Nikogo nie trzeba chyba przekonywac jak ważna jest efektywnosc produkcji i jak ważne jest efektywne wykorzystanie zasobów – w tym maszyn i urzadzen. Aby jednak tego dokonac musimy jakos te efektywnosc zmierzyc lub policzyc. W tym celu wymyslono wskaznik OEE.
Wskaznik OEE - Wskaznik Wykorzystania Wyposażenia (Overall Equipment Effectiveness) jest wskaznikiem okreslajacym efektywnosc wykorzystania maszyn i urzadzen. Jego idea jest porównywane wykorzystania maszyny do wykorzystania idealnego czyli do sytuacji gdy produkcja i jej przygotowanie prowadzone sa zgodnie z planem. Wskaznik OEE jest wypadkowa trzech wskazników:
• Dostepnosc - Stosunek czasu zaplanowanego na realizacje zadania do czasu który w rzeczywistosci możemy na to zadanie poswiecic. Dostepnosc obniżana jest przez awarie i zależnie od przyjetej metody przez przezbrajanie.
• Wykorzystanie – Stosunek czasu dostepnego do rzeczywistej pracy. Dostepnosc jest zaniżana przez straty predkosci wykonywania operacji. Inaczej mówiac – skoro maszyna miała pewna pule czasu na prace to powinna przez te czas wyprodukowac pewna ilosc produktu – wskaznik wykorzystania pokazuje nam na ile to sie udało.
• Jakosc – Stosunek ilosci dobrych i wadliwych produktów.
OEE = Dostepnosc x Wykorzystanie x Jakosc
Graficzna prezentacja idei wskaznika OEE
Tyle teoria. W praktyce na jakosc wskaznika OEE wpływ ma wiele czynników - przede wszystkim podstawa czasu. Na ogół, według podreczników OEE wylicza sie przyjmujac za podstawe 8 godzin. Ni jak sie to ma do rzeczywistosci – w praktyce albo produkujemy kilka serii na zmiane albo jedna seria produkowana jest przez kilka zmian. Ponadto różne osoby różnie interpretuja czas poswiecony na przezbrajanie – czy jest on planowanym przestojem czy powinien wchodzic w pule strat. Błedne jest też czesto spotykane przeswiadczenie że 100% to praca 24 godziny na dobe, 7 dni w tygodniu 31 dni w miesiacu. Wydajnosc 100% osiagniemy gdy w założonym czasie przeznaczonym na produkcje uzyskamy założona wydajnosc i nie bedziemy mieli strat w postaci np. awarii.
Policzmy wiec wskaznik OEE
Najpierw zdefiniowac musimy czas dla którego bedziemy wyznaczali wskazniki. Może to byc wspomniane wyżej podrecznikowe osiem godzin ale może to też byc np. czas od rozpoczecia danej serii albo czas jaki mina od poczatku miesiaca itd. Czas ten bedziemy nazywac CZASEMZAMÓWIONYM bo w rzeczywistosci planujac produkcje musimy „zamówic” jakis fizyczny czas na wykonanie danej partii. I wcale nie oznacza to że przez cały ten czas bedziemy produkowali – mówimy: produkowalismy te partie od czwartku od 17 do wtorku do 12. No ale niedziela była wolna. Mamy wiec czas zamówiony ale jak powiedzielismy – nie cały ten czas poswiecony jest na produkcje. Czas zamówiony zwany jest też czesto całkowitym czasem produkcji. Nastepnie wyznaczamy CZAS OPERACYJNY zwany też planowanym czasem produkcji. Wyznaczamy go
odejmujac od czasu zamówionego czas planowanych postojów. Od godziny 17 w czwartek do godziny 12 we wtorek mamy 113 godzin i to jest nasz czas zamówiony. Pracujemy w systemie trzy zmianowym ale w sobote pracowała tylko 1 zmiana a niedziela była wolna.
Mielismy wiec 24+16 = 40 godzin planowanego postoju. No i mamy jeszcze przerwy na posiłki – powiedzmy że w sumie była to jedna godzina. Wiec nasz czas operacyjny wynosi 113 – 40 – 1 = 72 godziny.
Nastepnym składnikiem jest DOSTEPNOSC czyli czas przez który maszyna była dostepna, czyli moglismy na niej cokolwiek wyprodukowac. Dostepnosc maszyny ograniczaja dwa składniki: awarie i przezbrajanie. No i dochodzimy tu do najbardziej kontrowersyjnej czesci wyliczania wskaznika OEE. Czy przezbrajanie maszyny czyli przygotowanie jej do produkcji (zmiana narzedzi, form, oprogramowania, ustawien) jest strata czy nie jest ? Jedni twierdza że jest strata bo OEE ma pokazywac proporcje do całkowitego czasu. No ale przecież nie da sie zmienic produktu bez zmiany ustawien maszyn – trzeba to zrobic i koniec. Inni z kolei twierdza że własnie dla tego że przezbrojenie jest nieuchronne to strata nie jest.
Jak jest naprawde? Przeanalizujmy prosty przykład – mamy dwie identyczne linie, każda z nich potrzebuje 10 godzin na zmiane asortymentu. Pierwsza przez miesiac była przestawiana 7 razy druga 40 razy. A wiec pierwsza maszyna z cała pewnoscia wyprodukowała wiecej produktu. Czy powiemy wiec że pierwsza produkowała wydajniej od drugiej ? Przecież druga realizowała plan produkcji tak samo dobrze jak pierwsza.
A ze wyprodukowała mniej produktu ? No przecież tak jej prace zaplanowalismy – wielokrotnosc zmian asortymentu jesli jest strata to obciaża raczej planowanie a nie produkcje. Dlatego należy przyjac że przezbrajanie jest strata ale tylko i wyłacznie ten czas który niepotrzebnie przedłużył ów proces. Innymi słowy okreslamy czas optymalny dla przezbrojenia – np. 10 godzin i jesli sie w nim zmiescimy to nie jest on strata. Dlatego odliczamy od czasu operacyjnego 10 godzin na przezbrojenie – mamy wiec czas operacyjny 72-10 = 62 godziny. Dla naszego przykładu przyjmijmy że w sumie mielismy 3 godziny awarii. I że w rzeczywistosci przezbrajanie trwało nie 10 a 12 godzin. Dostepnosc naszej maszyny policzymy wiec jako czas operacyjny odjac czas awarii odjac utracony czas przezbrajania czyli czas dostepny = 62 – 3 –2 = 57 godzin. Dostepnosc w procentach wynosi (57x100) /62 = 91.9% Mamy wiec przez 57 godzin dostepna maszyne i zgodnie z naszymi wyliczeniami przez taki czas powinna efektywnie pracowac. Ale rzeczywistosc jest daleka od ideału – podczas pracy maszyny mamy do czynienia z wieloma czynnikami zakłócajacymi ich prace: spadki szybkosci, chwilowe zatrzymania, uzupełnianie surowca. Istnieje wiele czynników które powoduja e maszyna nie wykorzystuje w pełni swoich możliwosci. Czyli nie jestesmy w stanie jej w pełni wykorzystac. No i mamy kolejny składnik współczynnika OEE –WYKORZYSTANIE. Wykorzystanie to czas dostepny pomniejszony o czas strat wynikajacych ze spadków wydajnosci. Podrecznikowo strate te liczymy w ten sposób że okreslamy czas na wyprodukowanie 1 sztuki produktu i mnożymy przez ich ilosc. Na potrzeby naszego przykładu przyjmijmy że czas potrzebny na wykonanie 1 produktu wynosi 10 sekund i że przez 57 godzin wyprodukowano 18500 sztuk (łacznie z brakami !). Wedle technologii czas potrzebny na wyprodukowanie 18500 sztuk wynosi 18500 x10s = 43.8 godziny. Zatem gdzies nam „uciekło” 13.2 godziny. Wykorzystanie wynosi wiec (43.8x100)/57 = 76.8% Do tego dodajemy całkowity czas produkcji czyli czas zaplanowany łacznie z wszystkimi planowanymi postojami i rzeczywisty czas produkcji czyli czas na
produkcje po odjeciu czasu planowanych przerw.
Napisano wyżej że maszyna wykonała 18500 sztuk wyrobu wraz z brakami. Zamówienie natomiast opiewało na 18000szt. Czyli wyprodukowano 500 wadliwych sztuk. Czyli maszyna musiała poswiecic czas na „doprodukowanie” tych brakujacych sztuk. Aby wiec obraz sytuacji był jasny wprowadzamy nastepny składnik: JAKOSC. Jakosc to stosunek wyrobów dobrych do wadliwych czyli w naszym przykładzie (18000x100)/18500 = 97.2%
Mamy wiec wyliczone procentowe wartosci składników wiec wyliczmy OEE:
Współczynnik OEE = Dostepnosc x Wykorzystanie x Jakosc czyli dla powyższych danych:
OEE = 91.9% x 76.8% x 97.2% = ((91.9/100) x (76.8/100) x (91.9/100))*100 = 68.6%
Podsumujmy nasz przykład
• Czas zamówiony: 113 godzin - tyle czasu mineło od rozpoczecia do zakonczenia badanego procesu produkcyjnego
• Czas operacyjny: 62 godziny – czas pomniejszony o planowane postoje które nie sa strata i pomniejszony o zaplanowany czas przezbrojenia maszyny który też nie jest strata.
• Dostepnosc: 91.9% (57 godzin) – od czasu operacyjnego odejmujemy czas awarii który jest strata oraz czas o który przekroczono czas przezbrojenia który też jest strata.
• Wykorzystanie: 76.8% - utracono 13.2 godziny z czasu dostepnosci maszyny na skutek spowolnienia jej pracy albo co ważne na skutek błednego założenia czasu potrzebnego na realizacje zlecenia np. przyjecie w planowaniu katalogowej a nie rzeczywistej wydajnosci maszyny.
• Jakosc: 97.2% - wyprodukowano 500 wadliwych sztuk produktu. Pomijamy w naszym przykładzie od straty surowca – nie tym sie tutaj zajmujemy. Ale skoro zabrakło nam 500 sztuk to musimy je dodatkowo wyprodukowac na co trzeba poswiecic dodatkowe 1.36 godziny.
• OEE: 68.6% - oznacza że nasza maszyna przepracowała efektywnie 68.6% czasu który mogła by przepracowac gdyby wszystko odbywało sie zgodnie z planem produkcyjnym, nie było awarii, przezbrajanie wykonane było w planowanym czasie a maszyna pracowała
idealnie bez żadnych strat wydajnosci.
Praktyczna wartosc współczynnika OEE
Wartosc współczynnika OEE jest scisle zale na od pracy maszyn ale jego wartosc nominalna zależy od metod obliczeniowych i procedur
pozyskiwania danych. Powiedzenie że zakład A ma lepsza wydajnosc bo ma lepszy o 5% wskaznik OEE niż zakład B jest prawdziwe tylko i wyłacznie jesli specyfika produkcji i metody obliczeniowe sa identyczne – a to sie w przyrodzie nie zdarza. Dlatego należy traktowac OEE jako wskaznik wewnetrzny – jako jedno liczbowy wskaznik pozwalajacy oszacowac poprawe lub pogorszenie sytuacji w porównaniu do sytuacji z innego okresu na tej samej linii produkcyjnej, maszynie lub grupie maszyn.
Tak jak praktyczna wartosc wskaznika OEE jest dyskusyjna bo czesto oddaje rzeczywistosc w sposób niejasny tak jego składniki sa bardzo ale to bardzo cenne. Gruntowna analiza dostepnosci, wykorzystania i jakosci a także czasu operacyjnego daje nam pełny i rzeczywisty obraz sytuacji. Metody pomiaru Metod pomiaru jest wiele. Najprostsza i najbardziej popularna a jednoczesnie najmniej efektywna metoda to wypełnianie arkuszy strat gdzie zakłada sie jako czas zamówiony 8 godzin a pracownicy wpisuja poszczególne wartosci postojów, przestojów itd. Potem ktos to zlicza, wpisuje do jakiegos arkusza, robi wykresy etc. Niestety metoda taka jest obarczona trzema podstawowymi wadami: o pierwszej już wspomniałem – 8 godzin podstawy czasu ni jak sie nie ma do rzeczywistosci. Druga wada to rzetelnosc takiej metody, jak to sie mówi: papier jest cierpliwy. Trzecia wada to fakt że niezmiernie rzadko zestawiania z tak prowadzonych zapisów robione sa na bieżaco. Najczesciej jest to raport robiony raz na miesiac. Problem polega na tym że informacja o takiej to a takiej efektywnosci w skali miesiaca jest mało użyteczna. Jeżeli z obserwacji pracy maszyny wyszło nam że „upłynniły” nam sie dwie godziny teraz, czyli dzisiaj, ewentualnie wczoraj wieczorem to jestesmy w stanie dojsc do przyczyn tej straty – chocby przez wywiad z operatorem czy oglad zapisów z telewizji przemysłowej. Jednak informacja że w ubiegłym miesiacu stracilismy 18 godzin nie ma wiekszej praktycznej wartosci bo nie dojdziemy powodów tej starty. Aby poprawic efektywnosc trzeba to robic ciagle, ustawicznie, godzine po godzinie, dzien po dniu lokalizowac zródła strat i je usuwac. Raport stworzony raz na miesiac można sobie co najwyżej powiesic na korkowej tablicy żeby tam ładnie wygladał. Dostepne też sa programy do zbierania informacji gdzie dane wpisywane sa do stosownych formularzy a program przetwarza je na bieżaco. Jest to rozwiazanie dużo wygodniejsze ale nadal obarczone iebezpieczenstwem wpisywania cokolwiek „niedokładnych” danych. Idealnie wiec byłoby miec takie „cos” co bedzie samo obserwowało prace maszyn i bedzie „wiedziało” co sie dzieje aby samodzielnie wyliczyc OEE i jego składniki. Takie „cos” istnieje – to systemy MES (Manufacturing Execution System) czyli w wolnym tłumaczeniu systemy kontroli wykonania produkcji. Systemy takie importuja dane z systemów SCADA (systemy do wizualizacji pracy maszyn i instalacji przemysłowych) dzieki czemu wiedza jak pracuje dana linia oraz dane z systemów ERP (Planowanie produkcji) dzieki czemu wiedza co robione byc powinno. System MES powinien byc marzeniem każdego szefa produkcji ale niestety dla wiekszosci marzeniem pozostanie – oprogramowanie MES to
dobre auto ale żeby jezdzic wymaga jeszcze lepszych autostrad. Same licencje takowego oprogramowania drogie nie sa ale ich wdrożenie oznacza koniecznosc integracji wielu systemów IT i automatyki co wiaże sie z bardzo dużymi kosztami, wymaga bardzo dużo czasu, zaangażowania ze strony inwestora. Czesto wdrożenie takiego systemu nie jest możliwe w akceptowalnym zakresie kosztów. Jest jednak pewien prosty i niedrogi system który można zakwalifikowac do systemów MES a który jest samodzielnym systemem nie wymagajacym integracji z innym oprogramowaniem. Jest to nasz system Golem OEE który sledzi prace maszyn za pomoca sygnałów pobranych z
maszyn podłaczonych do koncentratora wejsc. Operator maszyny za pomoca programu - terminala ustawia odpowiedni status – czyli stan w jakim znajduje sie wybrana maszyna (postój, awaria, przezbrajanie, praca etc.) oraz informuje jaka seria (zlecenie) na danej maszynie jest realizowana. Dzieki temu program wie co robi dana maszyna albo dla czego nic w danej chwili nie robi a kilka wprowadzonych parametrów wystarcza do dokładnego opisu stanu aktualnego i historii pracy no i wyliczenia OEE dla dowolnego okresu czasu lub dla wybranej serii / zlecenia. Jedna z cech systemu Golem jest to że wszystko dzieje sie w czasie rzeczywistym – kiedy operator zmieni status maszyny na awarie to czas awarii jest liczony od tego momentu do chwili gdy zmieni status ponownie na prace. Nie ma żadnej możliwosci wpisywania nierzetelnych danych a czasy z dokadnoscia co do sekundy liczy komputer a nie człowiek.Golem OEE dzieki temu że pracuje w czasie rzeczywistym i podaje wskazniki takie jakimi sa TERAZ nadaje sie idealnie do ciagłego, ustawicznego sldzenia produkcji bo tylko natychmiastowa reakcja na wszelkie zaniżenia wskazników daje szanse nazlokalizowanie ich faktycznych przyczyn.A musimy pamietac że wyznaczanie wskazników nie jest sztuka dla sztuki, że ma scisle okreslony cel o którym czasami zdaje sie nam zapominac.
1. Ograniczenie przestrzeni: redukcja strat związanych z oczekiwaniem i obrotem, mniej pracowników przy ekwiwalentnej produkcji, większa produkcja na tej samej przestrzeni warsztatowej.
1. Montaż nowego modelu i jego części na istniejącej linii.
Przejście do dostaw zapewnianych przez linie przepływowe zgodne z systemem „zasysania” wyrobów przez klienta (tzw. „pull flow”) umożliwia redukcję wszystkich strat. Wiąże się to ze stosowaniem dobrych praktyk: niewielkich kontenerów, nowej logistyki, mniejszej przestrzeni, elastycznych linii sekwencyjnych, produkcji w niewielkich partiach..., z których wszystkie redukują czynniki nie generujące wartości dodanej. Mniej strat - większa produktywność.