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怎样计算OEE,才是正确的?

浏览:122 发表时间:2020-06-04 20:08:53 来源:前沿数控技术


OEE(Overall Equipment Effectiveness),即设备综合效率,OEE是一项指标,它确定了真正有效的计划生产时间的百分比。它旨在通过准确跟踪实现“完美生产”的进度来支持TPM计划。企业在进行OEE计算时常常遇到很多迷惑的问题,如工厂停水、停电、停气、停气使设备不能工作,等待订单、等待排产计划、等待检查、等待上一道工序造成的停机,不知如何计算。本文引入非设备因素停机的概念,修改了OEE的算法,使计算得到的OEE更能够真实反映设备维护的实际状况,让设备完全利用的情况由完全有效生产率TEEP这个指标来反映。本文同时介绍了在不同情况下如何分析设备损失的 PM分析流程。


01OEE计算
OEE= 时间开动率×性能开动率×合格品率
    
 

在OEE公式里,时间开动率反映了设备的时间利用情况;性能开动率反映了设备的性能发挥情况;而合格品率则反映了设备的有效工作情况。反过来,时间开动率度量了设备的故障、调整等项停机损失,性能开动率度量了设备短暂停机、空转、速度降低等项性能损失;合格品率度量了设备加工废品损失。

计算举例:

某工厂实施8小时作业体制,其中中午休息1小时,上班时间包括早会,检查,清扫等20分钟,上、下午期间各休息15分钟。有一台设备,因应市场需要,每天加班30分钟,该设备理论节拍为0.8分钟,在正常稼动时间内应生产575件,但实际仅生产出418件,实际测得的节拍为1.1分钟,当天更换刀具及故障停机时间为70分钟。不良率维持2%。
  请问该设备的设备综合效率为多少?
  计算:

•A:实际作业时间 =480+30=510min     

•B:计划停止时间 50min

•C:负荷时间 510-50=460min           

•D:停机损失时间 70min

•E:稼动时间 C-D=390min            

•G:生产量418件

•H:良品率 98%

I:理论节拍0.8
时间开动率 = (460-70)/460 = 84.8% 

性能开动率 = (0.8*418)/390 = 85.7%

合格品率 = 98%
于是得到 OEE = 84.8% ×85.7%×98% = 71.2%

02OEE的实质

如果追究OEE的本质内涵,其实就是计算周期内用于加工的理论时间和负荷时间的百分比。请注意,当展开OEE公式,有 OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率=(开动时间/负荷时间) ×(加工数量×实际加工周期 /开动时间)×(理论加工周期/实际加工周期)×(合格产量/加工数量)= (开动时间×加工数量×实际加工周期×理论加工周期×合格产量)/(负荷时间×开动时间×实际加工周期×加工数量)约去分子、分母的公因子,OEE = (理论加工周期×合格产量)/负荷时间 = 合格产品的理论加工总时间/负荷时间,这也就是实际产量与负荷时间内理论产量的比值。



03利用OEE进行损失分析
 

既然上述的计算方法可以如此简单,那么为什么要用这么复杂的公式呢?主要是为了分析问题。计算OEE值不是目的,而是为了分析六大损失。设备的OEE 水平不高,是由多种原因造成的,而每一种原因对OEE的影响又可能是大小不同。在分别计算OEE的不同“率”的过程中,可以分别反映出不同类型的损失。
  进一步,我们还可以结合运用PM分析方法,对 OEE不高的原因进行分析。例如,当设备的 OEE水平不高,从 OEE计算看出是时间开动率低下,于是将时间开动率用方框框起来,再问为什么时间开动率不高,发现是设备故障引起,再继续往下分析,直到找出根本原因为止。


04OEE计算中遇到的困难和解决方案

我们在计算OEE时,遇到计划停机以外的外部因素,如无订单、停水、电、气、汽等因素造成停机损失,常不知把这部分损失放到哪部分去计算。有人把它们列入计划停机,但它们又不是真正意义上的计划停机。如果算做故障停机,但又不是设备本身故障引起的停机。各个企业的计算五花八门,失去相互的可比性。当我们把OEE的计算作一扩展,给出“设备完全有效生产率(TEEP)”这一新概念和新算法,上述的问题可以迎刃而解。

05在引入TEEP条件下OEE公式的修正

在引入TEEP条件下, 因为我们已经把非设备因素(即设备外部因素)引起的停机损失分离出来,作为利用率的损失来度量,故在计算OEE时,设备的时间开动率就要做相应调整。
  在TEEP计算中

设备利用率=(日历工作时间 - 计划停机时间 - 设备外部因素停机时间) / 日历工作时间

正确的OEE计算,应该有设备时间开动率= 开动时间 / 负荷时间

其中,负荷时间=日历工作时间 - 计划停机时间 - 设备外部因素停机时间

开动时间=负荷时间 - 设备调整初始化时间(包括更换产品规格、更换工装模具、更换刀具等活动所用时间)

其他公式的算法和项目内容不变。这样计算得到的 OEE可以准确反映设备本身的问题,能够客观评价企业的设备管理水平,同时也不会使企业之间的OEE因理解与算法不同而不可比。如果要全面反映企业设备效率,即把所有与设备有关和无关的因素都考虑在内,则可以通过TEEP来反映。

06企业OEE计算疑惑辨析

笔者根据众多企业的统计和计算实际,提出将OEE公式的计算方法加以修正。原来的
  ★ 负荷时间 =日历工作时间 -计划停机时间
  现在修正为:
  ★ 负荷时间 =日历工作时间 -计划停机时间 -非设备因素停机时间
  原来的
  ★ 开动时间 =负荷时间 -故障停机时间 -安装、调整和初始化停机时间, 仍保持不变
  上述的“非设备因素停机”包括开工不足停机、等待订单、等待计划排产、因企业系统管理不善或外部环境而造成的停水、停电、停汽、停气,使需要上述供给的设备停机。上述的停机损失并不属于停机设备本身的问题,而是大系统对设备的影响。
  上述的“计划停机”应界定为设备生产前后的例行保养,如加油、加冷却剂、停机点检、清扫、紧固、升温、预热、升速等活动。计划停机应不包括因更换产品而造成的工、模、夹具更换,设备参数调整所造成的停机。这样修正之后所计算得到的 OEE,基本反映了设备本身人-机系统的维护状况。而全面设备效率发挥状况可以由完全有效生产率来反映。
   完全有效生产率 =设备利用率×设备综合效率( OEE)
  其中,设备利用率=(日历工作时-计划停机时间-非设备因素停机时间)/ 日历工作时间,由此看出,完全有效生产率把因为设备本身保养不善的损失和系统管理不善、设备产能不平衡、企业经营不善损失全面地反映出来。而OEE的计算公式则主要反映了设备本身的系统维护、保养和作业效率现状。
  上述OEE的计算中,合格品率既反映了设备状况不良损失,又反映了操作、工艺执行、参数控制方面的损失。从设备管理的角度来看,合格品率不一定全面、真实地反映设备维护、保养水平。笔者建议引入一个纯设备合格品率的概念,即纯设备合格品率 =合格品数量/(生产数量-非设备因素废品数量)
  由此引出了纯设备OEE的概念,简记为 OEE纯。
   OEE纯 = 时间开动率×性能开动率×纯设备合格品率

这里的时间开动率是上述经过修正的公式,性能开动率的定义不变。OEE 纯更集中反映了设备维护、保养水平。完全有效生产率的公式不必修改。OEE纯仅仅是为了集中、客观反映设备维护、保养水平。因为完全有效生产率就是全面反映设备的总效率状况,没有必要分清哪些是因为设备,哪些是来自设备以外的因素。
  另外,有些企业在OEE计算时,出现了性能开动率大于 100%的状况,甚至有的高达 150%。众所周知,性能开动率 =净开动率×速度开动率,其中,性能开动率=(生产数量×实际加工周期)/ 开动时间。性能开动率反映了实际加工产品所用时间与开动时间的比例,它的高低反映了生产中的设备空转,无法统计的小停机损失。净开动率是不大于100%的统计量。问题就出在速度开动率上。
  ★ 速度开动率 =理论加工周期 / 实际加工周期
  原则上,理论加工周期不大于实际加工周期,即速度开动率是不大于100%的统计结果。有的企业设备加工运转速度超出了设计速度,这样使速度开动率超过 100%,进而使性能开动率超过 100%。笔者认为,速度开动率超过 100%是不合理、也是不可取的,理由如下:

1)如果设备开动速度超过了设计速度,就如同设计负荷5吨的大桥开过8吨的汽车一样,是掠夺性的使用设备,是不可取、不科学的做法,不应提倡。
  2)若设备的原设计指标保守,根据实际,设备开动速度可以提升。经过论证,这种提升不会造成对设备的损坏。那么,应该改变设备的设计速度指标,即理论加工周期,使速度开动率始终保持为一个不大于100%的统计结果。
  3)因为异常提升设备运行速度(使设备过早进入耗损故障状态)造成速度开动率不正常的夸大,得到较高的OEE水平,掩盖了设备维护不当等问题,可能误导企业,不利于激发设备管理者对人—机系统六大损失的攻关和控制。
  总之,让OEE应保持为一个不大于 100%的统计量,可以激发企业始终不渝地致力于 OEE的提升。

07结语

本文根据企业的运行实际,提出修正的OEE算法,又提出 OEE纯的概念同时澄清了速度开动率的统计计算问题。如果企业 OEE的计算按笔者介绍的规范算法统一起来,就可以使这一指标横向、纵向可比。同时可以使这一指标客观反映设备维护状况,成为引导设备管理进步的积极因素。


 

 
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