Optymalne wykorzystanie mocy produkcyjnych od podstaw

Artykuł ukazał się w magazynie Production Manager w sierpniu 2020 r.

Overall Equipment Effectiveness (OEE) to prosty, praktyczny i skuteczny wskaźnik służący do monitorowania i poprawy wydajności procesów produkcyjnych — maszyn, linii, a nawet całych zakładów.

Wskaźnik OEE to doskonałe źródło wielu nie tylko ciekawych, ale także praktycznych informacji. 

Z roku na rok podnosi się poziom automatyzacji w zakładach produkcyjnych. W teorii wiele linii może pracować 7 dni w tygodniu przez 24 godziny na dobę, i działać w optymalnej wydajności. Tak wygląda to w modelu idealnym, ale takiego próżno szukać. Mikroprzestoje, przezbrojenia, awarie i inne czynniki, to wszystko może znacząco wpłynąć na dostępność maszyny, sprawność linii i efektywność zakładu. Właśnie tu z odsieczą przybywa Wskaźnik Wykorzystania Sprzętu, znany również pod anglojęzyczną nazwą Overall Equipment Effectiveness (OEE), jest to bodaj najpopularniejszy wskaźniki opisujący poziom wykorzystania parku maszynowego. Wspomniany weryfikator, pozwala na precyzyjną ocenę wydajności maszyn, co z kolei umożliwia dokładną identyfikację obszarów, które mają rezerwy, i których poprawa znacznie podniesie ogólną efektywność przedsiębiorstwa.

Dostępności, wydajności i jakości

Wskaźnik OEE wyliczany jest jako iloczyn trzech składowych; dostępności, wydajności i jakości. Jakie dane należy zbierać, żeby można było wyliczyć OEE? Zacznijmy od dostępności. Dostępność uwzględnia utratę efektywności, czyli wszystkie zdarzenia, które wstrzymują dalszą produkcję na pewien czas. Do jej wyliczenia potrzebny jest planowany dostępny czas stanowiska roboczego (w systemach ERP jest to kalendarz dostępności zasobów) oraz wszystkie przestoje, awarie i inne zdarzenia nieprzewidziane, które ją pomniejszają.

Następnie pod lupę bierzemy wydajność. Ta wyliczana jest jako stosunek dostępnego czasu do rzeczywistej pracy. Potrzebna jest informacja o planowanym czasie realizacji zlecenia (wg normatywów technologicznych) oraz rzeczywisty czas trwania zlecenia wynikający z realizacji na hali produkcyjnej.

Ostatnim elementem jest jakość, która liczona jest jako stosunek liczby dobrych i wadliwych produktów. Potrzebne będą informacje o brakowości i defektach.

Zasadnicze znaczenie przy wyliczaniu wskaźnika OEE ma rzetelność danych. Najlepiej gdy są one zbierane automatycznie przez system klasy MES bez, lub z minimalnym udziałem człowieka. Obecna technologia pozwala bez większych przeszkód zbierać dane bezpośrednio z urządzeń.

Wymiana informacji, to jest klucz

O integrację maszyn z systemem realizacji produkcji najprościej wtedy, kiedy wszystkie maszyny wykorzystują tę samą metodę komunikacji. Niestety najczęściej maszyny różnią się pomiędzy sobą poszczególnymi sterownikami. Problem ten można rozwiązać, implementując system pozwalający objąć wszystkie te metody w obrębie hali. W większości maszyn nawet tych, bez możliwości wymiany danych, można rozważyć użycie czujników optycznych, wag, skanerów, koncentratorów, które zasilą system MES. 

W systemie Impuls EVO istnieje specjalnie przewidziana do tego celu struktura tabel integracyjnych. Struktura ta obejmuje możliwość przesyłania i odczytu sygnałów, taktów i zdarzeń rejestrowanych bezpośrednio przez maszyny. Impuls EVO nie musi korzystać z automatycznego odczytu z maszyn. Moduł „Elektroniczna Rejestracja Produkcji” pozwala rejestrować wszystkie dane w kioskach na hali produkcyjnej. Dzięki temu OEE wyliczane jest na bieżąco.

OEE po polsku

Jak z OEE radzą sobie firmy nad Wisłą? Przedsiębiorstwa z nowoczesnymi maszynami, zmodernizowanymi liniami produkcyjnymi, zaprojektowanymi z myślą o koncepcji Przemysłu 4.0, wykorzystują zaawansowane rozwiązania, które pozwalają na automatycznie raportowanie niemal wszystkich informacji produkcyjnych. Te zaś są dalej obrabiane oraz analizowane, by na końcu zostały dostarczone w postaci wskaźników, w tym OEE. W zakładach produkcyjnych, w których Utrzymanie Ruchu stanowią 2-3 osoby i lwia część procesów wytwórczych odbywa się przy pomocy pracy ludzkiej, nie przykłada się wielkiej wagi do raportowania danych z maszyn. Dane dotyczące pracy urządzeń w parku maszynowym starszej generacji pozyskiwane są w sposób manualny, wskaźniki wyliczane są w arkuszach kalkulacyjnych, bądź wywieszane na tablicach w formie papierowej. 

Mówiąc w dużym uproszczeniu, im przedsiębiorstwo bliżej Czwartej Rewolucji Przemysłowej, tym częściej korzysta z zaawansowanych rozwiązań w każdym obszarze funkcjonowania. Polski przemysł już od dobrych kilku lat intensywnie podnosi poziom automatyzacji na hali produkcyjnej. Mierzenie wskaźnika Overall Equipment Effectiveness (OEE) jest standardem w tych przedsiębiorstwach, w których stopnień automatyzacji jest na wysokim poziomie. 

Pakiet korzyści

Wskaźnik OEE, to bardzo dobre i przydatne źródło praktycznych i wartościowych insightów. Żeby nie być gołosłownym, podam bardzo konkretny przykład. Wizualizowane na wykresie liniowy dane Overall Equipment Effectiveness pozwolą uzyskać informację, jaki był trend w danym okresie. To nie wszystko, dowiemy się, czy występowały wahania w zakresie wzrostu bądź spadku. Natomiast gdy nałożymy wspomniany wyżej wykres na informacje płynące z innych obszarów produkcji, np. zleceń według asortymentu, zmian produkcyjnych, czy chociażby niedoboru materiałów będziemy mogli dowiedzieć się, jak poszczególne sytuacje wpływają na konkretny trend. 

Kluczowe odpowiedzi

Poprawne wyliczenie wskaźnika OEE daje informację, w ilu procentach badane stanowisko wykorzystuje efektywnie czas operacyjny, czyli jaki procent czasu planowanego przeznaczony był na produkcję pełnowartościowych wyrobów. Niski poziom wskaźnika wykorzystania maszyn informuje o stratach w procesie produkcyjnym. Straty mogą być związane z awaryjnością maszyn, co powinno być alarmem dla służb utrzymania ruchu lub dużą ilością wadliwych wyrobów, co sprowadza się do analizy samego procesu wytwórczego. 

Warto podkreślić, że wartość OEE nie jest tak kluczowa, jak to dlaczego i kiedy zmienia się nasz wskaźnik. Precyzyjna analiza przyniesie odpowiedź na pytanie: co wpływa na słaby wynik Overall Equipment Effectiveness? To właśnie interpretacja fluktuacji i wyciąganie właściwych wniosków jest fundamentalne w odniesieniu do opisywanego wskaźnika. Szczególnie w sytuacji gdy firmy produkcyjne, niezależnie od swojej wielkości, kładą coraz większy nacisk na efektywność produkcji i możliwie jak najlepsze wykorzystanie parku maszynowego.

Mateusz Kluba
Team Leader obszaru Produkcja