Qu'est-ce que le MTBF et comment l'utiliser ?

La mesure des paramètres de défaillance fait partie intégrante de la gestion des actifs.

Dans cet article, nous allons voir comment calculer le MTBF, le MTTF et le MTTR et comment toutes ces mesures peuvent être utilisées dans votre stratégie de maintenance ou comment elles peuvent être utilisées pour améliorer votre qualité de service.

Le temps moyen entre les défaillances souvent appelé MTBF (de l’anglais Mean Time Between Failure), est l'une des valeurs qui indiquent la fiabilité d'un composant, d'un produit ou d'un système.

Le MTBF est une mesure de maintenance, il correspond au temps moyen entre les pannes d'un système réparable.

Les pannes sont l'une des sources les plus fréquentes d'indisponibilité des équipements et influencent leur bon fonctionnement tant du point de vue technique que de celui des utilisateurs.

Ce qui intéresse une entreprise, c'est le temps de production effectif entre deux pannes.

Les mesures de la performance sont essentielles pour toute organisation dont les opérations dépendent de l'équipement.

Ce n'est qu'en repérant ce qui est susceptible de tomber en panne qu'une organisation peut maximiser la disponibilité et minimiser les temps d'arrêt.

De ce fait, l'organisation peut élaborer une stratégie de maintenance (curative ou préventive) sur la base de ses données.

1 - Calcul du temps moyen entre les défaillances (MTBF)

Le temps écoulé entre une panne et la suivante peut être calculé en utilisant la somme du temps de fonctionnement (uptime) divisé par le nombre de pannes.

MTBF = Temps de fonctionnement total / Nombre de pannes

Par exemple, si sur une durée de fonctionnement prévue de dix heures, un équipement a fonctionné pendant neuf heures et qu’il est tombé en panne pendant une heure, répartie entre trois arrêts.

Alors MTBF = 9 heures / 3 = 3 heures.

Comme vous pouvez le voir dans l'exemple ci-dessus, le temps de réparation n'est pas inclus dans le calcul du MTBF.

En plus des conditions de conception mentionnées ci-dessus, il existe d'autres facteurs communs qui tendent à influencer le MTBF.

L'un des principaux facteurs est l'intervention humaine.

Par exemple, un MTBF faible peut indiquer une mauvaise manipulation de l’équipement par ses opérateurs ou des travaux de réparation mal exécutés dans le passé.

2 - Pourquoi le MTBF est-il utile ?

Le MTBF est un marqueur important de l'ingénierie de la fiabilité et trouve son origine dans l'industrie aéronautique, où une panne d'avion peut entraîner des décès.

Même les décisions quotidiennes, comme l'achat d'une marque particulière de voiture ou d'ordinateur, sont influencées par le désir de l'acheteur de disposer d'un produit dont le MTBF est plus élevé que celui de la marque suivante.

Pour les biens critiques tels que les avions, les équipements de sécurité et les générateurs, le MTBF est un indicateur important des performances attendues. C'est pourquoi les fabricants l'utilisent comme une mesure de fiabilité quantifiable et comme un outil essentiel dans les étapes de conception et de production de nombreux produits.

Il est aujourd'hui couramment utilisé pour la conception de systèmes mécaniques et électroniques, le fonctionnement des usines, l'achat de produits, la maintenance ainsi que les services.

Bien que le MTBF ne tienne pas compte de la maintenance planifiée, il peut néanmoins être appliqué à des choses comme le calcul de la fréquence des inspections pour les cas de maintenance préventive.

Même si un actif est susceptible de fonctionner pendant un certain nombre d'heures avant la prochaine défaillance, l'introduction d'actions préventives peut contribuer à réduire cette défaillance au minimum et à prolonger la durée de vie de l’équipement.

3 - Quelle est la différence entre MTBF, MTTR et MTTF ?

Le temps moyen de réparation (MTTR) désigne le temps nécessaire pour réparer un système et lui redonner toutes ses fonctionnalités.

Le MTTR commence au début de la réparation et se poursuit jusqu'à ce que la réparation soit terminée.

Il comprend le temps de réparation, la période de test et le retour à l'état de fonctionnement normal.

Pour calculer le MTTR, il faut diviser le temps total de maintenance par le nombre total d'actions de maintenance dans une période donnée.
Imaginez un équipement qui tombe en panne trois fois en une journée de travail. Le temps consacré à la réparation de chacune de ces pannes s'élève à deux heures.

Dans ce cas, le MTTR serait de 2 heures / 3 = 40 minutes.

Les responsables de la maintenance connaissent bien l'utilité du MTTR, mais prendre trop de temps pour réparer un système ou un équipement n'est pas souhaitable, car cela peut avoir un impact très négatif sur les résultats de l'entreprise.

C'est notamment le cas pour les processus qui sont particulièrement sensibles aux défaillances. Cela se traduit souvent par des arrêts de production, des délais non respectés, des pertes de revenus, etc.

Qu'est-ce que le temps moyen avant la défaillance (MTTF) ?

Le temps moyen avant la défaillance (MTTF) est une mesure très élémentaire de la fiabilité utilisée pour les systèmes non réparables. Il représente la durée de fonctionnement prévue d'un composant jusqu'à sa défaillance.

Le MTTF est ce que nous appelons communément la durée de vie d'un produit ou d'un dispositif.

Sa valeur est calculée en examinant un grand nombre d'articles du même type sur une longue période et en déterminant leur temps moyen de défaillance.

Le MTTF est le principal indicateur de la fiabilité des équipements, dans le but de maximiser leur durée de vie.

Un MTTF court signifie au global des temps d'arrêt et des interruptions plus fréquents.
Nous allons calculer le MTTF comme suit :

Pour trois équipements identiques jusqu'à ce qu'ils tombent tous en panne.

Le premier tombe en panne après 10 heures, le deuxième après 12 heures et le troisième après 14 heures.

Dans ce cas, le MTTF serait de: (10+ 12+ 14) / 3 = 12 heures.

Cela nous amène à conclure que ce type d'équipement devra être remplacé, en moyenne, toutes les 12 heures.

Le seul moyen sûr d'augmenter le MTTF est de rechercher des composants de meilleure qualité fabriqués avec des matériaux ou procédés plus robustes.

En tenant des registres de ces indicateurs, on peut lire et anticiper plus facilement le taux de défaillance d'un bien ou de ses composants.

En conclusion, les responsables de la maintenance sont là pour assurer une disponibilité et une durée de fonctionnement maximale des équipements, ainsi que des opérations sûres et efficaces.

La compréhension et la lecture des données créées par l'utilisation des métriques de défaillance (MTBF, MTTR, MTTF) aident les professionnels de la maintenance dans l'amélioration continue de leurs programmes et pratiques de maintenance.

Sur la base de ces données, ils peuvent élaborer de meilleures stratégies de gestion des actifs et améliorer leurs processus de maintenance globaux afin d'éviter les défaillances et les dommages causés par les pannes des machines.

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