Métriques MTTR et MTBF précises : approche logicielle pour optimiser la maintenance

Qu'est-ce que le MTTR (Mean Time to Recovery) ?

Dans les logiciels d'automatisation, le MTTR (temps moyen de récupération) est une métrique pour déterminer la facilité de diagnostic et de remise en service automatique d'un équipement. Le MTTR est le temps moyen pour remettre une machine en état productif et fournit une bonne base pour l'efficacité machine. Combiné à d'autres indicateurs, il peut orienter les ingénieurs contrôle et maintenance vers d'éventuels défauts parasites réductibles.

Figure 1. Machinerie industrielle.

Pannes machine

Toute machine a des défauts ou alarmes qui l'arrêtent et notifient un opérateur ou la maintenance. Parfois ces défauts sont facilement levés, parfois ils dirigent la maintenance vers un composant qui ne répond pas comme prévu. Les calculs de MTTR aident un développeur logiciel contrôle à rendre les descriptions de défauts claires et faciles à interpréter.

Calcul du MTTR

Les ingénieurs peuvent calculer le MTTR manuellement, ou, avec une logique de base, l'écrire dans le contrôleur machine pour que techniciens formés puissent consulter les valeurs à tout moment en production. La formule :

MTTR = Somme des temps de récupération après défaut / Nombre de défauts

Exemple : une machine tombe en panne 10 fois sur un quart de travail, temps d'arrêt total lié à ces défauts = 25 minutes. MTTR = 25 min / 10 = 2,5 min. Selon le défaut, cela peut signifier que le défaut n'est pas assez clair pour qu'un opérateur réagisse assez vite.

Utilisation du MTTR

Une fois le MTTR calculé, développeurs logiciels et ingénieurs contrôle peuvent évaluer l'efficacité et la clarté des défauts et alarmes. Le MTTR montre aussi la rapidité des opérateurs et maintenance à traiter les défauts.

Figure 2. Surveillance machinerie industrielle et détection de pics dus aux pannes. Image utilisée avec l'autorisation de Chris Liverani.

Pour éliminer certaines erreurs dues aux opérateurs absents ou maintenance ne levant pas les défauts, on peut changer l'enregistrement du temps pour ne mesurer que le temps qu'un opérateur met à acquitter le défaut. En regardant le temps d'acquittement divisé par le nombre de défauts, on comprend combien de temps faut à un opérateur pour arriver à la machine, lire le défaut, et agir. Info utile pour comprendre pourquoi l'OEE (efficacité globale d'équipement) est basse ou le temps d'arrêt élevé.

Qu'est-ce que le MTBF (Mean Time Between Failure) ?

Le MTBF est le temps moyen entre pannes ; c'est le temps moyen entre un défaut système et le suivant. Parfois, en tant que concepteurs logiciels contrôle, nous ne pouvons pas faire grand-chose car certains défauts sont mécaniques ou liés au dispositif et se reproduiront jusqu'à correction. Cependant, si on utilise le MTBF pour les défauts opérateur, on peut déterminer à quelle fréquence un opérateur commet une erreur causant une perte de production.

Défauts opérateur

Un défaut opérateur survient quand un opérateur doit interagir avec l'équipement automatisé pour continuer sa tâche. Cela peut être l'installation d'un composant trop difficile à automatiser, ou le chargement de l'équipement avec des pièces à assembler.

Partout où un opérateur doit interagir avec l'équipement automatisé, il devrait y avoir des capteurs ou systèmes de vision pour vérifier que l'opérateur a correctement accompli la tâche. Ces systèmes auront des défauts s'ils détectent une exécution incorrecte. Ces défauts sont valides et ralentiront le taux de production s'ils surviennent trop souvent.

Calcul du MTBF

Le calcul du MTBF ressemble au MTTR, mais on regarde des défauts spécifiques. Formule simple :

MTBF = Somme des temps entre défauts / Nombre de défauts

Ce calcul n'est utile que pour des défauts très spécifiques, et pas seulement pour les défauts opérateur. De plus, si vous avez des défauts récurrents et voulez connaître leur impact sur la récupération, le MTBF peut être soustrait d'autres métriques.

Figure 3. MTTR et MTBF aident à prévenir les problèmes sur la ligne de production, qui ralentissent l'efficacité et augmentent les coûts.

Combiner les métriques pour la fiabilité machine

Les propriétaires de machines ou ingénieurs fabrication utilisent généralement l'OEE pour évaluer la performance de production, mais d'autres métriques permettent de creuser jusqu'à la cause racine. En utilisant MTTR ou MTBF et en ajustant les défauts observés, on peut identifier quel défaut cause la plus forte réduction d'OEE et le plus long temps d'arrêt.

En tant que concepteurs logiciels contrôle, nous pouvons utiliser le MTTR pour développer des défauts plus propres, plus robustes, facilement compréhensibles par opérateurs ou maintenance. Le MTBF donne une image plus précise de l'OEE machine. En combinant ces métriques, nous développons un instantané plus clair et précis de l'efficacité machine, crucial non seulement pour le fabricant d'équipement mais aussi pour le client et le personnel de production.