Wskaźnik OEE

Overall Equipment Effectiveness (OEE) - czyli całkowita efektywność wyposażenia, jest to wskaźnik umożliwiający ocenę efektywności wykorzystania maszyn przez producenta. Procentowo ukazuje zatem ile maszyny wykonały z tego co teoretycznie są w stanie wykonać. Wskaźnik ten składa się z trzech parametrów: dostępności, wydajności oraz jakości. Oblicza się go za pomocą wzoru:

OEE = dostępność x wydajność x jakość x 100%

Wskaźnik ten jest podstawowym miernikiem w systemie Total Productive Maintenance, który wspomaga utrzymanie najwyższej sprawności maszyn.

TL;DR

Całkowita efektywność wyposażenia (OEE) to wskaźnik oceniający wykorzystanie maszyn przez producentów. Składa się z dostępności, wydajności i jakości. OEE jest miernikiem w systemie Total Productive Maintenance. OEE zostało opisane po raz pierwszy w książce Seiichi Nakajima w 1982 roku. Wskaźnik ten jest używany na całym świecie. Aby obliczyć OEE, należy przeprowadzić analizę strat efektywności i ustalić wskaźniki dostępności, wydajności i jakości. OEE jest trudne do osiągnięcia, a "światowy standard" wynosi 85%. Można zbierać dane do obliczenia OEE za pomocą różnych metod, takich jak metoda "papierowa" lub system MES.

Historia OEE

OEE po raz pierwszy opisane zostało w książce Seiichi Nakajima "TPM tenkai" w 1982 r. Pod koniec lat 80. XX wieku pojęcie TPM stało się coraz bardziej popularne m.in. dzięki opublikowaniu przez Productivity Press angielskiego tłumaczenia książek Nakajima. Doprowadziło to do stosowania metody TPM poza Japonią. Zaczęto obliczać stosowany w systemie TPM wskaźnik OEE, który miał na celu wyeliminowanie strat w procesie produkcji. W 1995 r. SEMATECH opublikował "Semiconductor Manufacturing Productivity Overall Equipment Effectiveness (OEE)", gdzie znajdowały się wytyczne dla wdrożenia OEE. Obecnie wskaźnik ten używany jest na całym świecie w praktycznie każdym rodzaju procesu produkcyjnego.

Parametry OEE

Dostępność Dostępność uwzględnia utratę dostępności, czyli wszystkie zdarzenia, które wstrzymują dalszą produkcję na jakiś okres czasu. Obejmuje nieplanowane przerwy (np. awarie) oraz planowane (np. zmiany). Dostępność oblicza się według wzoru (K. Antosz, D. Stadnicka 2015, s. 5):

$D={\frac {czaszmiany-czasprzestoju}{czaszmiany}}$

gdzie:

• czas przestoju = konserwacje + awarie + inne

Wydajność Wydajność uwzględnia utratę wydajności, czyli wszystkie czynniki, które sprawiają, że produkcja działa wolniej niż maksymalna prędkość z jaką może pracować. Obejmuje małe przerwy, jak i powolne cykle związane np. z uruchamianiem maszyn. Wydajność oblicza się według wzoru (A. Gola, E. Kosicka, K. Daniewski, D. Mazurkiewicz 2016, s. 2):

$W={\frac {produkcjawykonana(rzeczywista)}{produkcjadocelowa}}$

gdzie:

• produkcja docelowa stanowi liczbę wyrobów, które przy założonej maksymalnej prędkości maszyny, mogłyby zostać wykonane

Jakość Jakość uwzględnia utratę jakości, czyli te produkowane wyroby, które nie spełniają standardów jakości. Obejmuje odzyskiwanie produkcji, jak i zmniejszoną wydajność podczas uruchamiania maszyny. Jakość oblicza się według wzoru (K. Antosz, D. Stadnicka 2015, s. 5):

$J={\frac {produkcjawykonana-braki}{produkcjawkonana}}$

Sześć wielkich strat

Aby móc dogłębniej sprecyzować, co przyczynia się do największych strat, każdemu parametrowi OEE przypisano konkretną stratę. Są one klasyfikowane w następujący sposób:

Dostępność	Nieplanowane przerwy	Niedobór materiałów
Wydajność	Mniejsze przerwy	Zmniejszenie prędkości
Jakość	Wady produkcyjne	Zmniejszenie wydajności

World Class

Wskaźnik OEE używany jest na całym świecie jako wskaźnik do pomiaru efektywności pracy maszyny. Jednak charakter jego obliczania sprawia, że bardzo ciężko jest osiągnąć wysoki wynik OEE. Dla przykładu: jeżeli wszystkie trzy parametry będą wynosić po 90% to OEE będzie równy tylko 73%. Dlatego też ustalono "światowy standard" tego wskaźnika, który wynosi:

• Dostępność 90%
• Wydajność 95 %
• Jakość 99%
• OEE 85%

Analiza OEE

Aby skutecznie obliczy wskaźnik OEE, należy wykonać następujące czynności (SEMATECH 1995, s. :

1. Ustalić całkowity czas produkcji.
2. Określić planowany czas produkcji (z uwzględnieniem planowanych przestojów).
3. Przeprowadzić analizę strat efektywności.
4. Ustalenie wskaźnika dostępności.
5. Ustalenie wskaźnika wydajności.
6. Ustalenie wskaźnika jakości.
7. Wyliczenie wskaźnika OEE - Overall Equipment Effectivenes.

Przykładowe obliczenie wskaźnika OEE

Dane:

• Badanie przeprowadzone dla jednej zmiany - 8 godzin, czyli 480 minut (całkowity czas produkcji)
• Przerwa obiadowa - 30 minut
• Zmierzony całkowity czas awarii - 40 minut
• Nominalna wydajność maszyny - 40 sztuk/minutę
• Straty prędkości - 40 minut
• Odpady - 520 sztuk

Schemat rozwiązania zadania:

Określenie planowanego czasu produkcji

czas pracy (długość zmiany) - planowane przestoje (przerwa na posiłki) planowany czas produkcji = 480 min. - 30 min. = 450 min

Ustalenie czasu operacyjnego

planowany czas produkcji - przestoje niezaplanowane (awaria maszyny) czas operacyjny = 450 min. - 40 min. = 410 min

Wyznaczenie wskaźnika dostępności

czas operacyjny / planowany czas produkcji dostępność = 410 min. / 450 min. = 91,1%

Wyznaczenie straty prędkości

czas pracy z niższą wydajnością x obniżona wydajność strata prędkości = 40 min. x 50% = 20min. Praca z wydajnością na poziomie 50 % jest ekwiwalentem pracy z maksymalną wydajnością przez połowę czasu oraz przestojem przez resztę czasu.

Obliczenie czasu operacyjny netto

czas operacyjny - straty prędkości 410 min. - 20 min. = 390 min.

Obliczenie wskaźnika wydajności

czas operacyjny netto / czas operacyjny wydajność = 390 min. / 410 min. = 95,1%

Wyznaczenie strat jakościowych

liczba wyrobów wadliwych / wydajność straty jakościowe = 520 szt. / 40 szt./min. = 13 min

Obliczenie czasu efektywnej produkcji

czas operacyjny netto - straty jakości czas efektywnej produkcji = 390 min. - 13 min. = 377 min

Obliczenie wskaźnika jakości

czas efektywnej produkcji / czas operacyjny netto jakość = 377 min. / 390 min. = 96,7%

Obliczenie wskaźnika OEE

dostępność x wydajność x jakość OEE = 91,1% x 95,1% x 96,7% = 83,8%

WYNIK: Całkowita efektywność sprzętu (Overall Equipment Effectiveness) dla 8 godzinnej zmiany w zakładzie wynosi 83,8%.

Metody zbierania danych

Aby wyliczyć wskaźnik OEE należy zebrać dane, poddać je obróbce, a następnie przygotować wyniki. Procesy te można przeprowadzać na wiele sposobów, stosując m.in.(W. Mazurek 2014, s. 12-14):

• Metodę "papierowa"
• Metodę ręcznie wspieraną oprogramowaniem
• System MES (Manufacturing Execution System)
• Golem OEE SuperVisor Next - prosty system MES
• System Andon
• Kalkulator OEE

Wskaźnik OEE — artykuły polecane

Projektowanie eksperymentów — Metoda chronometrażu — ABC — Gospodarka magazynowa — Karta kontrolna — Linia produkcyjna — Chronometraż — Poka yoke — Total Productive Maintenance

Bibliografia

• Antosz K., Stadnicka D., Mierniki oceny efektywności i funkcjonowania maszyn w dużych przedsiębiorstwach: wyniki badań, Rzeszow University of Technology, 2015
• Gola A., Kosicka E., Daniewski K., Mazurkiewicz D. (2016), Analiza błędów przy ocenie wskaźnika OEE na przykładzie linii rozlewu butelkowego, Politechnika Lubelska
• Mazurek W. (2014), Wskaźnik OEE – teoria i praktyka – wydanie II
• Strona internetowa: Automatyczne OEE, SPC, KPI - istotne także dla Twojej produkcji, Vix Automation

Autor: Marcelina Tracz