OEE-Berechnung in der Fertigung

Was ist die Gesamtanlageneffektivität (OEE)?

Die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) ist eine Kennzahl, die zur Messung der Produktivität einer einzelnen Anlage oder eines Produktionsbetriebs verwendet wird. Dieser wichtige Leistungsindikator (Key Performance Indicator, KPI) liefert wichtige Informationen, um zu quantifizieren, wie effektiv die Anlagen genutzt werden und wie effizient die Produktionslinien laufen.

Was ist OEE in der Fertigung?

In der Fertigung ist OEE eine Best-Practice-Kennzahl, mit der Hersteller feststellen können, wie viel ihrer Produktionszeit tatsächlich produktiv ist. Wie der Name schon sagt, bewertet OEE, wie effektiv Ihre Anlagen arbeiten, indem die Anlagen anhand von drei Faktoren gemessen werden: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.

Faktoren der Gesamteffektivität der Ausrüstung 

Verfügbarkeit

Wie lange lief der Prozess tatsächlich im Vergleich zur geplanten Produktionszeit? Gab es irgendwelche geplanten und/oder ungeplanten Stopps?

Ein Verfügbarkeitswert von 100 % bedeutet, dass die Maschine während der gesamten geplanten Produktionszeit ohne Unterbrechung lief.

Leistung

Wie schnell ist der Prozess im Vergleich zu Ihrer idealen Zykluszeit? Wurde der Prozess durch langsame Zyklen oder kleine Stopps verlangsamt?

Eine Leistungsbewertung von 100 % bedeutet, dass der Prozess im Vergleich zu seiner idealen Zykluszeit so schnell wie möglich lief.

Qualität

Gab es Produktionsfehler? Mussten irgendwelche Teile nachgearbeitet werden?

Eine Qualitätsbewertung von 100 % bedeutet, dass die produzierten Teile keine Mängel aufweisen.

OEE

Jeder der oben genannten Einzelwerte fließt dann in den OEE-Gesamtwert ein, der die in jedem Bereich aufgetretenen Verluste berücksichtigt. Ein OEE-Wert von 100 % bedeutet, dass die Maschine so schnell wie möglich, ohne Ausfallzeiten und ohne Fehler lief.

Was ist die OEE-Formel?

OEE wird wie folgt berechnet: OEE = Verfügbarkeit x Leistung x Qualität

Wie berechnet man die OEE?

Die Berechnung der Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) umfasst die drei oben genannten Schlüsselfaktoren: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Lassen Sie uns nun die OEE anhand des folgenden Beispiels in die Praxis umsetzen:

Verfügbarkeit

Formel: Laufzeit / Geplante Produktionszeit = Verfügbarkeit %

Ein Beispiel: Ihre Anlage sollte 300 Minuten laufen, war aber wegen eines unerwarteten Wartungsproblems eine Stunde lang für Reparaturen offline. Dies führte zu einer tatsächlichen Laufzeit von 240 Minuten während des geplanten Produktionszeitraums.

Das Ergebnis: 240 Minuten / 300 Minuten = 80% Verfügbarkeit

Leistung

Formel: (Ideale Zykluszeit x Gesamtzahl) / Laufzeit = Leistung %

Ihre Anlage soll zum Beispiel insgesamt 200 Einheiten mit einer idealen Zykluszeit von 1 Minute pro Teil produzieren. Die Laufzeit der Schicht betrug 240 Minuten, und die Maschine produzierte in dieser Zeit 150 Stück.

Das Ergebnis: (1 x 150) / 240 = 62,5% Leistung

Qualität

Formel: Gut-Zahl / Gesamt-Zahl = Qualität %

In der letzten Sektion hat Ihre Maschine insgesamt 150 Einheiten produziert; aufgrund von Fehlern im Prozess waren jedoch nur 120 gute Einheiten ohne Fehler das Ergebnis.

Das Ergebnis: 120 / 150 = 80% Qualität

Die OEE berücksichtigt alle diese Elemente und bezieht alle Verluste mit ein.

Das Ergebnis: Verfügbarkeit (0,8) x Leistung (0,625) x Qualität (0,8) = 40% OEE

Einfachste OEE-Berechnungen vs. bevorzugte OEE-Berechnungsmethode

Der einfachste Weg zur Berechnung der OEE ist die folgende Formel:

OEE = (Gutmenge x Ideale Zykluszeit) / Geplante Produktionszeit

Mit den oben genannten Informationen würde die Berechnung wie folgt aussehen:

OEE = (120 Einheiten x 1 Minute) / 300 Minuten = 40% OEE

Damit erhalten Sie jedoch eine vereinfachte Version des OEE KPI. Diese Berechnung wird manchmal auch als effektiver Nutzungsgrad bezeichnet. Sie liefert zwar nützliche Informationen, berücksichtigt aber keine Verfügbarkeitsverluste, wie etwa ungeplante Ausfallzeiten.

Die bevorzugte OEE-Berechnungsmethode liefert schließlich detailliertere Informationen, die dazu beitragen können, Ineffizienzen noch deutlicher zu erkennen.

Anhand der Informationen aus unseren obigen Berechnungen können wir erkennen, dass unsere Anlagenleistung der Hauptfaktor für den niedrigen OEE-Prozentsatz ist.

Vorteile der Verfolgung der OEE

Zu den Vorteilen der Verfolgung der OEE und anderer Instandhaltungskennzahlen gehören eine bessere Anlagenauslastung, eine verbesserte Produktionsqualität und -quantität und vieles mehr. Unternehmen können die OEE im Laufe der Zeit verfolgen, um fundierte Entscheidungen über Anlagen und Produktionslinien zu treffen. Hier sind einige der Möglichkeiten, wie die Verfolgung der OEE für ein Unternehmen von Vorteil sein kann.

1. Leistungsverbesserung: Anlagen sind teure Investitionen, und die Kenntnis der OEE der einzelnen Anlagen kann Unternehmen dabei helfen, Änderungen vorzunehmen, um sicherzustellen, dass sie ihre Anlagen so effektiv wie möglich nutzen.
2. Indikator für den Anlagenzustand: Die Verfolgung der OEE gibt Ihnen ein gutes Gesamtbild vom Zustand einer Anlage. Wenn eine bestimmte Anlage durchgängig einen OEE-Wert von 75 % aufweist und dieser dann plötzlich auf 55 % sinkt, könnte dies ein guter Indikator dafür sein, dass sich etwas geändert hat und untersucht und korrigiert werden sollte. Ein sinkender OEE-Wert kann auch darauf hinweisen, dass eine Anlage ersetzt werden muss.
3. Leistung vergleichen: Die Verfolgung der OEE ermöglicht es Ihnen, die Leistung ähnlicher Anlagen zu vergleichen, um festzustellen, wo Sie eventuell Verbesserungen vornehmen müssen. Außerdem können Sie die Leistung von Mitarbeitern in verschiedenen Schichten verfolgen, um zu sehen, wie sich Ihr Personal auf die Produktivität auswirkt.
4. Maximieren Sie die Produktion: OEE kann helfen, Schwachstellen oder Engpässe in Ihrer Produktionslinie zu erkennen. Das Auffinden und Beheben dieser Schwachstellen führt zu mehr Betriebszeit, verbesserter Produktion und niedrigeren Maschinenkosten.

Was ist ein guter OEE-Berechnungswert?

Das obige OEE-Berechnungsbeispiel ergibt einen Wert von 53,3 %. Ist das gut oder schlecht? Und woher wissen Sie das? Die Antwort hängt sowohl von der Ausgangssituation in Ihrem Betrieb (ist diese Zahl eine Verbesserung oder eine Verschlechterung im Vergleich zu früheren Werten?) als auch von den Branchen-Benchmarks (ist diese Zahl im Vergleich zu den Branchenstandards höher oder niedriger?) ab.

Aktueller OEE-Wert im Vergleich zum Ausgangswert der Einrichtung

Wie jede andere Instandhaltungskennzahl ist auch die OEE ein Leistungsindikator, der sich im Laufe der Zeit verändern wird. Mit einer CMMS-Software können Sie die Ergebnisse im Laufe der Zeit leicht nachverfolgen, genau feststellen, wo und warum Produktionsverluste auftreten, und Schwerpunktbereiche identifizieren.

Aktueller OEE-Wert im Vergleich zum Industriestandard

Die OEE-Gruppen, die dem Industriestandard entsprechen, werden wie folgt bewertet:

• 100% - Perfekt
• 85% - Weltklasse
• 60% - Typisch
• 40% - Niedrig

Das obige OEE-Ergebnis von 53,3 % ist also etwas niedriger als typisch, so dass bei allen drei OEE-Faktoren Verbesserungsmöglichkeiten bestehen.

OEE-Benchmarks

Um einen perfekten OEE-Wert von 100 % zu erreichen, müsste Ihre Anlage oder Produktionslinie 100 % für Verfügbarkeit, Leistung und Qualität erreichen. Das würde bedeuten, dass:

• Verfügbarkeit: Die Geräte sind zu 100 % der Zeit verfügbar, ohne Unterbrechung für Einstellungen, Wartung oder Reparaturen.
• Leistung: Jedes Produkt wurde in der vorgegebenen idealen Zykluszeit hergestellt.
• Qualität: Jedes hergestellte Produkt ist perfekt und es gibt keine Nacharbeiten oder Unvollkommenheiten.

Ein Wert von 100 % ist in der Praxis unerreichbar. Viele OEE-Ausrüstungswerte können jedoch erheblich verbessert werden. Die Kenntnis der Verfügbarkeits-, Leistungs- und Qualitätswerte aus der obigen idealen OEE-Berechnung kann Ihnen dabei helfen, erreichbare Benchmarks für Ihr Team in der Fabrikhalle festzulegen.

Aufgrund der Art und Weise, wie die OEE berechnet wird, kann ein gutes Ergebnis in allen drei Bereichen immer noch zu einem nicht optimalen OEE-Ergebnis führen. Wenn Ihr Ergebnis in allen drei Bereichen beispielsweise 80 % beträgt, würde Ihr OEE-Ergebnis nur 51,2 % betragen.

Die OEE-Benchmarks, die Sie für Ihr Team festlegen, sollten erreichbar sein. Wenn Ihr OEE-Ergebnis sehr schlecht ist, wird die Aufforderung an Ihr Team, von einem Ergebnis von 40 % auf 80 % zu kommen, wahrscheinlich entmutigend wirken und wie eine unmögliche Forderung erscheinen. Setzen Sie sich stattdessen ein kurzfristiges Ziel, um in den nächsten Monaten einige Schlüsselbereiche zu verbessern. Wenn Berichte und Analysen zeigen, dass diese Ziele erreicht wurden, sollten Sie Ihre Prozesse weiter verbessern, um sicherzustellen, dass Sie langfristig bessere OEE-Werte erzielen können.

Wenn Sie Ihre Werte in jedem Bereich kennen, können Sie sich auf einige wichtige Möglichkeiten zur Verbesserung der Ergebnisse konzentrieren. Selbst kleine Änderungen können dazu beitragen, Ihren OEE-Wert erheblich zu verbessern und sich positiv auf Ihr Endergebnis auswirken.

Sechs große Verluste mit Auswirkungen auf die OEE

Sobald Sie eine Basislinie für Ihre OEE festgelegt haben und wissen, wie sie im Vergleich zu den Industriestandards abschneidet, müssen Sie sich ansehen, woher die Verluste kommen - und die größten Verluste fallen in sechs Hauptkategorien. Schauen wir uns diese genauer an:

1. Ausfallverluste: Diese treten auf, wenn der Betrieb stillsteht oder Maschinen aufgrund von Ausfällen und Fehlfunktionen, wie z. B. Geräteausfällen, Staus oder ungeplanten Wartungsarbeiten, stillgelegt werden.

2. Einrichtungs- und Anpassungsverluste: Diese entstehen während geplanter Stillstandszeiten für die Installation neuer Geräte, die Aufrüstung vorhandener Geräte oder die Durchführung von Umstellungen, z. B. das Herunterfahren einer Produktionslinie zur Einführung neuer Geräte.
3. Leerlauf und kleinere Unterbrechungen: Sie entstehen durch kleinere Probleme, die zu kurzen Pausen führen, wie z. B. die Neukalibrierung einer Maschine während der Routinewartung oder die Einstellung eines falsch ausgerichteten Produkts.
4. Anfahrverluste: Diese treten in der Regel während der "Aufwärmphase" einer Maschine auf oder wenn die Ausrüstung eine "Lernphase" durchläuft, bis sie konstant hochwertige Teile produziert.
5. Reduzierte Geschwindigkeitsverluste: Diese werden dadurch verursacht, dass die Geräte aufgrund von Alter, verschlissenen Bauteilen, schlechter Wartung oder unsachgemäßem Gebrauch nicht mehr die maximale Geschwindigkeit erreichen können.

6. Qualitätsmängel: Sie entstehen durch fehlerhafte Werkzeuge oder Ausrüstungen, übermäßigen Verschleiß oder mangelhafte Wartung und führen zu fehlerhaften Produkten.

Durch die Behebung dieser sechs großen Verluste können Unternehmen ihre OEE und andere Instandhaltungs-KPIs wie MTBF, MTTF und MTTR erheblich verbessern, was zu effizienteren und zuverlässigeren Produktionsabläufen führt.

Wie Sie Ihren OEE-Wert verbessern können

Die Verbesserung Ihres OEE-Ergebnisses kann eine Herausforderung sein, aber es ist machbar! Hier sind einige Maßnahmen, die Sie ergreifen können, um jeden der sechs häufigsten Verluste zu vermeiden.

1. Ausfallverluste können vermieden oder reduziert werden, indem mögliche Stillstandsszenarien prognostiziert und ein umfassender Plan für die vorbeugende Wartung erstellt wird, um sie zu vermeiden.
2. Rüst- und Einrichtungsverluste können durch die Planung von Produktionschargen zur effizienteren Nutzung der Anlagen verbessert werden. Der Einsatz von Techniken wie Single Minute Exchange of Die (SMED) kann dazu beitragen, die Dauer geplanter Stillstände zu verkürzen, indem schnelle Übergänge im Produktionsprozess sichergestellt werden.
3. Leerlauf und kleinere Stillstände können durch die Einführung standardisierter Prozesse und die Sicherstellung, dass die Mitarbeiter für die effiziente und effektive Durchführung von Wartungsaufgaben geschult sind, reduziert werden. Wenn möglich, sollten die Mitarbeiter einfache Probleme in Echtzeit beheben, um größere Ausfälle zu vermeiden.
4. Anlaufverluste können minimiert werden, indem ihre Auswirkungen auf die Produktionslinien berücksichtigt werden. Entwickeln und dokumentieren Sie bewährte Verfahren für das Anfahren und Umrüsten von Maschinen und führen Sie vor Beginn der Produktion Prüfungen der Schmierung, Ausrichtung und Kalibrierung durch.
5. Geschwindigkeitseinbußen können vermieden werden, indem verschlissene und beschädigte Geräte so bald wie möglich ersetzt werden. Maschinenbediener sollten in ordnungsgemäßen Wartungs- und Reparaturtechniken geschult werden, um sicherzustellen, dass die Anlagen so effektiv wie möglich arbeiten.
6. Qualitätsmängel können vermieden oder reduziert werden, indem alte Geräte rechtzeitig ersetzt werden, um eine gleichbleibend hohe Produktionsqualität zu gewährleisten. Die Mitarbeiter sollten darin geschult werden, Standardbetriebsverfahren zu befolgen und zu lernen, wie sie Probleme schnell erkennen können, bevor sie sich ernsthaft auf die Produktionsqualität auswirken.

Herausforderungen bei der Verbesserung Ihrer OEE

Nun sind Verluste in Bezug auf Ihre OEE behebbar - aber sie bringen gewisse Herausforderungen mit sich, die sich wie folgt kategorisieren lassen:

1) Herausforderungen bei der Datenerhebung

• Verfügbarkeit und Zugänglichkeit von Daten: Der Zugriff auf Echtzeit-Produktionsdaten von Anlagen oder die Integration von Daten aus verschiedenen Quellen kann eine Herausforderung darstellen. Ältere Anlagen verfügen möglicherweise nicht über die notwendigen Sensoren oder Konnektivität, um Echtzeitdaten zu liefern. Außerdem können unterschiedliche Datenquellen und Systeme Integrationsbemühungen erfordern, um die Informationen für die OEE-Analyse zu konsolidieren.
• Datenerfassung und -genauigkeit: Eine genaue und rechtzeitige Datenerfassung ist für die Berechnung der OEE entscheidend. Unternehmen können jedoch bei der konsistenten und zuverlässigen Datenerfassung auf Probleme stoßen. Probleme wie die manuelle Dateneingabe, die Abhängigkeit von Bedienereingaben oder unzureichende Datenverfolgungssysteme können zu Datenungenauigkeiten oder unvollständigen Informationen führen, die die Zuverlässigkeit der OEE-Messungen beeinträchtigen.

2) Fachliche Herausforderungen

• OEE-Metriken verstehen: Die Interpretation von OEE-Kennzahlen und das Verständnis ihrer Auswirkungen kann für Unternehmen eine Herausforderung sein. Ohne entsprechende Schulung und Kenntnisse kann es schwierig sein, die Ursachen für eine niedrige OEE zu erkennen, Prioritäten für Verbesserungsmaßnahmen zu setzen und effektive Lösungen zu implementieren. Schulung und Training zu OEE-Kennzahlen und deren Interpretation sind für eine erfolgreiche Umsetzung unerlässlich.
• Komplexität und Variabilität der Ausrüstung: Moderne Produktionsanlagen können komplex und sehr variabel sein, mit unterschiedlichen Betriebsarten, Einstellungen oder Konfigurationen. Das OEE-Management für solche Anlagen kann eine Herausforderung sein, da unterschiedliche Betriebsbedingungen zu unterschiedlichen OEE-Werten führen können. Die Berücksichtigung der Anlagenvariabilität und die Entwicklung standardisierter OEE-Metriken, die verschiedene Anlagenkonfigurationen erfassen können, kann eine komplexe Aufgabe sein.

3) Politische Herausforderungen

• Organisatorische Ausrichtung und Kultur: Die Umsetzung von OEE-Verbesserungen erfordert eine organisatorische Ausrichtung und eine Kultur, die kontinuierliche Verbesserungen unterstützt. Widerstand gegen Veränderungen, mangelnde Akzeptanz seitens der Mitarbeiter oder eine Kultur, die der kurzfristigen Produktivität Vorrang vor langfristiger Effizienz einräumt, können OEE-Initiativen behindern. Die Überwindung dieser Herausforderungen erfordert eine effektive Kommunikation, das Engagement der Mitarbeiter und die Konzentration auf die Förderung einer Kultur der kontinuierlichen Verbesserung.
• Identifizierung und Beseitigung von Ursachen: Die Ermittlung der Ursachen für eine niedrige OEE kann eine Herausforderung sein, da mehrere Faktoren zu Ineffizienzen beitragen können. Sie erfordert einen systematischen Ansatz, eine Datenanalyse und die Zusammenarbeit verschiedener Interessengruppen, darunter Bediener, Wartungspersonal und Prozessingenieure. Die genaue Identifizierung der zugrunde liegenden Probleme ist entscheidend für die Umsetzung wirksamer Korrekturmaßnahmen.

4) Herausforderungen für die Nachhaltigkeit

• Abwägen von Kompromissen: Die Verbesserung eines Aspekts der OEE (Verfügbarkeit, Leistung oder Qualität) kann manchmal zu Kompromissen in anderen Bereichen führen. So kann beispielsweise eine Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit (Leistung) zu höheren Fehlerraten (Qualität) führen. Unternehmen müssen diese Kompromisse sorgfältig abwägen und die Gesamtauswirkungen auf OEE und Kundenzufriedenheit berücksichtigen.
• Nachhaltige OEE-Verbesserungen: Die anfängliche Verbesserung der OEE ist eine wichtige Errungenschaft, aber die Aufrechterhaltung dieser Gewinne kann eine Herausforderung sein. Ohne den Fokus auf kontinuierliche Überwachung, Leistungsmanagement und laufende Verbesserungsmaßnahmen kann die OEE im Laufe der Zeit sinken. Die Aufrechterhaltung von Verbesserungen erfordert eine Verpflichtung zur kontinuierlichen Messung und Analyse.

Wenn Unternehmen diese Herausforderungen erkennen und proaktiv angehen, können sie Hindernisse überwinden und eine erfolgreiche OEE-Implementierung erreichen, die zu nachhaltigen Verbesserungen führt.

Verbesserung der OEE mit einem computergestützten Instandhaltungsmanagementsystem (CMMS)

Eine der besten Möglichkeiten zur Verfolgung von Instandhaltungs-KPIs wie OEE ist der Einsatz von CMMS-Software (Computerized Maintenance Management System). Mit einem CMMS können Sie problemlos Basiswerte festlegen, die Leistung messen und Verbesserungsmöglichkeiten identifizieren. Der Einsatz eines CMMS wie eMaint kann den Unterschied ausmachen, ob Ihr Unternehmen seine Instandhaltungs-KPIs über- oder unterschreitet.

Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um mehr darüber zu erfahren, wie eMaint Ihnen helfen kann, Ihre Wartungs-KPIs zu verbessern.