende Wartung dieses Gerätetyps zu überprüfen. Führen die Techniker jeden Schritt vollständig durch, oder werden aufgrund von Zeitdruck Abkürzungen genommen? Werden bei jedem Besuch die richtigen Diagnosedaten erfasst? Ist das Intervall zwischen den vorbeugenden Wartungszyklen angesichts der hohen Auslastung der Anlage noch angemessen?
Die Folgekosten, die durch das Ignorieren eines Signals auf eine niedrige MTBF entstehen, sind erheblich. Jeder reaktive Arbeitsauftrag kostet in der Regel mehr als ein geplanter Wartungsbesuch, und wiederholte Ausfälle derselben Anlage schmälern die Marge bei Serviceverträgen rasch.
Wie können Außendienstteams die MTBF nutzen, um ihre Wartungspläne zu optimieren?
Außendienstteams können MTBF-Daten nutzen, um von Wartungsplänen mit festen Intervallen auf zustandsorientierte Wartungspläne umzustellen und dabei Anlagen Vorrang einzuräumen, deren Zuverlässigkeit nachlässt, bevor sie ausfallen. Anstatt jede Anlage im gleichen Kalenderzyklus zu warten, ermöglicht die MTBF-Analyse es Ihnen, die Ressourcen für die vorbeugende Instandhaltung dort zu konzentrieren, wo das Ausfallrisiko tatsächlich am höchsten ist.
Der praxisorientierte Ansatz umfasst drei Schritte. Zunächst wird anhand historischer Arbeitsauftragsdaten eine MTBF-Grundlage für jede Anlagenklasse ermittelt. Anschließend werden die MTBF-Trends im Zeitverlauf beobachtet, anstatt die MTBF als statischen Wert zu betrachten. Schließlich wird eine sinkende MTBF als Auslöser genutzt, um die Wartungsintervalle für die betroffenen Anlagen zu überprüfen und zu verkürzen, bevor der nächste Ausfall eintritt.
Dieser Ansatz wirkt sich direkt auf die Erstbehebungsquote aus. Wenn Techniker zu einer planmäßigen Wartung mit der vollständigen Anlagenhistorie und einer auf den jeweiligen Gerätetyp abgestimmten Checkliste ankommen, ist die Wahrscheinlichkeit weitaus höher, dass sie sich abzeichnende Probleme erkennen, bevor diese zu Ausfällen führen. Das bedeutet weniger Notfalleinsätze, weniger Wiederholungsbesuche und einen besseren Schutz der Margen bei Wartungsverträgen.
MTBF-Daten helfen auch bei der Einsatzplanung der Techniker. Anlagen mit kürzeren MTBF-Werten erfordern häufigere Wartungseinsätze und sollten bei der Gestaltung der Außendienstplanung Ihres Teams berücksichtigt werden. Die Zuordnung der Techniker entsprechend ihrer Fachkenntnisse zu den Anlagen, bei denen am ehesten ein Eingriff erforderlich ist, stellt eine effizientere Nutzung der begrenzten personellen Ressourcen dar als die rotierende Zuweisung von Einsätzen nach einem einheitlichen Zeitplan.
Welche Einschränkungen weist die MTBF als Zuverlässigkeitskennzahl auf?
Die MTBF weist erhebliche Einschränkungen auf, die sie als eigenständige Kennzahl unzuverlässig machen. Die wesentlichste davon ist, dass sie von einer konstanten Ausfallrate ausgeht, d. h., sie behandelt die Ausfallwahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt der Lebensdauer einer Anlage als gleich hoch. In der Realität folgen die meisten Industrieanlagen einer „Badewannenkurve“ mit höheren Ausfallraten zu Beginn der Lebensdauer, einer stabilen mittleren Phase und wieder steigenden Ausfallraten, wenn die Komponenten gegen Ende ihrer Lebensdauer altern.
Das bedeutet, dass die MTBF ein irreführend optimistisches Bild von einer älteren Anlage vermitteln kann, die seit Jahren zuverlässig funktioniert. Der historische Durchschnittswert sieht zwar gut aus, doch die Anlage tritt gerade in die Verschleißphase ein, in der die Ausfallwahrscheinlichkeit steigt. Wenn man sich ausschließlich auf die MTBF verlässt, ohne das Alter, die Zyklusanzahl oder Zustandsindikatoren zu berücksichtigen, kann dies dazu führen, dass Teams unvorbereitet sind.
Weitere Einschränkungen, die man kennen sollte:
- Die MTBF ist ein Durchschnittswert, keine Garantie. Ein Gerät mit einer MTBF von 1.000 Stunden kann bereits nach 200 Stunden oder erst nach 2.000 Stunden ausfallen.
- Teilausfälle oder Leistungseinbußen, die sich auf die Produktion auswirken, ohne eine vollständige Abschaltung auszulösen, werden dabei nicht berücksichtigt.
- Eine aus einer kleinen Ausfallstichprobe berechnete MTBF ist statistisch unzuverlässig und kann zu falschen Planungsentscheidungen führen.
- Es gibt Ihnen keinerlei Aufschluss über die Fehlerursache, also darüber, warum das Asset ausgefallen ist – und genau diese Information benötigen Sie, um eine Wiederholung zu verhindern.
In Verbindung mit der MTTR, Aufzeichnungen zu Ausfallarten und zustandsbasierten Kennzahlen wird die MTBF zu einem wirklich nützlichen Planungsinstrument. Wird sie jedoch isoliert betrachtet, kann sie ein trügerisches Gefühl der Zuverlässigkeit vermitteln, das den Betrieb gefährdet.
Wie Gomocha Ihnen hilft, auf MTBF-Daten zu reagieren
MTBF zu verstehen ist eine Sache. Über die betriebliche Infrastruktur zu verfügen, um in Echtzeit darauf zu reagieren, ist eine andere. Für Außendienstteams in der Fertigungsindustrie, die komplexe, hochwertige Anlagen an verteilten Standorten verwalten, entsteht die tatsächliche Ausfallzeit genau in der Lücke zwischen der Erkenntnis, dass eine Anlage gefährdet ist, und dem Einsatz des richtigen Technikers mit den richtigen Informationen vor Ort.
Wir haben Gomocha speziell für diese Umgebung entwickelt. So setzt die Plattform Erkenntnisse zur MTBF in operative Maßnahmen um:
- Anlagenhistorie direkt am Einsatzort: Techniker können direkt vor Ort auf vollständige Wartungsunterlagen, Checklisten für die vorbeugende Wartung und den Diagnoseverlauf zugreifen – auch ohne Mobilfunkempfang. Unsere offlinefähige mobile App hat zu einer Verbesserung der Erstbehebungsquote um 19 % beigetragen, da die Techniker nun gut vorbereitet ankommen und nicht mehr raten müssen.
- No-Code-Workflow-Designer: Betriebsteams können Wartungschecklisten je nach Anlagentyp erstellen und anpassen, ohne auf die IT warten zu müssen. Wenn MTBF-Daten darauf hindeuten, dass ein Wartungsintervall verkürzt oder ein Diagnoseschritt hinzugefügt werden muss, ist diese Änderung innerhalb von Stunden und nicht erst nach Wochen umgesetzt.
- Abgleich von Qualifikationen und Bedarf: Bei der Einsatzplanung werden die Qualifikationen der Techniker automatisch mit den Anforderungen der Arbeitsaufträge abgeglichen, wodurch sichergestellt wird, dass die richtige Person zu Anlagen mit nachlassender Zuverlässigkeit entsandt wird.
- ERP-Integration ohne Kompromisse: Dank nativer Integrationen mit AFAS und Microsoft Dynamics sowie Konnektoren für SAP und JDE bleiben Ihre MTBF-Daten und Ihre Arbeitsauftragsverläufe systemübergreifend synchronisiert, ohne dass ein manueller Abgleich erforderlich ist.
Bei 13 Kunden und 177.484 Arbeitsaufträgen konnten die Wartungsteams in der Fertigung mithilfe unserer Außendienstplattform ungeplante Anlagenausfallzeiten um bis zu 41 % reduzieren. Dieses Ergebnis beginnt mit besseren Zuverlässigkeitsdaten und endet mit einem Team, das darauf reagieren kann.
Wenn Sie herausfinden möchten, wo Ihre derzeitigen Instandhaltungsabläufe Zeit und Gewinn einbüßen, beginnen Sie mit unserer Effizienzbewertung. Dabei handelt es sich um einen strukturierten, unkomplizierten Ansatz, um die wirkungsvollsten Verbesserungsmaßnahmen für Ihren spezifischen Betrieb zu ermitteln – ganz unverbindlich.
Häufig gestellte Fragen
Wie kann ich mit der Erfassung der MTBF beginnen, wenn meine Arbeitsauftragsdaten derzeit auf mehrere Systeme oder Papierunterlagen verteilt sind?
Wählen Sie zunächst eine oder zwei wichtige Anlageklassen aus und rekonstruieren Sie deren Ausfallhistorie manuell anhand der Ihnen vorliegenden Aufzeichnungen – auch wenn diese unvollständig sind. Das Ziel in der ersten Phase sind keine perfekten Daten, sondern eine brauchbare Ausgangsbasis. Führen Sie ab diesem Zeitpunkt bei jedem neuen Arbeitsauftrag eine strukturierte digitale Erfassung der Ausfallzeitpunkte und der Zeit bis zur Wiederinbetriebnahme ein. Sobald diese Vorgehensweise einige Monate lang konsequent umgesetzt wurde, verfügen Sie über ausreichend saubere Daten, um eine aussagekräftige MTBF zu berechnen und deren Entwicklung im Zeitverlauf zu verfolgen.
Was ist ein „guter“ MTBF-Wert, und woran erkenne ich, ob mein Wert zu niedrig ist?
Es gibt keinen allgemeingültigen Maßstab, da die MTBF stark vom Gerätetyp, der Betriebsumgebung und der Branche abhängt. Der aussagekräftigste Vergleich erfolgt nicht mit einem externen Standard, sondern mit Ihrer eigenen historischen Basislinie und der vom Hersteller angegebenen MTBF für diese Anlageklasse. Wenn Ihre gemessene MTBF deutlich unter der Herstellerangabe liegt oder wenn sie über aufeinanderfolgende Messzeiträume hinweg zurückgegangen ist, sind dies die wichtigsten Anzeichen. Ein Vergleich mit ähnlichen Anlagen in Ihrem eigenen Bestand ist zudem umsetzbarer als das Streben nach einem Branchendurchschnitt.
Wie viele Ausfälle benötige ich, damit meine MTBF-Berechnung statistisch zuverlässig genug ist, um darauf basierende Entscheidungen zu treffen?
Als praktische Faustregel gilt: MTBF-Berechnungen, die auf weniger als fünf Ausfällen basieren, sollten eher als Richtwerte denn als verlässliche Planungsgrundlagen betrachtet werden. Bei sehr kleinen Ausfallstichproben kann ein einzelner früher oder später auftretender Ausfall den Durchschnittswert drastisch verzerren und zu falschen Terminplanungsentscheidungen führen. Bei begrenzten Stichprobengrößen sollten Sie in Erwägung ziehen, Daten identischer Anlagenmodelle über mehrere Standorte hinweg zusammenzufassen oder Ihr Messfenster zu erweitern, um mehr Ereignisse zu erfassen, bevor Sie auf der Grundlage dieser Zahl Maßnahmen ergreifen.
Lässt sich anhand der MTBF genau vorhersagen, wann ein bestimmtes Gerät das nächste Mal ausfallen wird?
Nein, und das ist eines der häufigsten Missverständnisse bezüglich dieser Kennzahl. Die MTBF ist ein Durchschnittswert auf Populationsebene, keine Prognose für einzelne Anlagen. Bei einer Anlage mit einer MTBF von 1.000 Stunden ist nicht garantiert, dass sie nach ihrer letzten Reparatur genau bei oder nahe der 1.000-Stunden-Marke ausfällt. Sie könnte bereits nach 200 Stunden ausfallen oder 2.500 Stunden lang laufen. Für die Ausfallvorhersage auf der Ebene einzelner Anlagen benötigen Sie zustandsbasierte Indikatoren wie Schwingungsmesswerte, Temperaturtrends oder Ölanalysen zusätzlich zur MTBF, nicht anstelle davon.
In welchem Zusammenhang stehen MTBF und die Gesamtanlageneffektivität (OEE), und sollte ich beide Kennzahlen erfassen?
Die MTBF fließt direkt in die Verfügbarkeitskomponente der OEE ein, die den prozentualen Anteil der geplanten Produktionszeit misst, in der die Anlagen tatsächlich in Betrieb sind. Eine steigende MTBF verbessert in der Regel die Verfügbarkeit, was wiederum die OEE verbessert. Die OEE erfasst jedoch auch die Leistungs- und Qualitätsrate – Aspekte, die von der MTBF nicht berücksichtigt werden. In der Fertigung erhalten Sie durch die Erfassung beider Kennzahlen ein umfassenderes Bild: Die MTBF zeigt Ihnen, warum die Verfügbarkeit leidet, während die OEE aufzeigt, welche Kosten dieser Verfügbarkeitsverlust in Bezug auf die Produktionsleistung verursacht.
Wie oft sollte ich die MTBF für meine Anlagen neu berechnen, und wann ist es sinnvoll, den Ausgangswert zurückzusetzen?
Bei den meisten Industrieanlagen liefert die vierteljährliche Neuberechnung der MTBF genügend Daten, um aussagekräftige Trends zu erkennen, ohne auf kurzfristige Schwankungen überzureagieren. Eine Neufestlegung der Basislinie ist nach einem größeren Eingriff sinnvoll, der den grundlegenden Zustand der Anlage verändert, wie beispielsweise eine Generalüberholung, eine Komponentenmodernisierung oder eine wesentliche Änderung der Betriebsbedingungen. Würde man die Ausfalldaten vor und nach der Überholung weiterhin zusammen mitteln, würde dies das Signal verwässern und es erschweren, zu beurteilen, ob der Eingriff die Zuverlässigkeit tatsächlich verbessert hat.
Was ist der Unterschied zwischen MTBF und MTTF, und spielt diese Unterscheidung für meine Wartungsplanung eine Rolle?
Die MTBF gilt für reparierbare Anlagen und misst die durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen über mehrere Reparaturzyklen hinweg. Die MTTF (Mean Time To Failure) gilt für nicht reparierbare Komponenten und misst die erwartete Lebensdauer, bevor ein einzelner Ausfall die Nutzungsdauer der Komponente beendet. Für die Wartungsplanung ist diese Unterscheidung vor allem dann von Bedeutung, wenn Sie Verbrauchsmaterialien oder Einwegkomponenten wie Filter, Dichtungen oder Lager verwalten. Die Verwendung von MTTF-Daten für diese Komponenten hilft Ihnen dabei, Austauschintervalle proaktiv festzulegen, während die MTBF das allgemeine Zuverlässigkeitsbild auf Anlagenebene bestimmt.