V minulém článku o průmyslu 4.0 jsme se věnovali prediktivní údržbě. Jejím hlavním cílem je předejít neočekávaným poruchám zařízení. Tentokrát se chci věnovat sledování produktivity výroby a představit vám jeden z jeho běžných indikátorů. Dozvíte se, jak můžete měřit a vyhodnocovat efektivnost vaší výroby. Proč je chybou, že jste její měření ještě nezařadili mezi vaše KPI. A jakých 6 největších možných ztrát produktivity ve vaši výrobě můžete najít.
Pokud jste z výrobní společnosti, mám pro vás na začátek otázku:
Vyrábíte na 100 % svých možností? To znamená, vyrábíte jen produkty splňující vaše nároky na kvalitu, vyrábíte bez přestávek a tak rychle, jak je možné?
Pravděpodobně ne a to je zcela v pořádku, protože to není možné. Zaměstnanci se střídají ve směnách, dochází k plánovaným i neplánovaným odstávkám, některé produkty neprojdou kontrolou kvality a lidé i stroje nejsou vždy na 100 % možné rychlosti.
Mnohem důležitější jsou proto další otázky:
- Dokážete změřit, jak účelně vyrábíte?
- Dokážete určit, z jakých důvodů dochází ke ztrátám účinnosti?
- Dokážete tato čísla srovnávat v čase a měřit, zda se v čase lepšíte?
Pokud nemáte odpovědi ani na tyto otázky, tak už to začíná být problém. Těžko se můžete zaměřit na zlepšování efektivnosti výroby pokud ji nedokážete změřit.
Co je OEE a co je jejím cílem?
Ověřeným způsobem, jak monitorovat a zlepšit účelnost výroby je měřit celkovou efektivnost zařízení, tzv. OEE - Overall Equipment Effectiveness. S nápadem měřit OEE přišel už v 60. letech Seiichi Nakajima z Nippon Denso a od té doby se metrika stala zlatým standardem a jednou z nejužitečnějších praktik lean managementu.
Možná jste také narazili na původní označení Overall Equipment Efficiency, tedy celkovou efektivitu zařízení. Pojmem efektivita rozumíme účelnost, tedy poměr mezi přínosem činnosti a vynaloženými náklady, efektivnost pak vyjadřuje účelnost nebo smysluplnost - vztah mezi stanoveným cílem a následkem. A právě o tom moderní pojetí OEE je - dokázat nastavit výrobní cíle a sledovat jejich plnění.
Cílem analýzy OEE je diagnostikovat jakou účinnost mají vybrané výrobní procesy. To znamená, zda stroje a lidé pracují účelně. Proto indikátor OEE nikdy neodpoví na otázku Jak problém vyřešit.
Jak OEE spočítat?
Hlavní myšlenkou OEE je zjištění míry účelnosti poměrem mezi maximálně dosažitelným užitečným časem zařízení a skutečným časem stráveným pro produkci výrobků.
Tyto časy nejsou nikdy stejné. Pokud by se vám to podařilo, znamenalo by to dosažení maximální možné úrovně OEE - 100 %. Ty nejlepší výrobní firmy dosahují efektivnosti okolo 60 - 85 % (opravdu špičkové firmy), v praxi jsou ale čísla mnohem nižší, okolo 30 %.
Pro výpočet OEE se používá následující vzorec:
OEE = Dostupnost × Výkon × Kvalita
Pro měření celkové efektivnosti zařízení proto musíte dokázat číselně vyjádřit dostupnost, výkon a kvalitu výroby.
Dostupnost zařízení
Dostupnost je definována jako poměr mezi provozním časem a časem, který byl pro provoz naplánován.
Informaci o provozním čase vám může poskytnout samotné zařízení, mnohem častěji je ale potřeba najít jiný způsob. My se stavebnicí HARDWARIO nebo s IoT hubem CHESTER obvykle využíváme jeden z následujících způsobů:
- měření vibrací (vibruje = jede),
- měření spotřeby (spotřebovává = jede),
- sledování LED pomocí fototranzistoru (blikání například určuje takt stroje),
- použít by šel také teploměr nebo senzor hluku.
Očekávanou dobu určuje plán vaší výroby a výrobní možnosti zařízení.
Výkon zařízení
Výkon zařízení je určen poměrem mezi tím, kolik jste toho vyrobili (počet vyrobených kusů) a maximální kapacitou vaši výroby. Pokud dosud nemáte digitalizovanou informaci o tom, kolik toho vyrábíte, je možné provést to několika způsoby:
- Obrazová analýza pomocí kamery nebo Hallovy sondy.
- Manuálně - spočítáním a následným zapsáním do programu (např. Microsoft Excel nebo Google Sheets) nebo mačkáním tlačítka operátorem s automatickým zápisem do programu.
- Infrazávora
Kvalita
Poslední proměnnou je kvalita výroby. Ta je dána poměrem mezi vyrobeným počtem kusů v požadované kvalitě a počtem celkově vyrobených kusů. Existuje několik možností, jak můžete kvalitu evidovat:
- fyzickou kontrolou,
- obrazovou analýzou,
- nedestruktivním testováním.
6 největších ztrát v efektivnosti výroby
V každé z uvedených částí - tedy dostupnosti, výkonu a kvalitě dochází ke ztrátám z různých důvodů. Výsledkem je 6 velkých ztrát efektivnosti výroby.
Na dostupnost mají největší vliv:
- Nečekané výpadky
- Nevyužitý čas při předávání pracoviště mezi směnami a čas potřebný k zahájení výroby (tzv. set-up time).
V případě výkonu se jedná o takzvané ztráty rychlosti (speed loses). Dochází k nim ze dvou důvodů:
- Omezená rychlost - příčinou může být lidský (stres, nemoc, nezkušenost) i strojový faktor (provádíte plánovanou a prediktivní údržbu?).
- Ztráta čekáním - stroje i lidé často musí čekat na nějaký vstup, například materiál, oficiální objednávku, specifikaci, apod..
Do kvality zasahuje míra zmetkovitosti ve výrobě. Tu je ještě možné rozdělit na:
- Běžnou zmetkovitost (regular crap),
- Startovací zmetkovitost (start-up crap). Jde o nekvalitní produkty, které vznikají při rozjíždění linky. Toto rozdělení je důležité pro následné řešení problému, protože každý z typů má obvykle jinou příčinu.
Měření a vizualizace OEE
Některá data už možná sbíráte, jiná je teprve musíte začít měřit. Ve všech oblastech vám může pomoci stavebnice HARDWARIO nebo víceúčelový hub CHESTER. Pomocí externích senzorů je možné připojit jakékoliv senzory nebo data získávat ze stroje sériovou linkou a bezdrátově je odesílat na požadované místo.
Z vizualizací si, minimálně pro začátek, nemusíte dělat příliš starostí. Data je možné jednoduše ukládat do Google Sheets včetně grafů ukazující aktuální stav a trendy OEE. Stejně tak můžete použít i jiné platformy, jako jsou Ubidots, Grafana, Blynk nebo odesílat data do vašeho MES.
3 kroky na cestě k měření celkové efektivnosti strojů
Pojďme si shrnout, jak můžete s OEE začít:
- Vyberte stroje, u kterých začnete měřit OEE. Nemusíte řešit ihned celou firmu, stačí začít s těmi, které mají největší podíl na vašem obratu nebo zisku. Určitě bude platit paretovo pravidlo a 20 % vašich strojů se bude podílet na 80 % obchodního výkonu.
- Rozhodněte, jakým způsobem budete měřit dostupnost, výkon a kvalitu.
- Vyberte místo, kde budete data sbírat a vyhodnocovat.
A můžete se do toho pustit. Pokud budete potřebovat s čímkoliv poradit, neváhejte se nám ozvat. Pomůžeme vám přímo my, nebo vás propojíme s jedním z našich partnerů, kteří se na optimalizací efektivnosti výroby soutředí.
Chcete se dozvědět více?
Pokud vás toto téma zajímá a chcete se dozvědět ještě o něco více, včetně konkrétních příkladů, podívejte se na záznam webináře Měření celkové efektivnosti zařízení v průmyslu. Mezi hosty patřil také Honza Havel ze společnosti IQ HUBS, která se OEE věnuje a je naším partnerem.
Lukas Fabik
