MTBF

Wat is MTBF?

MTBF (Mean Time Between Failures) is de gemiddelde bedrijfstijd tussen twee opeenvolgende storingen van een repareerbaar systeem, apparaat of component, berekend als de totale bedrijfstijd gedeeld door het aantal storingen in die periode. MTBF is een van de belangrijkste KPI’s voor betrouwbaarheid in onderhoud, assetmanagement en ontwerp van industriële installaties. Hoe hoger de MTBF, hoe minder vaak een installatie gemiddeld uitvalt. Samen met MTTR bepaalt MTBF de beschikbaarheid van een machine of systeem.

🧮 Hoe wordt MTBF berekend?

De basisformule is eenvoudig:

MTBF = totale bedrijfstijd / aantal storingen

Een machine die 1.000 uur draait en in die tijd 4 keer uitvalt, heeft een MTBF van 1.000 / 4 = 250 uur.

In de praktijk rekent u meestal over een populatie van gelijke assets. Stel dat 20 identieke pompen elk 8.000 bedrijfsuren draaien en er in totaal 8 storingen optreden. Dan is de MTBF (20 × 8.000) / 8 = 20.000 uur. Ook pompen die nog niet zijn uitgevallen tellen mee in de bedrijfstijd; wie alleen de uitgevallen exemplaren meeneemt, onderschat de MTBF fors.

Daarnaast gelden enkele spelregels:

• Bedrijfstijd, geen kalendertijd - tel alleen de uren dat het systeem in bedrijf is; stilstand voor gepland onderhoud of omdat er geen productie is, telt niet mee
• Vaste storingsdefinitie - leg vast wat een storing is (functieverlies, ongeplande stop, alarm met ingreep) en houd die definitie gelijk, anders zijn cijfers tussen periodes en locaties niet vergelijkbaar
• Alleen repareerbare systemen - voor onderdelen die bij een defect worden vervangen, zoals een sensor of zekering, gebruikt u MTTF (Mean Time To Failure)
• Faalfrequentie - bij een constante faalfrequentie λ geldt MTBF = 1/λ; een MTBF van 20.000 uur komt overeen met λ = 5 × 10⁻⁵ storingen per uur

📉 Wat zegt MTBF wel en niet over levensduur?

Het grootste misverstand is dat MTBF de verwachte levensduur van één apparaat zou zijn. Dat klopt niet. MTBF is een gemiddelde over een populatie in de periode waarin de faalfrequentie ongeveer constant is: het vlakke middendeel van de zogenoemde badkuipkromme, tussen kindersterfte (vroege uitval) en slijtage aan het eind van de levensduur.

Bij een constante faalfrequentie is de kans dat een apparaat tijd t zonder storing doorkomt R(t) = e^(−t/MTBF). Daaruit volgt dat op het moment t = MTBF nog maar ongeveer 37% van de apparaten zonder storing draait. Ruim 63% is dan al minstens één keer uitgevallen.

Een handige vuistregel is het jaarlijks uitvalpercentage (Annualized Failure Rate): bij continu bedrijf ongeveer 8.760 / MTBF. Een harde schijf of voeding met een opgegeven MTBF van 1.000.000 uur valt dus per jaar bij circa 0,9% van de exemplaren uit. Dat betekent niet dat één exemplaar 114 jaar meegaat.

🔄 Wat is het verschil tussen MTBF, MTTF, MTTR en beschikbaarheid?

De inherente beschikbaarheid is MTBF / (MTBF + MTTR). Een pomp met een MTBF van 20.000 uur en een MTTR van 10 uur heeft een beschikbaarheid van 20.000 / 20.010 = 99,95%. Let op: deze formule rekent alleen met de technische hersteltijd. Wachttijd op een monteur of reservedeel valt erbuiten, waardoor de beschikbaarheid in de praktijk lager uitvalt.

Sommige bronnen definiëren MTBF als MTTF + MTTR, dus inclusief de reparatietijd. Omdat de hersteltijd meestal klein is ten opzichte van de bedrijfstijd, is het verschil vaak verwaarloosbaar, maar vermeld bij het vergelijken welke definitie is gebruikt.

🧱 Hoe bepaalt u de MTBF van een systeem uit componenten?

• Serieschakeling - als elke component nodig is, tellen de faalfrequenties op: 1/MTBF(systeem) = Σ 1/MTBF(component). Een PLC-CPU van 250.000 uur, een I/O-module van 500.000 uur en een voeding van 200.000 uur geven samen een MTBF van circa 90.900 uur, lager dan die van de zwakste schakel.
• Parallelle redundantie - twee gelijke eenheden waarvan er één volstaat (1oo2) verhogen de betrouwbaarheid sterk. Zonder reparatie stijgt de gemiddelde tijd tot systeemuitval naar 1,5 × de MTBF van één eenheid; met snelle reparatie van de defecte eenheid is de winst veel groter. Dat is het principe achter redundante DCS-controllers, UPS-systemen en high availability-clusters.
• Voorspellingsstandaarden - voor elektronica zonder velddata berekenen fabrikanten de MTBF uit onderdeel-faalfrequenties volgens MIL-HDBK-217F (laatste wijziging Notice 2 uit 1995), Telcordia SR-332, de Siemens-norm SN 29500 of de Franse FIDES-methode. IEC 61709 (editie 3, 2017) geeft referentiecondities en stressmodellen om faalfrequenties om te rekenen naar andere temperaturen en belastingen. Dezelfde schakeling kan per methode een sterk afwijkende MTBF opleveren, dus vergelijk datasheets alleen bij gelijke methode en condities.

🏭 Hoe gebruikt u MTBF in onderhoud en veiligheid?

In de praktijk komt de MTBF uit uw eigen storingshistorie in een CMMS of uit de historian van het SCADA-systeem. Een werkwijze in vijf stappen:

1. Definieer assets en storingen - kies een vaste asset-hiërarchie en storingscodes. De norm ISO 14224, oorspronkelijk voor de olie-, gas- en petrochemische industrie, biedt een bruikbare taxonomie voor het verzamelen van betrouwbaarheids- en onderhoudsdata.
2. Registreer bedrijfstijd - haal draaiuren automatisch uit de PLC of het DCS in plaats van te schatten.
3. Bereken MTBF per assettype - bijvoorbeeld per kwartaal over een voortschrijdend jaar, zodat één incident de trend niet domineert.
4. Analyseer de slechtste presteerders - gebruik een oorzaakanalyse of FMEA om terugkerende storingen weg te nemen.
5. Stuur bij - kies tussen preventief onderhoud, conditiebewaking of voorspellend onderhoud en volg het effect in de MTBF-trend.

MTBF is ook een bouwsteen voor OEE, TPM en RAMSHEEP-analyses, die in Nederland veel worden gebruikt bij infrastructuurprojecten, bijvoorbeeld van Rijkswaterstaat. Binnen ISO 55000 helpt de MTBF-trend bij beslissingen over vervanging versus revisie.

Bij functionele veiligheid ligt het anders. Berekeningen volgens IEC 61508 en IEC 61511 voor een SIL-niveau rekenen niet met MTBF zelf, maar met faalfrequenties per faalwijze, vooral de gevaarlijke, niet-gedetecteerde storingen (λDU), waaruit de PFDavg of PFH volgt. In de machineveiligheid gebruikt ISO 13849-1 de MTTFd: laag (3 tot 10 jaar), middel (10 tot 30 jaar) of hoog (30 tot 100 jaar). Voor pneumatische en elektromechanische componenten volgt die uit de B10d-waarde: MTTFd = B10d / (0,1 × aantal schakelingen per jaar).

🧮 Hoe rekent u beschikbaarheid uit MTBF en MTTR uit?

Vul MTBF en MTTR in en kies of componenten in serie of redundant staan. De rekenhulp toont de beschikbaarheid en de verwachte stilstand per jaar.

❓ Veelgestelde vragen

Wat is een goede MTBF-waarde?

Een goede MTBF bestaat niet in het algemeen; de waarde hangt sterk af van het type asset en de bedrijfsomstandigheden. Een industriële voeding kan een opgegeven MTBF van honderdduizenden uren hebben, een mechanische pomp vaak duizenden tot tienduizenden uren. Vergelijk MTBF daarom altijd met dezelfde assetklasse, met uw eigen historie of met branchedata.

Betekent een MTBF van 100.000 uur dat een apparaat 11 jaar meegaat?

Nee, MTBF is geen levensduur maar een gemiddelde over een populatie in de periode met constante faalfrequentie. Bij een MTBF van 100.000 uur valt bij continu bedrijf jaarlijks ongeveer 8,4% van de apparaten uit, en de werkelijke levensduur wordt bepaald door slijtage en veroudering. De MTBF zegt daarom vooral hoeveel storingen u in een grote populatie kunt verwachten.

Wanneer gebruikt u MTTF in plaats van MTBF?

MTTF gebruikt u voor componenten die na een defect worden vervangen in plaats van gerepareerd, zoals lampen, zekeringen en veel sensoren. MTBF hoort bij repareerbare systemen die na een storing weer in bedrijf gaan, zoals pompen, machines en besturingskasten. De rekenwijze is vergelijkbaar, maar het verschil maakt duidelijk of er na een storing een reparatie of een vervanging volgt.

Hoe verhoogt u de MTBF van een installatie?

De MTBF stijgt door de oorzaken van terugkerende storingen weg te nemen met oorzaakanalyse en FMEA, door componenten binnen hun specificaties te belasten en door conditiebewaking slijtage tijdig te laten signaleren. Ook betere smering, uitlijning, koeling en schone voeding verhogen de MTBF merkbaar. Redundantie verhoogt vooral de MTBF op systeemniveau, niet die van de afzonderlijke onderdelen.

Is de MTBF uit een datasheet betrouwbaar?

Een MTBF uit een datasheet is meestal een berekende voorspelling volgens een standaard zoals MIL-HDBK-217F, Telcordia SR-332 of SN 29500, bij een vaste referentietemperatuur. In een warme schakelkast of bij zware belasting ligt de werkelijke MTBF vaak lager. Vraag daarom welke methode en welke omgevingscondities de fabrikant heeft gebruikt.

Hoe hangen MTBF en beschikbaarheid samen?

De inherente beschikbaarheid is MTBF gedeeld door de som van MTBF en MTTR. Een hogere MTBF betekent minder vaak een storing, een lagere MTTR een korter herstel per storing. Beide verhogen de beschikbaarheid van een installatie.

📌 Samengevat

MTBF meet de gemiddelde bedrijfstijd tussen storingen van repareerbare systemen en vormt met MTTR de basis voor beschikbaarheid. Het is een populatiegemiddelde, geen levensduurgarantie: bij t = MTBF draait nog maar zo’n 37% van de apparaten zonder storing. Betrouwbare MTBF-cijfers vragen om een vaste storingsdefinitie, echte bedrijfsuren en kennis van de methode achter datasheetwaarden.

MTBF geeft aan hoe vaak een storing gemiddeld voorkomt; wie het gebruikt als populatiegemiddelde in plaats van als levensduur, plant onderhoud, reservedelen en redundantie op feiten.