随着市场竞争的日益激烈,制造商要想持续获得高的经济效益,最大化地挖掘和改善生产车间的生产效率显得极其重要,在某些方面,它甚至成为企业是否可以赢利的决定性因素。然而,在现在的制造业中,看似良好运作的生产车间实际上并没有以最好的状态进行工作,设备和操作人员的价值存在很大的改善空间,这无形中为企业带来了巨大的损失。为了解决这一问题,国际制造业提出了全局设备效率(OEE)的概念。
全局设备效率(overall equipment effectiveness,缩写为OEE,也可称为整体设备效率)是一个评量生产设施有效运作的指数。其计算结果是通用的,甚至可以比较不同行业。
整体设备效率也可以作为关键绩效指标和精益生产的效率指标。
作为工业生产效率的重要评估考量,本文将对 2 个重要指标和 5 个次要指标进行详细解析。
2个重要指标
整体设备效率 (OEE) 和设备综合生产力(Total Effective Equipment Performance, TEEP)有紧密关系,也可以表示实际效率和理想的效率的差异。
整体设备效率(OEE)是指在计划运行时间内,能以一个制造单元的实际表现与设计能力的比较。
设备综合生产力 (TEEP)通常就是指日历时间(如每天24小时,每年365天)测得的OEE。
日历时间
日历时间 = 工厂运营时间(plant operation time) + 工厂关闭时间(plant closed)
工厂运营时间(plant operation time) = 负荷时间(planned Loading Time)+ 非负荷时间 (planned unLoading Time)
非负荷时间 (planned unLoading Time)包括:
预防性维护
休息、暂停、(计划内)全厂会议
罢工与不可抗外力停机
设备替换
原型测试与开发测试
由于缺少订单的停产
特别需要注意的是,非负荷时间与 OEE 的计算无关!
5个次要指标
除了上述OEE和TEEP ,为了理解二者之间的关系,还有五个基本指标。
最大操作时间:代表该设施在一定期间内能实际运转的时间百分比,若设备本身可完全由厂内使用,则为日历时间。
负荷时间(planned Loading Time):是 TEEP指标的一部分,是设备可稼动的时间,即为日历世间内计划运行时间的百分比。
稼动率(Availability/Uptime):是 OEE指标的一部分,是设备实际稼动的时间,即负荷时间扣除停线时间。
产能效率(Performance):是 OEE指标的一部分,是实际生产速度和设计生产速度的比例。
良率(Quality):也称First Pass Yield(FPY),是 OEE指标的一部分,是有效的良品数和实际生产数的比例。
负荷时间率(Loading Time)
工作时间与实际可运转的时间的比例。单纯表示时间规划的效率,并扣除停机损失。
停机损失是计划的设备休止时间,包括:休假、教育训练、定期保养等。
公式: 负荷时间率 = 工作时间 / 实际可运转时间
例
有间工厂,每周工作5日(24小时),但每周排2小时的保养、2小时的员工教育。一周可用的时间是(7日 × 24小时),因此:
负荷时间率 =((5日 × 24小时)- 2(保养)- 2(员工教育))/(7日 × 24小时)= 69%
稼动率 (Availability)
实际工作时间和计划工作时间(负荷时间)的百分比。
计划工作时间(负荷时间) = 实际工作时间 + 计划外停线时间。
计划外停线时间包括:
失败时间:技术相关的malfunctions,failures,breakdowns
技术或生产组织上的故障
不期望的中断
重新调整
重新校准
等待时间
材料短缺
劳力短缺
加热
停机后启动
检查机器
准备
清理
冷却
校准
产品换型
技术准备
质量改变
换型(Setup/Change Over)
启动/关闭
其它
公式: 稼动率 = 实际工作时间 /计划工作时间
例
有间工厂,一天工作8小时(480分),每天有30分的休息时间,休息时停止生产,并有60分的停线时间。
计划工作时间 = 480分 - 30分(休息时间) = 450分
实际工作时间 = 450分 - 60分(停线时间) = 390分
稼动率 = 390分 / 450分 = 86.7%
产能效率 (Performance)
生产设备的设计制造速度和实际制造速度的比率,纯粹表示制造的速度,且不考虑品质。
产能损失包括:
速度损失
小的停顿
公式: 产能效率 = 实际产能 / 标准产能
例
有间工厂,一天工作8小时(480分),每天有30分的休息时间,休息时停止生产,并有60分的停线时间。
计划工作时间 = 480分 - 30分(休息时间) = 450分
工作时间 = 450分 - 60分(停线时间) = 390分
标准生产效率是 40台/小时。
该工厂这个产品的所有生产部门的生产效率是242台。
实际产能 = 242台 /(390分 / 60分) = 37.2 台/小时
产能效率 = 37.2 / 40 = 93.0%
良率(Quality)
是数量所有产品中良品数的比率,也相当于纯收益。
公式: 良率 = 良品数 / 实际生产数
例
某个工厂的所有生产部门,生产某产品的产能是242台,但良品数是230台。
良率 = 230 / 242 = 95.0%
OEE 和 TEEP 的计算方法
下面说明如何计算整体设备效率(OEE) 和设备综合生产力(TEEP)。计算并不困难,但要注意计算的基础。 此外,这种计算是指单一的生产线,在实际有多个不同的生产线时,计算方式将更为复杂。
整体设备效率(OEE)
整体设备效率是整合稼动率 (Availability)、产能效率 (Performance)、良率 (Quality)的可测量生产效率。整体设备效率可应用于工厂的生产线或独立的部门。100 %的整体设备效率几乎是不可能的, 多数行业的价值目标值设在85%。
公式: OEE = 稼动率 × 产能效率 × 良率
例
某个工厂,稼动率是86.7%、产能效率是93.0%、良率是95.0%:
OEE = 86.7% x 93.0% x 95.0% = 76.6%
设备综合生产力(TEEP)
也称之为设备性能综合有效率。 设备综合生产力的效率显示日历上的时间:365日、24小时的效率。因此TEEP也代表了资产最终的利用情况。
公式: TEEP = 负荷时间 x OEE
例
某个工厂的OEE是76.67%,但负荷时间是69%:
TEEP = 76.67% x 69% = 52.9%
TEEP 的公式又可表示:
TEEP = 负荷时间 × 稼动率 × 产能效率 × 良率
OEE 数据采集方法
OEE的计算虽然简单,但是,在实际的应用中,当与班次,员工,设备,产品等生产要素联系在一起时,便变得十分复杂,利用人工采集数据计算OEE显得麻烦费事,为了更有效的利用OEE这个工具,OEE数据采集信息化越来越成为人们关心的话题,OEE自动化数据采集模块,可以轻松地获取有关设备的生产信息,为OEE提供最有价值的数据,通过这些有价值的数据,企业的管理工作无疑会变得轻松而简单。
OEE 的作用
实践证明OEE是一个极好的基准工具,通过OEE模型的各子项分析,它准确清楚地告诉你设备效率如何,在生产的哪个环节有多少损失,以及你可以进行那些改善工作。长期的使用OEE工具,企业可以轻松的找到影响生产效率的瓶颈,并进行改进和跟踪。达到提高生产效率的目的,同时使公司避免不必要的耗费。
积梦智能
致力于通过大数据解决工业制造中的设备监控、设备效率、质量管控、流程优化、人员效率等生产过程中的问题。通过自研的硬件系统解决人、设备和物料之间的关联,通过数字工厂模型和大数据模型给客户解决生产问题,让管理者可以通过数据进行方向决策,让技术人可以通过数据解决生产问题,让工人可以通过数据提升工作效率,我们的目标是数据驱动生产。
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