Całkowita Efektywność Maszyn i Urządzeń – OEE

Wskaźnik OEE – zlepek dwóch słów, na dźwięk których pojawia się uśmiech na ustach lub przerażenie w oczach. Coraz częściej ze wskaźnika, który powinien być używany do mierzenia efektywności środków trwałych i pokazywania obszarów do ciągłego doskonalenia, robi się rzecz, która służy do ustalania coraz to nowszych norm produkcyjnych.

Wiele przedsiębiorstw nie przyjmuje do wiadomości, że wskaźnik ten służy innym celom i nie powinien podlegać kombinacjom rachunkowym prowadzącym do tego, aby pokazać jak najlepszy wynik. Obserwując różne fora społecznościowe natknąć się można na temat stricte związany z OEE. Jeden z takich tematów brzmi „OEE – praktyczne problemy”. Dyskusja dotyczy ustalania odpowiedniej normy produkcyjnej w zależności od poziomu OEE. Drugi temat to „OEE, a koszty pracy”, w którym trwająca dyskusja związana jest z tym, w jaki sposób wykorzystać wzrost wskaźnika OEE do obliczenia oszczędności pracy pracowników. Zarówno jeden, jak i drugi temat wzbudzają sporo emocji, bo ile wypowiedzi, tyle innowacji, rad i racji.

Chcąc iść do przodu chciałbym zaproponować troszeczkę inne podejście do ww. kwestii, dzięki któremu wiele osób znajdzie odpowiedzi na swoje pytania, a u niektórych zrodzą się nowe wątpliwości. To z kolei pozwoli napędzić koło do nieustającego poszukiwania satysfakcjonujących odpowiedzi, czyli taki praktyczny Kaizen.

Odpowiedzi na wszelkie niżej opisane pytania dotyczące OEE odnajdziesz, również podczas naszego szkolenia OEE, na którym pokazujemy krok po kroku jak należy z sukcesem wdrożyć system pomiaru efektywności maszyn i urządzeń.

Jak liczony jest OEE?

Na samym początku warto przypomnieć, w jaki sposób jest liczony wskaźnik OEE. Dlaczego warto przypominać takie rzeczy? Gdyż tyle, ile przedsiębiorstw, tyle metod obliczania wskaźnika OEE.

W celu obliczenia wskaźnika należy w prawidłowy sposób zebrać dane z produkcji. Istnieje wiele sposobów zbierania danych poprzez manualne spisywanie czasów (dość czasochłonne) po elektroniczny sposób zbierania danych bazujący na czasie pracy maszyny. Oba sposoby są jak najbardziej prawidłowe. Jednakże jak już zostało wspomniane wyżej, dane zbierane są po to, aby móc je w późniejszym czasie przeanalizować i wypracować działania doskonalące. W początkowym stadium wdrożenia wskaźnika OEE zalecane jest ręczne zbieranie danych przez operatora – w przypadku jakiejkolwiek anomalii, zatrzymania produkcji informacja ta (czas trwania postoju) powinna być zanotowana przez operatora w formularzu. Poniżej pokazany jest przykład formularza, w którym wszelkie postoje podzielone są na trzy grupy:

1. Straty Dostępności
   • Awarie
   • Przezbrojenia
   • Regulacje

2. Straty Wykorzystania

• Praca jałowa.
• Praca półautomatyczna.,
• Brak materiału.
• Zatrzymanie

 

3. Straty Jakości

•   Braki.

•   Złom.

•   Poprawki.

•   Próby technologiczne.

Wszelkie zatrzymania odnotowywane są przez operatora w postaci kresek pionowych odzwierciedlających 5 minutowy postój, w odpowiedniej kratce. Wszystkie postoje zapisuje się jako 5 minutowe zatrzymania – to jest pewne uproszczenie, jednakże obserwując wiele przypadków operatorzy zazwyczaj odznaczają wszelkie postoje jako wielokrotność 5 minut.

Dane zebrane podczas pracy maszyny można w łatwy sposób przedstawić w formie graficznej. Przedstawia ona w jaki sposób maszyna pracuje – czas efektywny i ile czasu jest stracone na wszelkiego rodzaju anomalie występujące podczas dostępnego czasu produkcyjnego.

Wskaźnik OEE jest liczony jako iloczyn trzech składowych: Dostępności, Wykorzystania i Jakości. Najprostszą metodą liczenia OEE jest porównanie czasu efektywnego do czasu dostępnego.

 

 

 

 

gdzie:

t_eff – czas efektywny w minutach,

t_bd– czas dostępny brutto w minutach.

Stosując powyższą formułę otrzymamy tylko wartość bezwględną wskaźnika OEE. Sama wartość niczego nam nie powie, dlatego też warto pokazać, jak obliczyć poszczególne składowe wchodzące w skład wskaźnika OEE.

Składowa dostępności jest obliczana w następujący sposób:

 

 

 

gdzie:

t_bd – jest to czas dostępny brutto w minutach,

t_pz – planowany czas niezdatności,

t_nz – nieplanowany czas niezdatności.

 

Przykład liczenia składowej Dostępności

Załóżmy, że w ciągu zmiany zanotowaliśmy następujące zatrzymania w obszarze dostępności:

Czas dostępny brutto – 480 minut

Przerwa śniadaniowa – 15 minut

Planowany przegląd AM – 10 minut

Awarie – 60 minut

Przezbrojenie – 80 minut

Regulacje – 25 minut

Z powyższych założeń wynika, że planowany czas niezdatności wynosi 25 minut, natomiast nieplanowany – 165 minut. Podstawiając wyżej wymienione wartości do wzoru otrzymujemy:

 

Tak więc pierwsza składowa wynosi około 60%. Warto zauważyć, że wynik otrzymany z licznika to czas pracy netto t_pn, który wynosi 290 minut.

 

 

Składowa wykorzystania jest obliczana w następujący sposób:

 

 

 

 

gdzie:

t_pn – jest to czas pracy netto

t_sw – czas strat wykorzystania

Przykład liczenia składowej Wykorzystania

Załóżmy, że w czasie pracy netto wystąpiły następujące zatrzymania w obszarze wykorzystania:

Brak materiału – 10 minut

Przerwa śniadaniowa – 15 minut

Praca poniżej określonego C/T – 50 minut

Oczekiwanie na zlecenie – 5 minut

Z powyższych założeń wynika, że czas strat wykorzystania wynosi 65 minut. Podstawiając wyżej wymienione wartości do wzoru otrzymujemy:

 

 

 

 

Tak więc druga składowa wynosi około 78%. Warto zauważyć, że wynik otrzymany z licznika to operacyjny czas pracy t_op, który wynosi 225 minut.

 

Składowa jakości jest obliczana w następujący sposób:

 

 

 

gdzie:

t_op – jest to operacyjny czas pracy

t_sj – czas strat jakości

 

Przykład liczenia składowej jakości

Załóżmy, że w operacyjnym czasie pracy wystąpiły następujące zatrzymania w obszarze jakości:

Kontrola jakości – 10 minut

Produkcja braków – 10 minut

Poprawki – 15 minut

Z powyższych założeń wynika, że czas strat jakości wynosi 35 minut. Podstawiając wyżej wymienione wartości do wzoru otrzymujemy:

 

 

 

 

Tak więc trzecia składowa wynosi około 84%. Warto zauważyć, że wynik otrzymany z licznika to efektywny czas pracy t_eff, który wynosi 190 minut.

Mając obliczone poszczególne składowe możemy obliczyć wartość wskaźnika OEE.

W ten oto sposób mamy obliczony wskaźnik OEE, który wynosi 40%. Znając wartości benchmarkingowe – wiadomo, że ten wynik nie jest satysfakcjonujący.

 

Jak ustalić cel OEE, aby zredukować koszty produkcji?

Do tematu można podejść troszeczkę niestandardowo, a mianowicie – na ile procent marnotrawstwa możemy sobie pozwolić, aby zrealizować zamówienia klienta i tym samym nie ponosić dodatkowych kosztów za perfekcyjną wydajność procesów produkcyjnych? Pytanie wydawać się może nieco kontrowersyjne, ale ma to swoje uzasadnienie.

Posłużymy się dwoma wskaźnikami: OEE oraz Customer T/T (Takt Time Klienta). W tym konkretnym przypadku nie będziemy mówić o sposobie liczenia OEE, ale o jego wykorzystaniu w porównaniu do Customer Takt/Time.

Czym zatem jest Customer Takt/Time? Stwierdzenie to pochodzi od słowa takt, czyli rytm, tępo. Takt Time oznacza nic innego jak tylko tempo/rytm zapotrzebowania klienta na nasze produkty, czyli uogólniając jest to tempo, w jakim zakład powinien produkować swoje produkty.

 

gdzie:

• Zapotrzebowanie miesięczne wynosi – 170 000 sztuk
• Czas produkcyjny – 3 zmiany, 7,5 godziny na zmianę (odjęta przerwa śniadaniowa) = 3 x (7,5 x 3600 sek/h) = 81 000 sek/dzień
• Planowane przestoje: AM – 30minut /dzień – 1800 sek/dzień; PM – 3 godziny/miesiąc – 10800 sek/miesiąc

W ciągu miesiąca do produkcji dostępnych było 30 dni, tak więc T/T wynosi:

 

 

Z powyższego obliczenia widać, że czas potrzebny na wyprodukowanie jednej sztuki wyrobu zgodnie z wymogami klienta wynosi 13,9 sekundy.

 

Teraz pytanie zasadnicze, jak to się ma do wskaźnika OEE i jaki z tego płynie morał?

Takt Time to wskaźnik, którego nie można zmierzyć zegarkiem. Obliczany jest wg konkretnego wzoru i wraz z upływem czasu jest on zmienny. Jego zmienność zależy od popytu, jaki panuje na rynku. Wzór, wg którego liczymy T/T, jest następujący:

 

gdzie:

T/T – takt time klienta,

t_pr – całkowity czas planowany do produkcji w danym okresie rozliczeniowym,

n – zapotrzebowanie klienta w danym okresie rozliczeniowym.

Chcąc lepiej zrozumieć istotę Takt Time posłużymy się poniższym przykładem:

 

 

Jak wiadomo wskaźnik OEE jest iloczynem trzech czynników:

•   Dostępność (awarie + przezbrojenia).

•   Wykorzystanie (mikroprzestoje + produkcja poniżej czasu cyklu).

•   Jakość (odpad + poprawki).

 

Wskaźnik OEE przedstawiony może być jako procent marnotrawstwa, jaki może być dołączony do idealnego czasu cyklu celem określenia odpowiedniego Tempa Produkcji, zgodnego z obliczonym Takt Time.

Chcąc to lepiej wytłumaczyć posłużymy się następującym przykładem.

 

•   Wymagany czas cyklu to: 10 sek/szt.

•   Osiągany wskaźnik OEE – 73% (lub 27% strat).

•   Straty dostępności = 13% Awarie + 5% Przezbrojenia.

•   Straty Wykorzystania = 2% Mikroprzestoje + 4% praca poniżej C/T.

•   Straty Jakości = 2% Odpad + 1% Poprawki.

 

Biorąc powyższe dane możemy przystąpić do obliczenia Tempa Produkcji, które z kolei obliczane jest wg następującego wzoru:

 

 

 

Podstawiając nasze dane do wzoru otrzymujemy:

 

 

 

Jak widać z powyższego obliczenia, przy takim wskaźniku OEE możemy ze spokojem zrealizować zamówienie klienta, gdyż T/T jest wyższy aniżeli aktualny TP.

Zakładając teraz, że aktualny 30-dniowy okres rozliczeniowy nie jest satysfakcjonujący, gdyż generuje dodatkowe koszty – praca w dni wolne i święta – szukamy krótszego okresu, eliminując dni wolne, a tym samym dodatkowe koszty dla przedsiębiorstwa.

Z aktualnym Tempem Produkcyjnym możemy pracować nie 30, ale 28 dni, tak więc zaoszczędzamy 2 dni. W tabeli zestawione są ilości dni pracujących i odpowiadający im T/T przy założeniach, jakie były użyte do obliczenia T/T

Tab. Ilości dni pracujących i odpowiadający im T/T

 

 

 

Jeżeli firma chciałaby w dalszym ciągu zmniejszyć ilość dni pracy, powiedzmy wyeliminować wszystkie niedziele, dostępnych dni pracujących byłoby 26. Z tabeli bierzemy T/T, który w tym przypadku określony jest na poziomie 12 sek/szt. W następnym kroku określamy cel dla OEE posługując się prostym przekształceniem matematycznym wzoru na TP. Określając cel obliczamy ja ki procent strat przy tak założonym celu jest dopuszczalny, aby móc pracować w przeciągu 26 dni, zamiast 30 dni.

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy wzór na dopuszczalny poziom strat:

 

 

Podstawiając do wzoru nasze dane otrzymujemy:

 

 

 

Jak widać poziom dopuszczalnego marnotrawstwa, czy też strat, wynosi 20%. Tak więc cel OEE wynosi 80%. W porównaniu do poprzedniego poziomu jest to wzrost o 7% lub, inaczej mówiąc, redukcja poszczególnych strat o kolejnych 20%.

Taki tok postępowania pozwoli wyznaczyć nowe cele dla poszczególnych składowych wskaźnika OEE:

• Straty dostępności = 9,70% Awarie + 3,70% Przezbrojenia.
• Straty Wykorzystania = 1,5% Mikroprzestoje + 2,85% praca poniżej C/T.
• Straty Jakości = 1,5% Odpad + 0,75% Poprawki.

 

Jak widać z powyższego przykładu jest to całkowicie nowe podejście, które w swoim założeniu umożliwia kontrolować wskaźnik OEE w zależności od aktualnego Czasu Taktu Klienta i tym samym zarządzać odpowiednim poziomem dopuszczalnych strat.

 

Wojtek Mączyński

wojtek.maczynski@womasolution24.com