设备故障率怎么算:三种公式,算出来差十倍
设备故障率没有唯一公式,常见三种:故障停机时间÷负荷时间(故障停机率,看故障吃掉多少生产时间);故障次数÷运行时间(故障频率,约等于MTBF的倒数);故障台次÷设备总台数(台次故障率,用于设备台账管理)。三者数值可以相差十倍以上,报数时必须写明用的是哪个公式。
三种公式,先看用的是哪一种
“设备故障率”在国内工厂里至少有三种算法在同时流通,名字一样,意思完全不同:
公式①回答“故障吃掉了多少生产时间”,公式②回答“多久坏一次”,公式③回答“这批设备里有多少台出过事”。设备部门月报里最常见的是①,可靠性分析用②,集团设备台账和一些行业检查表沿用③。
用同一组数据算三遍
示例(假设数据):某机加车间有20台CNC加工中心,本月每台负荷时间均为400小时,合计8000小时。全月共发生故障25次,涉及9台设备,故障停机时间合计150小时。其他各类停机(换型、待料等)合计850小时。
| 公式 | 计算 | 结果 | 读法 |
|---|---|---|---|
| ① 故障停机率 | 150 ÷ 8000 | 1.9% | 负荷时间里有1.9%被故障占掉 |
| ② 故障频率 | 运行时间=8000−150−850=7000小时;25 ÷ 7000 | 约3.6次/千小时 | 平均每运行280小时坏一次 |
| ③ 台次故障率(按台次) | 25 ÷ 20 | 125% | 平均每台出了1.25次故障 |
| ③ 的变体(按台数) | 9 ÷ 20 | 45% | 本月有45%的设备出过故障 |
同一个车间同一个月,“故障率”可以是1.9%,也可以是45%甚至125%。不说明公式,这个数字没有任何信息量。
各自的分子分母要抠清楚
公式①的分母是负荷时间(计划生产时间),不是日历时间。用日历时间做分母,周末不开机的工厂故障率会被稀释得很好看。分子是故障停机的全部时长,从停下到恢复生产,含等维修、等备件。
公式②的分母是设备实际运行的时间。设备停着不会坏,所以用运行时间比用负荷时间更合理;很多工厂图省事直接用负荷时间,也可以,但要固定不变。分子是故障次数,“同一故障修了没好、两小时后又停”算一次还是两次,要事先规定——通常按两次算,并把它标记为返修。
公式③的分子“故障台次”是指各台设备故障次数之和,所以结果可以超过100%。也有单位按“发生过故障的台数”算,结果不会超过100%。这个公式对停机时间长短不敏感:停10分钟和停3天都是1台次,因此它只适合做台账层面的粗管理,不适合指导现场改善。
和MTBF、MTTR是什么关系
公式②就是MTBF的倒数:
上例中MTBF=7000÷25=280小时,MTTR=150÷25=6小时。再看公式①:故障停机时间=故障次数×MTTR,所以故障停机率同时受“坏得勤不勤”和“修得快不快”两件事影响。故障停机率从1.9%升到3%,可能是故障变多了,也可能是次数没变、但有一次等进口备件等了四天。
所以月报里只放一个故障停机率不够,建议三个数一起放:故障停机率、MTBF、MTTR。算法细节见MTBF和MTTR怎么算,手头有数据可以直接用MTBF / MTTR 计算器。
什么算“一次故障”
比公式更容易出分歧的是故障的认定。以下几条建议写进统计口径文件:
- 设备功能丧失或降低、需要维修人员介入才能恢复的,计为故障。
- 操作工自行复位、时长低于小停机分界线的,不计故障,计小停机。
- 计划保养中发现并处理的隐患,不计故障;保养超时占用生产时间的部分,计停机,原因归“保养超时”。
- 撞机、装错刀、参数输错导致的停机,计故障,但原因子类标为“操作失误”,与设备本体原因分开。
- 工装、模具、刀具问题是否计入,全厂统一一种做法。
对外报数,把公式写在数字旁边
常见错误:拿本厂的“故障率1.9%”去和兄弟工厂的“故障率0.8%”比,结论是自己差。事后才发现对方用日历时间做分母,而且只统计30分钟以上的故障。
向集团、客户审核或同行交流时,至少注明四项:用的是哪个公式;分母是负荷时间、运行时间还是日历时间;故障停机的最短计入时长;是否含工装模具。缺了这四项的故障率,拿来对比只会得出错误结论。对内考核也一样,口径一旦定下,年内不要改;确实要改,新旧口径并行算两三个月,让大家看清变化来自口径还是来自设备。
另外注意,故障率低不等于设备效率高。它只反映故障这一类损失,换型、待料、小停机都不在里面,这一点在设备可用率和完好率的区别里有展开。
常见问题
故障停机时间包不包括等维修工、等备件的时间?
包括。从设备因故障停下,到恢复正常生产为止,中间的报修、等人、诊断、等备件、修理、试机都算故障停机时间。只算维修工动手的那一段,会把响应慢和备件缺货的问题藏起来。需要细看时,可以在内部再拆成等待时间和修理时间。
设备故障率考核目标定多少合适?
没有通用值。不同设备类型、不同公式之间无法比较,别的工厂的数字也不知道口径。更稳妥的做法是先按固定口径如实测三个月,得到自己的基线,再按基线设定逐季下降的目标,并同时看MTBF和MTTR两个分项。
小停机要不要算进故障次数?
一般不算。卡料、传感器误报这类操作工自己几十秒能复位的停顿,归入小停机单独统计。如果混进故障次数,MTBF会短到只有几十分钟,失去参考意义。但同一个小停机反复出现,应当作为设备缺陷立项处理。
模具、刀具、夹具的问题算设备故障吗?
要事先定好并写进口径。常见做法是单列“工装模具故障”,与设备本体故障分开统计,因为责任部门和对策不同。无论归哪边,都不能两头都不算,那样这部分停机就从报表里消失了。
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