MTBF (Mean Time Between Failures)

Le MTBF (temps moyen entre les défaillances) est un indicateur de maintenance et un paramètre de fiabilité très courant dans la maintenance et la gestion des actifs.

Il décrit le temps moyen entre les défaillances, c’est-à-dire le temps moyen attendu entre le début d’une défaillance et le début de la défaillance suivante.

Généralement mesurée en heures, la valeur MTBF est un indicateur statistique qui aide les responsables de la gestion ou de la maintenance des installations à comprendre ce que l’on peut attendre d’une machine et à mieux comprendre le fonctionnement de l’ensemble de l’installation. En d’autres termes, il s’agit d’une valeur fondamentale pour toute analyse de fiabilité.

Définition du MTBF

L’indicateur MTBF (Mean Time Between Failures) exprime une mesure statistique du temps moyen attendu entre deux pannes.

Il représente donc le temps moyen entre l’apparition d’une défaillance et le début de la suivante.

Qu’est-ce que le MTBF et pourquoi est-il important ?

Le MTBF est calculé en divisant le temps total de fonctionnement par le nombre de pannes sur une période donnée. Il est exprimé en heures et reflète la fiabilité d’un équipement ou d’un système.

• Un MTBF élevé indique un équipement qui fonctionne longtemps avant de tomber en panne, ce qui est idéal pour limiter les interruptions.
• Un MTBF faible, en revanche, suggère des problèmes récurrents ou une conception défaillante, nécessitant des actions correctives rapides.

Ce chiffre est une base solide pour anticiper les interventions et améliorer la gestion des actifs.

Que signifie un MTBF élevé ou bas ?

Un MTBF peut être interprété de différentes façons selon le contexte opérationnel :

Quand le MTBF est élevé :

• Cela signifie que l’équipement est globalement fiable.
• Les coûts associés à la maintenance corrective sont réduits.
• Moins de temps d’arrêt permet une meilleure productivité.

Exemple : une machine industrielle avec un MTBF de 10 000 heures peut fonctionner sans intervention majeure pendant plusieurs mois.

Quand le MTBF est faible :

• C’est souvent un signal d’alarme. L’équipement pourrait nécessiter une maintenance préventive plus fréquente.
• Les pannes récurrentes entraînent des interruptions coûteuses.
• Cela peut aussi indiquer des problèmes de conception ou une mauvaise utilisation des équipements.

Un MTBF bas incite à repenser les stratégies de maintenance ou à envisager des mises à jour technologiques.

Comment utiliser le temps moyen entre deux pannes (Mean Time Between Failure)

Comme nous l’avons mentionné, le temps moyen entre deux défaillances représente une valeur temporelle, généralement exprimée en heures.

Étant donné que le MTBF (temps moyen entre deux défaillances) indique la durée de vie opérationnelle d’une installation ou d’un actif, il s’agit d’une mesure étroitement liée au calcul de la fiabilité des installations et des équipements, ainsi qu’aux mesures utilisées pour calculer la disponibilité opérationnelle des équipements eux-mêmes (OEE, Overall Equipment Effectiveness).

Ces caractéristiques font du MTBF l’un des principaux indicateurs de maintenance dont le suivi est l’un des facteurs clés de l’augmentation de la productivité d’une usine.

Très souvent, le temps moyen entre deux défaillances (MTBF) est associé à deux autres mesures importantes qui sont le MTTR (Mean Time To Repair) et le MTTF (Mean Time To Failure), respectivement le temps moyen prévu pour réparer une défaillance et le temps moyen prévu pour une défaillance.

Il est important de noter que le suivi et le calcul du MTBF ne sont applicables que dans les cas où l’on considère des actifs et des équipements réparables. Dans le cas contraire, la mesure correcte à utiliser est le MTTF.

MTTR et MTBF : Qu’est-ce que le MTTR et quelles sont les différences ?

Le MTTR (Mean Time To Repair ou aussi Mean Time To Restore) exprime la maintenabilité d’un actif ou d’une machine.

Contrairement au MTBF, plus la valeur du MTTR d’un actif ou d’une installation est faible, plus sa maintenabilité est élevée.

Le paramètre MTTR comprend

• le temps de détection et de signalement des défaillances
• le temps d’attente du mainteneur
• le temps de réparation active
• le temps de réparation non active (par exemple, l’attente d’une pièce de rechange)

MTTF et MTBF : quelles sont les différences ?

Outre le MTBF et le MTTR, une autre mesure liée aux temps d’arrêt est le temps moyen avant défaillance (MTTF), qui exprime le temps moyen attendu avant qu’une machine ou une installation ne s’immobilise en raison d’une défaillance.

Comme le MTBF et le MTTR, le MTTF est également exprimé par ordre de temps, généralement en heures. Alors que le temps moyen entre deux défaillances (MTBF) mesure le temps entre deux défaillances, le calcul du MTTF ne prend en compte qu’une seule défaillance, de sorte que cette mesure ne s’applique qu’aux composants d’une installation qui ne peuvent pas être réparés et doivent être remplacés. Dans le cas contraire, il est préférable de surveiller le paramètre MTBF.

Comment calculer le MTBF

Le calcul du MTBF s’effectue en divisant le temps de fonctionnement total d’une installation par le nombre de temps d’arrêt enregistrés au cours de la même période.

Formule de calcul du MTBF
Formule de calcul du MTBF :

MTBF = Temps de fonctionnement total / Nombre total de temps d’arrêt

Exemple de calcul du MTBF

Comme exemple d’application du calcul du MTBF, nous pouvons considérer une machine mécanique conçue pour fonctionner en continu pendant 10 heures par jour.

Supposons que la machine tombe en panne après avoir fonctionné normalement pendant 7 jours. Dans ce cas, le MTBF sera de 70 heures. En fait :

MTBF = (Heures de fonctionnement par jour * Jours de fonctionnement) / Nombre de temps d’arrêt

MTBF = (10 * 70) / 2

Bien entendu, le calcul de la valeur MTBF est légèrement plus complexe en incluant plusieurs temps d’arrêt et en calculant le temps qui les sépare par rapport à des périodes plus longues.

Supposons, par exemple, que la même machine fonctionne 10 heures par jour et qu’elle subisse quatre pannes en l’espace de deux semaines.

1. La première panne survient après 25 heures de fonctionnement et 3 heures sont nécessaires pour la réparer.
2. La deuxième panne survient après 22 heures de travail consécutives depuis la dernière panne et il faut cette fois 4 heures pour la réparer.
3. La troisième panne survient 46 heures après la dernière.
4. Une quatrième panne survient après 20 heures de travail supplémentaires

Sur la base de ces données, nous pouvons dire que le temps de fonctionnement total de l’installation au cours des deux semaines considérées est de 128 heures (la somme des heures totales à laquelle on soustrait le temps d’intervention nécessaire pour remettre la machine en service).

Nous pouvons donc appliquer la formule de calcul du MTBF

MTBF = (25+22+46+20+15) / Nombre de temps d’arrêt = 128 / 4 = 32 heures

MTBF, MTTR, MTTF et taux de défaillance

Pour une analyse complète, il est crucial de ne pas examiner le MTBF de manière isolée. Voici les interactions entre ces métriques :

• MTTR (Mean Time To Repair) : Mesure la vitesse à laquelle un équipement est remis en service après une panne. Un MTBF élevé combiné à un MTTR bas est idéal.

• MTTF (Mean Time To Failure) : S’applique aux équipements non réparables. Utile pour anticiper les remplacements.

Ensemble, ces indicateurs offrent une vision complète de la fiabilité et de la maintenance.

A la lumière de ce qui a été dit jusqu’à présent, il est important de noter que le MTBF est en fait composé de la somme de deux temps, le MTTF et le MTTR. En effet :

MTBF = MTTF + MTTR

Examinons ensemble un exemple :

Supposons qu’une panne survienne au moment t1. Il faudra un temps t = MTTR pour que la réparation soit effectuée par un technicien, ainsi qu’un temps t = MTTF pour que la panne suivante se produise au temps t = 2.

Par conséquent :

MTBF = t2 – t1 = MTTR + MTTR

Il faut également veiller à ne pas confondre le MTBF avec le taux de défaillance, qui représente plutôt le nombre d’actifs défaillants après un temps t sur le nombre total d’actifs surveillés.

Comment améliorer le temps moyen entre deux défaillances (MTBF)

L’amélioration du temps entre les défaillances signifie donc l’amélioration de la productivité d’une usine.

Le suivi du MTBF des équipements les plus importants ou de ceux qui nécessitent une action continue de la part du responsable de la maintenance permet à ce dernier d’organiser efficacement et de mieux planifier les activités de maintenance.

Deux étapes fondamentales pour améliorer le temps moyen entre les défaillances

Le suivi de l’indicateur du temps moyen entre les défaillances est un élément fondamental pour la bonne conduite d’une stratégie sérieuse de maintenance des installations, car il fournit une mesure statistique de la durée pendant laquelle l’actif ou la machine pourra fonctionner sans subir d’arrêts imprévus.

En tenant compte de cet KPI de maintenance, lors de l’élaboration d’un plan de maintenance des machines, nous pouvons déterminer avec plus de précision dans quelle mesure des mesures de maintenance préventive peuvent être prises. En particulier, il peut être utile pour les opérations de maintenance conditionnelle en surveillant les signaux faibles.

Nous pouvons résumer ainsi les étapes de base à suivre :

• La première consiste à s’assurer que les données sont collectées avec précision. Pour cette raison, il est important d’utiliser des outils spécifiques tels que les logiciels de maintenance GMAO, qui peuvent stocker les données et les organiser automatiquement dans des tableaux de bord dédiés à des actifs individuels.
• La deuxième étape consiste à utiliser ces données de manière proactive, en planifiant une stratégie de maintenance préventive basée sur des choix fondés sur des données. Investir du temps et des ressources dans les inspections et les activités de maintenance systématique peut réduire considérablement le nombre d’arrêts, et l’indicateur du temps moyen entre deux arrêts nous donne une mesure clé pour organiser le travail et intervenir au bon moment afin de limiter autant que possible les ralentissements, les pannes et les pertes de production.

Le rôle d’un logiciel de GMAO pour le suivi de l’indicateur MTBF

Cependant, pouvoir suivre ce type de données, afin de calculer le temps moyen entre deux pannes, n’est pas une tâche si triviale et si simple. Ces données doivent en effet être précises et fiables. C’est pourquoi un logiciel de GMAO (Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur) est un outil indispensable pour calculer le MTBF. Un logiciel de maintenance GMAO permet en effet d’enregistrer les données, de les organiser automatiquement au sein de tableaux de bord dédiés aux actifs et aux usines, et de générer des rapports personnalisés avec des graphiques et des tableaux utiles à la compréhension de nos processus. L’objectif est de rendre la valeur du MTBF la plus grande possible (en termes de temps), afin d’augmenter le temps entre deux pannes.

Relation entre l’indice MTBF et l’analyse de fiabilité

Comme nous l’avons expliqué au début, les mesures de fiabilité d’une installation ou d’une machine sont exprimées en termes de MTBF et de MTTR (temps moyen de réparation ou temps moyen de remise en état, c’est-à-dire le temps moyen nécessaire pour réparer la panne).

La formule de calcul de la fiabilité, compte tenu des deux indicateurs ci-dessus, est la suivante :

Fiabilité = MTBF / ( mtbf + mttr )

La fiabilité est l’un des facteurs qui contribuent au calcul de l’efficacité globale des équipements (OEE) d’une usine. L’équation ci-dessus établit une relation entre l’amélioration du MTBF et d’autres mesures (MTTR) liées à l’augmentation des performances d’une usine.

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