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羅斯肯尼迪:OEE: 最被誤用&濫用的指標(biāo)
2016-01-20 14804

在全體設(shè)備效率(OEE)出現(xiàn)之前,人們通過可用率或者停工時間來監(jiān)測設(shè)備性能。當(dāng)意識到面對同一臺設(shè)備,在不同時期,有相同的運(yùn)行時間,有相同的停工時間,但生產(chǎn)產(chǎn)能卻不同時,這種方法就不是那么有效了。

例如:如果一條生產(chǎn)線被測量的性能是在100個小時內(nèi),它有一次停工,停工時間是10個小時,那么可用率是90%,停工率是10%。如果同樣這條線在另外的100個小時內(nèi),每10個小時有一個次停工,每次停工1小時(總共10個小時停工),那么可用率還是90%,停工率也是10%。

 

但是,在比較生產(chǎn)出來的產(chǎn)品數(shù)量時,在大多數(shù)情況下,第一種情況(只有一次停工的情況)都會多過第二情況(有10次停工的情況)。這種邏輯是十分簡單的。每次意外停工,從重啟機(jī)器到第一件合格品之前,非??赡?,造成各種質(zhì)量損失,清理需要,材料需要再次被加工,讓其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或直接報廢。另外,從重啟機(jī)器到加速至正常速度狀態(tài),這區(qū)間也極有可能造成了速度損失。                               

這是OEE被開發(fā)出來的原因。這是第一次你可以測量設(shè)備效率處于什么水平,最終目的是生產(chǎn)盡可能多的合格產(chǎn)品,同時最小化損失。

Nakajima 寫道:全體設(shè)備效率可以利用以下公式來計算:

全體設(shè)備效率(OEE)= 可用率 X 表現(xiàn)性 X 質(zhì)量指數(shù)

對于影響全體設(shè)備效率的各種損失列明如下:

可用率

表現(xiàn)性

質(zhì)量指數(shù)

·      停工損失

·      生產(chǎn)準(zhǔn)備&調(diào)試損失

·      其它

·       怠速&較小停頓損失

·       速度損失

·      質(zhì)量瑕疵&返工損失

·      啟動時不合格品損失

在最近的相關(guān)文獻(xiàn)中,OEE損失模型,在可用率上的損失,已擴(kuò)展至包括計劃內(nèi)停機(jī)時間了。

 

 

哪些地方做得不好 ?

速度損失是一個很好的開始點。這也是很多人面臨損失的地方。Nakajima解釋了速度損失:‘提升實際操作速度到設(shè)備設(shè)計的速度;然后改善,超過設(shè)計速度’。這樣的速度被他稱為理想速度或理想周期時間。理想速度與實際運(yùn)行速度之間的差距是速度損失。

在后來的日本工廠維護(hù)協(xié)會出版物中(例如Tokutaro Suzuki的《TPM in Process Industries》(流程工業(yè)中的TPM),我們發(fā)現(xiàn)這種速度被稱為標(biāo)準(zhǔn)率,盡管它的意思接近于‘標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)率等同于一個工廠的設(shè)計產(chǎn)能,它是一個具體的工廠的本質(zhì)產(chǎn)能(內(nèi)在的或真實的)’。

沒有找出真正的理想(或理論)生產(chǎn)線速度,一些公司和顧問使用標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)計速度去運(yùn)算。這樣做就忽視了OEE是幫助生產(chǎn)基地達(dá)到世界級性能的真正目的,而不是達(dá)到平均或標(biāo)準(zhǔn)性能。

因為如此,我們研究出了3種理想速度的含義。這種理想速度是幫助企業(yè)建立通往世界級性能的速度損失的相關(guān)目標(biāo)。 

  1. 原設(shè)備制造商設(shè)計的限制速度,可以稱之為設(shè)備能達(dá)到的最大速度。(這是十分不同于制造商推薦速度,通常推薦速度是比限制速度要低)

       2.   在短時間的抽樣速度測量(例如10分鐘),理想速度是可以通過最好的操作員,最好的供應(yīng),最好的環(huán)境條件和最好設(shè)備狀況(還未到設(shè)備的極限紅線區(qū))來達(dá)到的。

       3.   移除任何的特別原因,每天或每周實際設(shè)備速度運(yùn)行表上的控制上限(至少收集15個數(shù)據(jù))。

 

0EE 計算中關(guān)于速度和比率的要點:

 不要混淆用于定價或生產(chǎn)計劃的理想速度與用來協(xié)助改善的理想速度

例如,在計劃生產(chǎn)時,你需要一個比率去讓生產(chǎn)計劃員對客戶作一個可行的貨期承落。這樣的比率通常稱為預(yù)算率或主生產(chǎn)計劃率。這個比率是允許一些損失,像生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,勞動力低效,過去不良操作等等以確??梢詢冬F(xiàn)給客戶的承諾。

我們見證了很多比率被誤用后,導(dǎo)致令人頭痛的案例。例如:一些工廠選用一年中最好的5個班次的生產(chǎn)表現(xiàn)作為最佳生產(chǎn)率(理想速度),當(dāng)改善效率進(jìn)展很大時,導(dǎo)致總體性能比率超過100%。在這種情況下,工廠會重新選用另外的最佳生產(chǎn)率(理想速度),因為計算公式中原來的數(shù)字改變(理想速度改變),導(dǎo)致接下來OEE下降了。當(dāng)績效制度與OEE表現(xiàn)掛鉤時,這種情況將可能產(chǎn)生更不利的后果。

 

OEE 的真正目的是什么?

OEE開發(fā)出來,作為一個改善的驅(qū)動器,而不是一個用于設(shè)備與設(shè)備之間,企業(yè)與企業(yè)之前的性能比較

 它是提供給每一個人一個簡單指標(biāo)或監(jiān)控器去檢測每周可以分配在正式持續(xù)改善上的時間,去支持TPM核心的生產(chǎn)區(qū)域小組改善活動,例如“操作員設(shè)備管理”活動或日本工廠維護(hù)協(xié)會稱之為“操作員自主維護(hù)”。

 

TPM之旅啟程

當(dāng)一個工廠開始TPM之旅時,我們推薦先組成跨職能改善團(tuán)隊,著重對生產(chǎn)線重要瓶頸的改善。每個跨職能團(tuán)隊為期3個月,每周會議一次,一次半個小時。首先,他們需要了解所有對OEE性能產(chǎn)生影響的變量,再利用高級OEE計算法,來進(jìn)行詳細(xì)的OEE分析,連續(xù)地記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù),監(jiān)測系統(tǒng),最重要是有幾個OEE觀察點。

為了更好地明白改善問題,我們會讓團(tuán)隊去開始進(jìn)行足夠的改善活動去提升OEE 10%20%。一旦達(dá)到這個目標(biāo),就到了成立生產(chǎn)區(qū)域團(tuán)隊的時候。當(dāng)OEE提升時,意味著生產(chǎn)效率提升,可以縮短生產(chǎn)時間,那多余出來的時間,可以用于暫停生產(chǎn)線(例如,分配所提升的OEE性能的5%去暫停生產(chǎn)線),讓其團(tuán)隊可以進(jìn)行定期改善活動去整理他們的工作區(qū)域,然后開始操作員設(shè)備管理,其目的讓他們能夠在最早時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題。

隨著進(jìn)一步有目標(biāo)的跨職能團(tuán)隊活動,將逐步提升生產(chǎn)線性能到最好狀態(tài)。對生產(chǎn)線的生產(chǎn)人員或管理人員來說,OEE變成一個主要監(jiān)測工具,它決定是否能夠分配正常生產(chǎn)時間去進(jìn)行每周生產(chǎn)區(qū)域團(tuán)隊TPM 活動。

 改善的驅(qū)動器

我們發(fā)現(xiàn)OEE性能是非常依賴于業(yè)務(wù)需要的。例如,一個生產(chǎn)基地的一條生產(chǎn)線可能與另一個生產(chǎn)基地相同的生產(chǎn)線有著非常不同的OEE性能,但是這兩條生產(chǎn)線都可以是‘最好性能’表現(xiàn)。讓我們來解釋這種現(xiàn)象:只用全體設(shè)備性能模型中列明的7種損失中的一種生產(chǎn)準(zhǔn)備時間停工。

生產(chǎn)準(zhǔn)備時間停工。這通常解釋為在完成上個生產(chǎn)中的最后一個產(chǎn)品到生產(chǎn)下一個新產(chǎn)品的時間。如果你希望去比較兩條線的OEE, 那么你需要確保這兩條線有相同生產(chǎn)準(zhǔn)備需要次數(shù)或換線次數(shù),相同運(yùn)行長度(從準(zhǔn)備到批量生產(chǎn)生產(chǎn)數(shù)量相同)。除非你有專用生產(chǎn)線(不需要換線去為新產(chǎn)品生產(chǎn)做準(zhǔn)備),生產(chǎn)線每天運(yùn)行時間相同,例如:一天8小時,一周5天,這樣每天開始生產(chǎn)的時間也相同,否則不管生產(chǎn)小組的人員是多么優(yōu)秀,這兩條生產(chǎn)線的OEE性能表現(xiàn)不會是一樣的。

 

監(jiān)測正式持續(xù)改善

OEE的定義應(yīng)該確保OEE性能高低是100%生產(chǎn)線或生產(chǎn)工廠的合格品相關(guān)。換而言之,如果OEE提升10%,那么你就應(yīng)該多生產(chǎn)10%的合格品或當(dāng)產(chǎn)量不變時,其生產(chǎn)時間應(yīng)節(jié)省10%。

依據(jù)這100%的相關(guān)性原則, OEE檢測可以被用于對生產(chǎn)區(qū)域小組的正式改善時間的決策支持?;谶@種理解,如果OEE性能下降,那么可能無法按時完成每周的生產(chǎn)目標(biāo)。在某種情況下,為了優(yōu)先確保準(zhǔn)時完成客人訂單,我們需要暫停每周TPM 活動,例如,暫停清潔設(shè)備,檢查設(shè)備瑕疵,查找不合格品原因的活動。

 

如果OEE不應(yīng)該用于比較,那么OEE的用處在什么地方?

像先前提到, OEE是一個改善驅(qū)動器。你需要決定你的7種損失的改善目標(biāo)是什么?這個目標(biāo)也可以細(xì)分成一條生產(chǎn)線的幾個部分,例如裝料機(jī),標(biāo)簽機(jī),包裝機(jī),碼垛機(jī)等等。我們研究開發(fā)出來協(xié)助改善進(jìn)程的這個工具是OEE改善矩陣,它通常參與第1級和第2OEE分析。

OEE改善矩陣有幾個目的,通常一條生產(chǎn)線或一個工廠的OEE改善矩陣每12個月更新一次,這樣做是留足時間去比較改善結(jié)果與之前預(yù)測成績,規(guī)劃接下來12個月的計劃,以及認(rèn)識到解決因技術(shù)和人員問題造成OEE損失的需要。

使用OEE改善矩陣有很多系統(tǒng)性的步驟,最重要的是一致同意對每種損失改善的假設(shè)。例如, Coopers Brewery啤酒公司,在過去7年時間,他們利用OEE改善矩陣,每年對裝瓶線OEE進(jìn)行分析,從分析的結(jié)果中,他們已提升了超過一倍的產(chǎn)量。在2008年,他們針對計劃停工和生產(chǎn)準(zhǔn)備停工使用了以下計劃假設(shè): 

計劃停工時間:

允許每周每班(共2個班次)2小時用于操作員設(shè)備管理活動。在此期間,大部份自主維護(hù)工作可以被完成,余下的維護(hù)將在非生產(chǎn)時間內(nèi)完成(大部分是在周末)。這樣生產(chǎn)線可以繼續(xù)運(yùn)行,計劃停工時間= 每周生產(chǎn)時間的5%

換線生產(chǎn)準(zhǔn)備時間 

允許每周10次產(chǎn)品換線,每次12分鐘,一共每周2小時,總換線生產(chǎn)準(zhǔn)備時間=每周生產(chǎn)時間的2.5%.

 

OEE改善矩陣的步驟可以分為以下幾個小點:

   1.     使用高級OEE公式,創(chuàng)建前6OEE性能基數(shù)

   2.     進(jìn)行詳細(xì)的OEE分析,盡可能讓該區(qū)域的所有人員參與,去確定目前的OEE狀況

   3.     基于業(yè)務(wù)需要和每種損失的最好成績?nèi)ソ⒁粋€目標(biāo)假設(shè)(在一旦成功完成操作員設(shè)備管理/操作員自主維護(hù)TPM7步驟之后,建立一個3年計劃去實現(xiàn)目標(biāo))

   4.      建立一年可行性目標(biāo)

   5.     確定和確診每種損失的原因和將它們分類成技術(shù)性或人員性問題

   6.     基于達(dá)成一致的假設(shè),確定每種損失的成本影響

   7.     建立接下來12個月的行動計劃,這個計劃需與5年大計劃銜接

基于業(yè)務(wù)要求,確定目前性能與將要達(dá)到的目標(biāo)性能之間的差異。接下來需要有能力在規(guī)定時間內(nèi)去減少這種差異。如果有必要,這個過程是可以監(jiān)測和比較的。例如:如果要在3年內(nèi)達(dá)到目標(biāo)性能,那么在每一年內(nèi)需要實現(xiàn)50%的改善。不管目前的數(shù)據(jù)是什么,通過比較,可以知道改善效果完成的情況。

技術(shù)性 VS 人員性OEE損失

例如:一臺機(jī)器上的一個彈簧壞了,導(dǎo)致生產(chǎn)出不良品。理想情況下,彈簧壞了,機(jī)器立即停止運(yùn)作。在這種情況下,這是一個技術(shù)問題(彈簧磨損或彈簧不合適工作需要)。這個問題可以被維修人員或一個跨職能團(tuán)隊小組里的機(jī)器負(fù)責(zé)人,生產(chǎn)操作人員,維修人員解決。

但是,我們可能會有另外一種情況:

當(dāng)彈簧壞了的時候,機(jī)器沒有自動停止生產(chǎn)(可能老式機(jī)器沒有安裝問題感應(yīng)器),而是繼續(xù)生產(chǎn)不良品。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不良品時,開始尋找問題的原因,這樣可能要花好一會兒時間才能找到彈簧的原因。這是一個人員性損失的例子——確定問題和原因的時間。 TPM的目的是讓操作員能明白設(shè)備的功能(如彈簧的功能)和了解在什么情況下,會產(chǎn)生不良品(壞了的彈簧將會造成哪種不良品)。除非當(dāng)彈簧壞了時,機(jī)器自動停下來后的技術(shù)解決方法是快速的和花費較少的,否則需要通過生產(chǎn)區(qū)域團(tuán)隊TPM活動中操作員設(shè)備管理(或操作員自主維護(hù))來解決人員性損失問題。

生產(chǎn)率和OEE的挑戰(zhàn)

OEE往往不考慮任何一條生產(chǎn)線的人員配備水平的變化,除非它們關(guān)系到理想速度,例如,有4人,我們產(chǎn)品是每小時生產(chǎn)X個,而有5人,我們可以每小時產(chǎn)生X+ Y個。因此,根據(jù)人手水平,在計算OEE時,應(yīng)相應(yīng)改變其理想速度。

我們已見證過在很多情況下,由于設(shè)備或材料問題,造成OEE性能差,因此會調(diào)來額外的人員(通常是臨時工)來協(xié)助,然而,在OEE性能圖表上卻沒有表現(xiàn)出來。

因此,OEE應(yīng)該鏈接到商定的直接勞動力或者生產(chǎn)力(每人每小時產(chǎn)出),它們應(yīng)該同時與OEE性能一起被監(jiān)測——這個做法幾乎很少在生產(chǎn)基地或比較OEE性能基準(zhǔn)中看到。

 

總結(jié)

如果使用得當(dāng),OEE是一個功能強(qiáng)大的改善工具。常常被誤導(dǎo)的管理人員一直在尋找他們可以集中運(yùn)用的簡單測量工具,以便他們比較性能。然而,在現(xiàn)實中,沒有一個測量工具能概括全局。一套性能測量工具需要與生產(chǎn)基地的主要成功指標(biāo)結(jié)合起來,去尋找所有生產(chǎn)中的改善機(jī)會。 OEE性能(著重生產(chǎn)工廠&設(shè)備)和生產(chǎn)周期長短(著重流程)是進(jìn)行改善的驅(qū)動器,而不是用于不同工廠之間的性能比較。

 

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