MTBF, MTTR y disponibilidad: diferencias y relación

MTBF, MTTR y disponibilidad suelen aparecer juntos en informes de mantenimiento, pero no son tres maneras de expresar una misma cifra. MTBF resume horas de operación por fallo observado. MTTR, según la tabla 14-1 de la guía NASA citada, es la media aritmética de los tiempos de ciclo de acciones individuales de mantenimiento, excluido el mantenimiento preventivo. Para su fórmula de disponibilidad operacional, esa guía emplea MTBM y MDT.

Antes de calcular, conviene fijar qué pregunta se está respondiendo y qué eventos y tiempos entran en cada término. NASA, §14.2–14.3 y tabla 14-1

El denominador marca la diferencia. Una cuenta puede estar bien hecha y responder a otra pregunta si mezcla horas de operación con calendario, fallos con acciones preventivas o reparación con tiempo caído. El objetivo aquí es reunir las medidas en una misma ventana hipotética, explicar el marco de cada una y mostrar sus límites. No es un cálculo de rendimiento de una planta ni una recomendación para un equipo concreto.

Qué pregunta responde cada indicador

Las siglas y sus usos pueden variar entre documentos y organizaciones. La tabla describe cómo la guía de NASA establece las medidas en las secciones citadas; no proclama que todas las empresas o normas usen cada término de forma idéntica. Antes de comparar informes, revisa la definición que acompaña al indicador.

La distinción entre MTBF y MTBM es especialmente importante. En el marco de NASA, un fallo no equivale a toda intervención de mantenimiento: el MTBM puede incluir tanto acciones correctivas como preventivas. Si una cuenta usa fallos en un periodo y otra usa acciones preventivas y correctivas, sus intervalos no responden a la misma base. NASA, §14.3 y tabla 14-1, pp. impresas 14-5–14-6, PDF pp. 217–218

La disponibilidad lleva una fórmula y un alcance

La guía de NASA presenta dos relaciones distintas: Ai = MTBF / (MTBF + MTTR) y Ao = MTBM / (MTBM + MDT). Esas ecuaciones pertenecen al marco del documento. Para Ai, se relacionan el tiempo entre fallos con el tiempo de reparación; para Ao, el tiempo entre acciones correctivas y preventivas con el tiempo medio caído. NASA, Ai §14.3, PDF p. 216; Ao §14.3, PDF p. 217; tabla 14-1, PDF p. 218

La propia guía no usa una única frontera temporal en todos los pasajes: §14.3 incluye la obtención y entrega de piezas entre los componentes del cálculo del tiempo de reparación; después distingue el MTTR (reparación) del MDT (tiempo caído con demoras), y la tabla 14-1 define Mean Active Maintenance Time excluyendo demoras logísticas y administrativas, mientras que MDT las incluye.

Como esas descripciones no se alinean por completo, el ejemplo declara los relojes que adopta para cada fórmula; no los presenta como una definición universal. NASA, §14.3, PDF p. 217, líneas 7606–7614; tabla 14-1, PDF pp. 217–218, líneas 7622–7651

La diferencia no es un cambio cosmético de letras. Si se reemplaza MTBM por MTBF se modifica qué eventos se cuentan. Si se reemplaza MDT por una duración limitada al trabajo activo, también puede cambiar el tiempo empleado en la fórmula. El nombre de la disponibilidad debe acompañar a su ecuación y a las definiciones aplicadas.

En el párrafo de reparación, NASA enumera etapas que pueden formar parte del ciclo de tiempo de reparación: diagnóstico, obtención y entrega de piezas, acceso al equipo, retirada y sustitución, retorno, comprobación y cierre. Así, el tiempo definido como ciclo de reparación no tiene por qué ser solo el periodo en que una persona trabaja físicamente sobre el equipo. NASA, §14.3, PDF p. 217 / impresa 14-5, líneas 7606–7614

La tabla 14-1, a su vez, diferencia Mean Active Maintenance Time de Mean Down Time. La primera medida excluye las demoras logísticas y administrativas descritas por la tabla; MDT las incluye según el alcance allí definido. Esto no autoriza a traducir todas las siglas locales por equivalencia directa: hay que especificar qué empieza y qué termina cada reloj. NASA, tabla 14-1, PDF p. 218 / impresa 14-6, líneas 7636–7651

Ejemplo didáctico con una sola ventana

El siguiente libro de cuentas es hipotético; no procede de un activo ni de registros de planta. En una ventana de 1.000 horas calendario, el conjunto opera 960 horas y permanece caído 40. Se registran seis fallos y seis acciones correctivas: el reloj de reparación activa suma 12 horas de tiempo transcurrido del equipo, no horas-persona; las demoras logísticas y administrativas suman otras 20 horas. El ciclo correctivo completo queda así en 32 horas.

Hay además dos acciones preventivas, con ocho horas de downtime en total. Suponemos que ningún intervalo se solapa ni se cuenta dos veces: 12 horas de reparación activa + 20 de demoras + 8 de mantenimiento preventivo = 40 horas caídas; las otras 960 son de operación. Todos los datos y categorías son inventados para mostrar la aritmética.

Con esas premisas:

• MTBF = 960 h de operación ÷ 6 fallos = 160 h por fallo.
• Tiempo medio de reparación activa usado como MTTR para Ai = 12 h ÷ 6 ciclos correctivos = 2 h por ciclo.
• Ciclo correctivo completo medio, incluidas las demoras = 32 h ÷ 6 ciclos = 5,33 h por ciclo.
• MTBM = 960 h de operación ÷ 8 acciones correctivas y preventivas = 120 h por acción.
• MDT = 40 h caídas ÷ 8 acciones = 5 h por acción.
• Ai, con el reloj activo declarado arriba = 160 / (160 + 2) = 98,77 % aproximadamente.
• Ao, con la ecuación descrita por NASA = 120 / (120 + 5) = 96 %.

Los denominadores quedan a la vista porque los porcentajes no son comparables por sí solos. Ai y Ao no miden aquí una instalación real: aplican dos fórmulas a una sola ventana inventada. El 98,77 % y el 96 % no son una diferencia observada de rendimiento; resultan de los pares de términos y relojes declarados para el ejemplo.

Las 5,33 horas son el promedio del ciclo correctivo completo en este escenario; no son el tiempo activo que usamos como MTTR en Ai. Separamos 12 horas de reparación activa de 20 horas de demoras para no incluir estas últimas en el denominador de esa cuenta.

Esa elección es una convención hipotética para ilustrar el sentido de Ai, no una equivalencia universal: la guía incorpora la procura/entrega de piezas al explicar el tiempo de reparación, pero distingue después MTTR y MDT y, en la tabla 14-1, separa mantenimiento activo de downtime con demoras.

Para una medición real habría que declarar cuál de esos relojes se usa y reconstruir sus componentes; el total de 32 horas no permite deducir el desglose por sí solo. NASA, §14.3 y tabla 14-1, PDF pp. 217–218 / impresas 14-5–14-6, líneas 7606–7614 y 7636–7651

Como comprobación de sensibilidad, si una organización define para este cálculo el MTTR como el ciclo correctivo completo, la misma hipótesis daría Ai = 160 / (160 + 5,33) ≈ 96,77 %. Es otro reloj: no es Ao, no es la Ai de la convención activa anterior y no se presenta como una definición universal que NASA imponga.

El Ao del ejemplo sigue siendo 96 % porque usa MTBM y MDT. NASA §5.5.5.4 describe Ai excluyendo mantenimiento preventivo y demoras logísticas y administrativas, lo que respalda la convención activa declarada aquí; los pasajes de §14.3 se muestran como sensibilidad, no como una frontera única aplicable a todos los usos. NASA, §5.5.5.4, PDF pp. 67–68 / impresas 5-21–5-22

Qué dato se necesita antes de calcular

El indicador posible depende de la información disponible. Si solo se conoce el total de fallos y la duración de algunos trabajos, faltan horas de exposición para MTBF. Si se desconoce cuántas acciones preventivas hubo, no se puede reconstruir MTBM a partir del número de fallos. Si se conoce tiempo manual de reparación, pero no los tramos de espera incluidos por la definición de downtime, no se debería presentar ese tiempo como MDT.

Estas preguntas no forman una norma de reporte. Ayudan a detectar un cálculo incompleto. Una hoja de cálculo puede mostrar muchas celdas y seguir sin revelar si el numerador y el denominador comparten población, periodo y criterio. El enlace entre cada dato original y la medida final también importa: de otro modo, se puede contar un mismo evento más de una vez o mezclar acciones de grupos distintos.

Fallos y órdenes no siempre coinciden

El recuento de fallos no equivale siempre al de órdenes: un evento puede generar varias órdenes y una orden, varios trabajos. Si los datos no permiten vincularlos, no deduzcas la relación a partir del total de órdenes.

Tendencias y límites de los datos

En una tendencia, mantén la misma base o anota cuándo cambió. Un nuevo turno, una revisión de datos maestros, un cambio en la frecuencia de captura o una regla distinta para retirar avisos duplicados puede alterar la cifra. Esa diferencia, por sí sola, no demuestra un cambio físico del equipo.

Un porcentaje no muestra cuándo empieza o termina el downtime, si incluye la espera de piezas ni cómo cuenta los preventivos. Declara esos límites junto a la ecuación; la guía no fija una respuesta universal para cada registro local.

Qué cambia cuando se revisan los estados de una flota

Las definiciones de NASA explican qué entra en cada métrica. La tesis MASc de Nick Hsu (Queen’s University, abril de 2015) muestra otra parte del problema: cómo las etiquetas y el tratamiento de los estados registrados cambian el resultado. Analizó dos sistemas de gestión de flotas de minas a cielo abierto, no una muestra representativa de la industria ni una instalación en España. Hsu, tesis MASc, resumen de conclusiones, pp. impresas 122–123 (PDF pp. 137–138)

Los dos sitios pertenecían a la misma corporación. El sitio A aportaba 16 camiones de 150 toneladas y 30.000 horas nominales; el B, 13 camiones y 10.000 horas. Aun dentro de esa empresa, el autor encontró diferencias en la asignación de actividades a categorías de tiempo.

También comparó estados del sistema con eventos de reparación y fallo: los eventos de reparación válidos equivalían al 77 % de los estados de mantenimiento no programado en A y al 97 % en B. Los eventos de fallo funcional válidos eran solo el 0,3 % de los estados de producción en A y el 1,7 % en B.

El caso solo muestra que una categoría del sistema y un evento de trabajo no son automáticamente la misma unidad de registro. Hsu, pp. impresas 122–123 (PDF pp. 137–138)

El filtro elegido también mueve las métricas

En los filtros cortos de tiempo de reparación, Hsu volvió a asignar la duración de cada estado retirado a la categoría que lo precedía. Con filtros cercanos a diez minutos (10 en A y 9,6 en B), el número de eventos funcionales bajó un 59 % en A y un 13 % en B.

En esos mismos conjuntos, MTBF y MTTR aumentaron alrededor del 140 % en A y del 14 % en B; la disponibilidad mecánica y física cambió, como máximo, un 0,1 % en A y un 0,02 % en B.

No se trata de dos equipos con distinta reparación: es el efecto de una regla de procesamiento aplicada a los registros. Hsu, conclusiones, pp. impresas 123–124 (PDF pp. 138–139); tablas 5 y 12, pp. impresas 60 y 84 (PDF pp. 75 y 99)

El análisis de duraciones largas hizo otra operación. Conservó como mantenimiento no programado el tramo hasta un corte de 30 horas en A y 28 en B y pasó el exceso a mantenimiento programado. En A y B no cambió el número de eventos ni el MTBF; el MTTR bajó un 53 % y un 48 %, respectivamente, mientras la disponibilidad mecánica subió 8,3 y 8,9 puntos porcentuales.

Las demás métricas enumeradas quedaron sin cambio. Así, el mismo estudio muestra una respuesta distinta cuando la regla separa una duración larga en dos categorías, en vez de reasignar un estado corto. Hsu, conclusiones, pp. impresas 124–125 (PDF pp. 139–140); tablas 7 y 14, pp. impresas 71 y 89 (PDF pp. 86 y 104)

Hsu también probó filtros de tiempo entre fallos con los segmentos cortos excluidos. En el conjunto A, al llegar al corte de 11,1 minutos, el recuento de eventos bajó de 1.209 a 1.147, alrededor de un 5 %. Hasta ese corte, el MTTR varió 0,17 horas y el MTBF 0,81 horas; la disponibilidad mecánica cambió menos del 0,01 %.

Son resultados del análisis de esa flota y de esa forma de excluir registros. El autor no propone 11,1 minutos como umbral para otras máquinas. Hsu, figs. 76–79, pp. impresas 101–102 (PDF pp. 116–117)

Qué no se puede concluir del estudio

La tesis no publica los datos brutos de los dos sitios. El propio autor dice que no determinó la causa de las anomalías y que haría falta observación en terreno para investigarla. Por eso estos porcentajes sirven para mostrar sensibilidad a las reglas de clasificación, no para diagnosticar un sensor, un programa o la conducta de un operador.

Tampoco fijan una regla de filtrado ni un valor esperado para un GMAO español. Para una comparación concreta habría que explicar qué registros se incluyeron y qué transformación se aplicó antes de calcular. Hsu, conclusiones y trabajo futuro, pp. impresas 126–127 (PDF pp. 141–142)

Elegir una medida según la pregunta

Si la pregunta es la frecuencia observada de fallos, MTBF puede ser la medida pertinente dentro de la población, ventana y criterio de fallo usados. Si se pregunta cuánto duran los tiempos de ciclo de las acciones individuales de mantenimiento incluidas en una definición, MTTR resume esa media.

Una convención local puede limitarlo a ciclos correctivos, pero debe declararlo. Si se quiere incluir acciones preventivas y correctivas entre acciones, el marco NASA citado usa MTBM. Si se necesita relacionar la disponibilidad operacional con el tiempo caído, el marco presenta MDT junto con MTBM.

Alcance de la guía y límites de uso

La Reliability-Centered Maintenance Guide de NASA fue publicada en 2008 para un contexto de instalaciones federales estadounidenses. Aquí se utiliza como fuente técnica para explicar las definiciones y fórmulas que contiene, no como ley española o europea, regla de certificación ni instrucción actual de fabricante. Los nombres “inherente” y “operacional” y las ecuaciones citadas se atribuyen a ese marco concreto. NASA, Ai §14.3, PDF p. 216; Ao §14.3, PDF p. 217; tabla 14-1, PDF p. 218

Una lectura equivocada puede llevar a comparar mal costes, disponibilidad o riesgo operativo. Por eso el resultado no acredita seguridad, no determina cumplimiento, no diagnostica una avería y no justifica por sí mismo una intervención o un cambio de mantenimiento. Para decidir sobre un activo real se necesitan los manuales aplicables, la evaluación de riesgos y los procedimientos del centro, además del análisis que corresponda a la evidencia disponible.

Los ejemplos numéricos de esta página no representan una planta española, un benchmark ni una expectativa de resultado. Sus porcentajes sirven para comprobar cómo cambian las fórmulas cuando cambian los términos. Si se publica un cálculo real, se deben conservar las fuentes de horas y eventos, la población, el periodo, las definiciones y el redondeo. Una persona que no pueda reconstruir esos elementos no debería leer el número como una comparación cerrada.

Más contexto

La página sobre MTBF desarrolla población, exposición y fallos del indicador. La página de MTTR compara las definiciones citadas y explica cómo documentar el reloj local. Esta página mantiene la relación entre medidas y la consistencia de sus denominadores, sin sustituir esos enfoques.