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讓智造簡單些

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IE改善與OEE和稼動率的關系

首先要說明的是,業界對于OEE的定義是有不同版本的,差異主要集中在對損失時間的劃分和時間稼動率的定義,前者對分析沒有影響,后者我們采用使用范圍較廣且相對權威的FOXCONNIE學院的定義,時間稼動率分母為總時間(24N);對于其他不同的定義,最后我們會進行簡要說明;首先我們從一個例子開始;


微信截圖_20200914095716

 

某一個工廠,根據訂單買了一定數量的設備,在我們對它研究的這段時間里,工廠訂單穩定,所以不會增減設備(暫時排除訂單和設備數量波動對系統的影響,是因為在過多因素的作用下系統比較復雜,不利于我們的理解;當我們弄清楚一些問題后,會把這些因素再加入系統一起分析),那么在這個工廠里,工程師要如何做,才能提升稼動率或OEE呢?答案是無論怎樣做都不可能提升稼動率,也不可能提升OEE,如果改善是在縮短計劃停機和非計劃停機方面(降低保養時間,維修時間,故障頻次),那么稼動率和OEE不會有任何變動,既不會升高也不會降低;


原理圖

 (樹字工廠OEE采集系統)

為什么會有這樣一個看似不符常理的結論,我們從設備和訂單的關系角度出發,就很容易理解了,工程師雖然降低了計劃和非計劃停機產生的時間損失,但訂單沒有變化,生產所需要的總時間就不會變(設備生產周期CT是一定的),這就代表計算稼動率的分子沒有變化,而分母依然是24n,所以無論改善降低了多少損失時間,都不會在稼動率或OEE上反映出來;

 

也許有人問,我們通過改善縮短了維修時間,降低了故障次數,也縮短了切換線時間,這些節省的時間哪里去了?很簡單,這些時間從非計劃停機時間轉移到計劃停機時間里面去了,但由于要生產的產品數量沒有變,所以總的生產時間就沒有變,減少的只是排產時間(因為不需要給產線預留那么多損失時間了),還有就是之前被非計劃停機打成段落的生產時間變得更加集中了;


 設備綜合效率oee 設備稼動率統計  設備利用率統計 設備利用率

(樹字工廠OEE采集系統)

那么對于OEE,我們是不是可以通過提升產品良率,來達到提升OEE的目的;從OEE的計算公式來看(三個乘積),好像是可行的。但實際上是不可行的,這個推論的錯誤在于忽略了訂單因素;事實上在訂單不變的情況下,當良率提升時,稼動率是要相應降低的,而且提升和降低的比例也必然一致,因為良品數增加了,機臺就沒有必要仍然開那么長時間了,所以最終OEE仍然是不變的;從這里也可以看出,雖然OEE的公式中包含良率,但良率的波動對OEE卻沒有影響。


 

由此來看,IE努力改善縮短維修時間,降低故障頻次,縮短切換線時間,提升保養效率,甚至提升良率等活動,都不能對OEE的結果直接產生影響,甚至從某種程度上說,這些改善活動與OEE無關;明白了吧,如果你的工程師向你報告通過以上種種努力,使公司本月OEE提升了,那就要好好探討了;

OEE綜合效率統計  設備OEE排名 OEE綜合效率

 (樹字工廠設備OEE)

既然這樣,那是不是這些改善沒有效益呢?當然不是,恰恰相反,這些改善對工廠極有價值;只不過這些價值并不能在這時的OEE指標上體現出來;也不能在我們通常說的稼動率上顯現,因為通常提到的稼動率默認為時間稼動率(生產時間/24n);其實,這些改善最根本價值是:工廠可以用相同數量的設備完成更多的訂單了;當設備的損失時間被我們的改善不斷降低時,也就意味著設備每天可投入的工作時間在增加,也就是說設備總體生產力提升了;這和技術人員通過改善來縮短設備生產周期CT效果是一樣的,區別是生產周期縮短會立刻顯示為稼動率和OEE降低(實際值),而停機時間縮短對這兩個指標無影響;

 

如果做一個比喻說明,就像一個蓄水池,里面裝了一定量的水,IE的工作是加高蓄水池的邊框和清理水底的石頭,這些都不能改變池中現有儲水量,甚至還會讓水位看起來更低,但卻增加了蓄水池的總儲水量;


OEE綜合效率統計  設備OEE排名 OEE綜合效率

(樹字工廠OEE看板)

 

既然對停機時間的改善無法影響到OEE,那么OEE的波動到底是哪些因素作用的結果,或者說它反映了那些因素在變化,其實在上面的分析中我們也基本得出了答案,就是訂單因素(實際操作中的統計誤差也會造成數據波動,操作過的應該都有體會,這里不再討論);所以,當工廠把每周的OEE數據連接起來做成趨勢圖,以此來考核改善人員的績效時,顯然是不可能達到目的的;IE人員改變不了每周OEE的實際值,他們只能提升OEE的實力值(或者說是工廠設備最大能力值,如果一定要用OEE來衡量改善績效時,只能用實力值),除非一種特殊情況,工廠訂單一直大于工廠設備的能力,即設備始終處于滿負荷運轉狀態,這時OEE的實際值與實力值統一;

 

如果用OEE的公式來證明可以得到同樣的結果,OEE=時間稼動率*性能稼動率*良率,當我們展開公式并約去相同項時,公式變為:良品數*CT/24N;雖然我們對OEE實際值統計一般都采用前者公式(時間&性能稼動率,良率除了用來計算OEE外,還有各自獨立的屬性),但結果必然同時符合后面的公式,決定良品數的正是訂單量,顯然OEE實際值只取決于訂單;事實上,性能稼動率與良率的實際值就是實力值,而時間稼動率則不是。

 

總的來說,訂單量,改善活動(縮短停機時間,提升良率,提升性能稼動率,縮短設備周期CT),增減設備數量都會影響到OEE,但程度不同:訂單的波動直接導致OEE波動,在波動幅度沒有達到實力值時,OEE實際曲線和改善活動無關(只有縮短設備周期會降低OEE),但如果改善活動做的好,就可以減少機臺數量以節省成本,這時OEE表現為提升(如果迭加訂單波動的影響,也可能出現降低或持平);當單波動超出了OEE實力值,那么就要通過改善活動提升設備實力值,也可以增加設備數量,這兩種解決方法區別在于,前者會使OEE趨勢繼續上升,而后者在OEE趨勢上的反映是上升,持平,下降均有可能,這由新增設備數量與新增訂單的比例決定;所以當我們看到OEE趨勢的變動時,更要理解其背后的原因;

 

所以OEE并不是一個能直接反映改善活動成果的指針,它是實際訂單量與工廠設備整體能力的比值,或者工廠設備的整體負荷狀態,這是提供給公司經營決策層宏觀參考的;而改善活動的成果是提升了這些設備的實力值,是不一樣的。

OEE報表 OEE數據統計 OEE統計 OEE管理 OEE設備管理

 

改善活動與OEE除了有以上的相互關系,當OEE取不同定義時,會造成它們的關系有所不同;在另外一個應用較多的定義中,時間稼動率分母不是總時間,而是去除了不排產時間的計劃生產時間,這樣時間稼動率和訂單因素無關,性能稼動率和良率不變,所以這時的OEE就和訂單無關,當通過改善活動降低停機時間或提升良率時,OEE都會提升,反而是訂單波動對OEE沒有影響,這時OEE反映的是包括良率在內的設備整體效率,表示設備的整體實力狀態,但不反映設備實際負荷狀態;

 

這個定義應該是改善人員希望看到的;但實際上卻沒有得到最廣泛的應用,原因有兩點:1. 雖然可以反映稼動率改善成果,但同時也反映了良率改善成果,最終作用是迭加;所以OEE本身無法確定自身波動原因,而在很多公司負責設備和負責質量的是兩個獨立部門,大家共同努力會使OEE改善,但OEE本身其實成了一個沒有專人負責的指標(每個部門關心的是直接反映自身績效的指標;此時的OEE既無法單獨考核質量部,也無法單獨考核設備部);2. 一般的經營決策層也不太喜歡這個脫離了真實負荷狀態的OEE,他們更愿意看到對現場反應敏感的指標(而不是當訂單降低,現場IDLE設備在增加時,OEE卻仍然高高在上,紋絲不動),雖然可以再引入其他指標;


還有一些工廠有自己的定義,如把時間稼動率中分母去除整個計劃停機,包括保養時間,也有把設備IDLE時間放在分子中,等等,不再一一說明;因為無論定義如何變化,規律本身都是一定的,變化的僅僅是一些項目的名稱或位置。


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