Co zrobić, by mieć sprawny i efektywny zakład produkcyjny?

Branża produkcyjna a wskaźnik OEE

Ostatnie dwa odcinki Cyfrowego Bliźniaka poświęciliśmy wskaźnikom efektywności, tj. KPI. Rozmawialiśmy także o temacie dashboardów, czyli wizualizacji pozyskanych z pomiarów danych i sposobach przedstawiania technicznych raportów. Dziś przechodzimy do podstawowego w firmie przemysłowej wyznacznika efektywności – wskaźnika OEE.

Czym jest wskaźnik OEE?

Wskaźnik KPI nazywany w skrócie OEE, to nic innego jak z j. angielskiego Overall Equipment Effectiveness, czyli dosłownie efektywność wyposażenia. OEE mówi nam o tym, w jakim stopniu wykorzystujemy poszczególne urządzenia parku maszynowego, ale też pokazuje, jak całościowo zakład produkcyjny eksploatuje wszystkie zakupione narzędzia. Dziś skupmy się na metodzie obliczania wskaźnika efektywności i sposobach na rozpoczęcie przygody z OEE, w którego skład wchodzą: 

• dostępność danej maszyny; jej wydajność oraz jakość. 

Tak jak zostało wspomniane – OEE możemy liczyć na podstawie całego parku maszynowego bądź w kontekście wybranego urządzenia. Jak obliczyć OEE? W tym celu mnożymy wszystkie składowe (dostępność * wydajność * jakość) i uzyskujemy liczbę procentową – od 0 do 100. Każdy z parametrów możemy na bieżąco na podstawie analiz optymalizować. 

OEE i dostępność w praktyce

Przyjrzyjmy się wskaźnikowi OEE w na konkretnym przykładzie. Zakładamy, że dana maszyna miała pracować 7 godzin. Liczba od 0 do 100 pokazuje, w jakim stopniu został ten czas wykorzystany. Jeśli przydarzyła się nieplanowana awaria i urządzenie działało ostatecznie 6 godzin, wskaźnik proporcjonalnie spada. W grę wchodzą przezbrojenia i nieplanowane przerwy. Wiedząc, że przyczyna leży na poziomie dostępności, możemy szukać problemu głębiej – czy zawiodła logistyka, czy przydarzyła się awaria, której można było zapobiec np. dzięki regularnym przeglądom. 

Słowem o wydajności

Teraz czas na obserwację wydajności. Tą składową liczymy na podstawie danych pochodzących stricte z produkcji. Kontrolujemy, ile miało być wytworzone, a ile zostało. Spójrzmy na przykład maszyny, która produkuje obudowę długopisu. Jeśli cykl pracy, to minuta, to co minutę powinniśmy dany produkt otrzymać. Jeśli po 30 minutach jest ich 20, to wydajność wyniesie zaledwie 66 procent. Tym samym jesteśmy w stanie zobaczyć, kiedy to się stało. Wiedząc, w którym momencie coś poszło nie tak, mogę analizować głębiej. Może jakiś detal produkował się dłużej niż miał lub zapomnieliśmy o przezbrojeniu? Być może zawiodła manualna produkcje. Procent wydajności pokazuje, jak pracuje także sama maszyna.

Jakość to… 

Jakość to natomiast ilość dobrych detali względnym wszystkich detali, które zostały wyprodukowane. Jeśli produkujemy 60 długopisów na minutę, a 10 okaże się wadliwymi, to na tej podstawie możemy wyciągnąć konkretne wnioski. Każda maszyna może mieć awarię. To normalne, że w jakości zakładamy także margines błędu – pytanie jednak, jaki wysoki on jest. Możemy dopuszczać np. 5% wadliwych produktów, ale nie 20%. Wszystko zależy od konkretnej definicji, która wychodzi z danych pochodzących z maszyny, które są punktem odniesienia.

Business benefits wychodzące z OEE 

Wiemy już, jakie są składowe OEE i jak obliczać sam wskaźnik. Jakie nieoczywiste business benefits wdrażając OEE możemy wskazać? 

• Wdrożenie automatycznego liczenia OEE pozwala wyeliminować papierowe raportowanie. Dzięki temu realnie zyskujemy czas operatorów i zarządzających, co w skali wielu maszyn przekłada się na setki tysięcy złotych oszczędności.

• Powstały raport OEE (przy pomocy tablicy Andon, mes OEE i innych) daje nam wgląd w rzeczy, w które na co dzień nie mamy wglądu. Dzięki temu mamy szansę dojść do wniosków w tematach, z których wcześniej nie zdawaliśmy sobie sprawy. Dzięki gradacji poszczególnych elementów możemy dochodzić do informacji, do których dotychczas nie mieliśmy dostępu. 

W Dziale Jakości

Każdy dział w organizacji zarządza innymi procesami. Dzięki raportowi OEE poszczególne osoby wiedzą, na co zwrócić szczególną uwagę. Monitorowanie zostaje usprawnione, przeglądy maszyn są odpowiednio wdrażane, a nieprzewidziane awarie zostają znacznie zmniejszone. Dział Jakości widzi ilość błędnych partii na konkretnych maszynach – może np. ta maszyna nie powinna produkować akurat tego detalu. Jeśli dana maszyna w konkretnej partii produkowała najpierw 2 wadliwe elementy, później 5, a teraz 7 na małą naprawę może być za późno. Raportowanie i analiza w czasie rzeczywistym są potrzebne. Podobnie jak z jazdą samochodem – powinniśmy reagować w momencie w którym słychać, że coś pracuje inaczej, a nie dopiero wtedy, kiedy odpada w czasie jazdy całe koło.

Aspekt ekonomiczny a OEE

Co wspólnego ma ekonomia z OEE? W tej kwestii kluczem jest konkurencyjność cenowa na rynku. Jeśli możemy produkować 100 sztuk danego produktu na godzinę, a produkujemy zaledwie 60, pojawia się szansa na optymalizację. Być może niech będzie to 80 sztuk. Druga kwestia to wykorzystanie samych maszyn. Pojawia się ważne pytanie. Czy lepiej, jeśli jedna maszyna pracuje przez 3 zmiany, czy 3 maszyny pracują, ale tylko na…1 zmianie. Koszty urządzeń są ogromne. Jeśli maszyna pracuje tylko na jednej zmianie, to już z góry wiadomo, że będzie wykorzystana tylko w 33%. W większości są to urządzenia mogące bez problemu pracować 20 godzin. OEE pokazuje, na ile efektywnie wykorzystujemy park maszynowy. 

Wskaźnik OEE – co ma wpływ?

Co najczęściej wpływa na obniżenie wskaźnika OEE? Są to przede wszystkim: 

• awarie maszyn;

• przyczyny logistyczne takie jak opóźnienia z dostarczeniem surowca;

• wadliwy surowiec; 

• nieregularne przeglądy maszyny i ich starzenie się;

• brak tendencji do stałych obserwacji – zaniedbywanie predictive maintenance (z czyli przewidywanie i reagowanie jeszcze przed otrzymaniem sygnału, że dany element systemu wymaga naprawy lub wymiany.)

Który parametr obniża OEE najczęściej?

Parametrem, który przysparza najwięcej problemów, jest dostępność, a więc awaria maszyn. Produkcja seryjna i regularnie naprawiana maszyna zmniejsza tego rodzaju tendencje. Równolegle traceability (https://cyfrowyblizniak.eu/podcast-cyfrowy-blizniak/traceability/)  dba o to, aby surowiec został wcześniej zbadany. Największym problemem są duże i nieprzewidziane awarie spowodowane zaniedbaniem biężacego monitorowania wskaźniku OEE.

OEE na dobrym poziomie

Kiedy wiemy, jako osoby zarządzające, że OEE jest na dobrym poziomie? Skąd wiemy, czy np. 70% jest satysfakcjonującym wynikiem? Szczególnie istotne jest pierwsze przejście produkcyjne. To ono wiele definiuje. To, jakie są możliwości produkcyjne, mówi nam dokumentacja z danej maszyny. Przykładamy 100% możliwości i ustalamy najczęstsze problemy pojawiające się w naszej branży (np. wadliwy surowiec). Wtedy na początku możemy przyjąć, że np. 90% wykorzystania maszyny jest sukcesem. 

Zdefiniowany cel 

Przy odbiorze maszyny jej dostawca] powinien dać nam konkretne gwarancję, a pewne wartości technologiczne powinny zostać sprecyzowane.Następnie wszystko odbywa się na podstawie doświadczeń – każdy z nas chciałby zachować OEE na poziomie 100%. Patrząc jednak holistycznie, niemały wpływ na ostateczny wynik ma także sprzedaż. W danym momencie popyt rynku może wynosić 50%. Ważny jest więc kontekst. Nie bez powodu nie produkujemy. Być może niepotrzebnie kupiliśmy maszynę? Być może lepszym rozwiązaniem na początek outsourcing (https://pl.wikipedia.org/wiki/Outsourcing) ? 

Technologia Digital Twin

Technologia Digital Twin daje nam możliwości tworzenia symulacji, co się zmieni, jeżeli zmienimy któryś z tych parametrów o X procent. Dzięki Digital Twin najpierw budujemy maszynę w wirtualnym świecie, sprawdzamy jej wydajność oraz testujemy na podstawie całego OEE. 

Rygorystyczne podejście do OEE

Jednym z największych błędów w analizie OEE jest sprawdzanie raportów z opóźnieniem. W ten sposób wyciągamy wnioski do tyłu – decyzje, które powinny być wdrożone już wczoraj, są zauważone dopiero dziś. Do liczenia OEE organizacja musi być odpowiednio przygotowana – najpierw dzielimy wskaźnik na jego trzy składowe. Następnie dokonujemy analizy, która pozwala dowiedzieć się o firmie czegoś, czego nie mieliśmy szans zaobserwować wcześniej. 

Podsumowanie tematu OEE

Jak obliczyć OEE? Czym jest sam wskaźnik i co daje nam jego analiza? Mamy nadzieję, że Twoje wątpliwości zostały rozwiane. Przyjrzyj się korzyściom automatyzacji raportów w Twoim zakładzie. Sprawdź, co jeszcze możesz zmodyfikować i obserwuj, jak automatyzacja wpływa na Twoje planowanie i decyzje inwestycyjne. W wyjątkowych przypadkach może się okazać, że OEE wynosi 100%, ponieważ według planu maszyna miała działać… tylko jeden dzień w miesiącu. Raportowanie pozwala dostrzec nawet najbardziej skrajne sytuacje. Pamiętaj przy tym, że OEE odzwierciedla także sytuację ekonomiczną. Na całościowy parametr ma wpływ fakt, czy na to, co produkujemy jest aktualnie popyt na rynku.