Calcolo e monitoraggio OEE & KPI

Calcolo OEE & KPI

Calcolo OEE & KPI

Misurare per Conoscere → Conoscere per Migliorare

Indipendentemente dal settore in cui opera un azienda (manifatturiero, alimentare, elettronico, meccanico, ecc..), il suo processo o la sua dimensione, l’obiettivo di ogni manager è sempre lo stesso conoscere per “migliorare le performance, migliorare la qualità dei prodotti, aumentare la disponibilità dell’impianto produttivo”, al fine di ottenere un vantaggio competitivo per la sua impresa.

Osservando questi tre fattori risulta evidente che solo conoscendo il reale utilizzo del proprio impianto produttivo rispetto al suo tasso tecnico, la sua disponibilità rispetto al tempo pianificato ed il tasso di prodotti conformi alle specifiche rispetto al tasso totale di produzione, si riesce ad avere il controllo sullo stato di funzionamento di un sistema di produzione.

Risulta pertanto necessario calcolare tali valori per confrontarli coi i valori teorici per cui è stato progettato l’impianto produttivo e in caso di prestazioni poco performanti interrogarsi sulle cause ed attuare le giuste scelte al fine di migliorare il processo, aumentare la produzione, variare il mix di prodotto, con conseguente riduzione de costi di produzione.

Per rispondere a tali esigenze sono stati studiati gli indici OEE – OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS - che quantificano le perdite o le efficience di produzione degli Impianti.

“OEE = Availability × Performance Rate × Quality Rate”

L’OEE è il principale parametro di misura usato nel TPM (Total Productive Manufacturing) per individuare e quantificare le maggiori perdite di produzione degli impianti e per fornire un punteggio di valutazione del grado di efficienza dei processi produttivi.

Esso mette in relazione la produzione reale di un impianto produttivo con il valore teorico per cui è esso è stato progettato. La differenza tra questi due valori rappresenta la perdita di produzione in termini di:

tempo

efficienza delle macchine

qualità

In molti casi è stato ritenuto di utilizzarlo come “benchmarching” per confrontare le prestazioni fra impianti e fabbriche “normali” con quelle definite di “classe mondiale”.

Il valore dell’OEE di queste ultime è del massimo livello, circa l’ 85%, mentre quello nelle aziende “normali”, nelle migliori condizioni, raggiunge il 50-55%.

Nello specifico l’OEE è un valore percentuale ottenuto dalla moltiplicazione dei valori percentuali dei tre fattori sopra indicati:

Availability (disponibilità)
Tempo di calendario in cui l’apparato produttivo è disponibile per la produzione

Performance Rate (prestazione produttiva)
Percentuale della produzione effettuata rispetto al valore della potenzialità di progetto
dell’impianto.

Quality Rate (produzione a norma)
Percentuale della produzione senza difetti rispetto al totale prodotto.”

Quali sono le cause di questi sprechi?

Possiamo individuare all’interno di un ciclo di produzione sei tipologie di “sprechi” . Essi vengono chiamate perdite poichè essi contribuiscono alle perdita di efficienza delle macchine e delle attrezzature.

1) Perdite di tempo (Diminuzione di Disponibilità)

Guasti

Corrisponde ad un interruzione non prevista, oppure un interruzione dovuto ad un operazione sbagliata, il risultato in ogni caso è una perdita in termini di tempo. Le cause possono essere di natura tecnica o di organizzazioe. L’OEE registra il manifestarsi di tale situazione.

Attesa

E’ una perdita di tempo per la produzione anche quando le macchine sono ferme. Le ragioni possono essere molteplici, per esempio, ri-attrezzaggio, manutezione ecc. In caso di ri-attrezzaggio, la macchina viene tenuta ferma per un certo tempo prima di ripartire. SMED (Single Minute Exchange of Die) definisce il ri-attrezzaggio, ovvero il tempo che intercorre tra l’ultimo “prodotto buono” prima del ri-attrezzaggio ed il “primo buono” dopo il ri-attrezzaggio. Per l’OEE il tempo di ri-attrezzaggio corrisponde al tempo di non produzione di alcun prodotto.

2) Perdite in termini di efficienza (Diminuzione di Rendimento)

Piccole sospensioni

Si verificano quando le macchine hanno piccole interruzioni e non hanno una velocità costante. Queste piccole interruzioni e le conseguenti piccole perdite di tempo sono generate da piccoli problemi, come blocchi della produzione dovuti a sensori o altre cause. Queste brevi e frequenti interruzioni possono ridurre drasticamente l’efficienza delle macchine. Generalmente interruzioni molto brevi (inferiori a 5 minuti) non vengono registrate come perdite di tempo nell’OEE.

Riduzione della velocità

La riduzione di velocità nell’OEE viene calcolata come la differenza tra la velocità effettiva e la velocità teorica o quella per cui è stato progettato. In alcuni casi si riesce ad aumentare la velocità, ma senza rendersi conto che ciò avviene a discapito della qualità e del ri-attrezzaggio, ciò viene evidenziato dall’OEE.

3) Perdite in termini di qualità (Peggioramento della Qualità)

Scarti

Fanno parte degli scarti quei prodotti che non rispettano i requisiti di specifica, l’obbiettivo sarebbe quello di ottenere tutti prodotti di qualità fin da subito. Uno specifico tipo perdita di qualità e dato dagli scarti di start-up. Questi scarti occorrono durante:
- lo start del produzione su una macchina
- le interruzioni del lavoro su una macchina
- la realizzati di un numero di prodotti superiore a quelli dell’ordine.

Rilavorazioni

Fanno parte delle rilavorazioni quei prodotti che non rispetto i requisiti di qualità richiesti e pertanto richiedono una rilavorazione. I prodotti rilavorati hanno un costo superiore a quello stimato e pertanto concorrono in modo sostanziale a far crescere il costo di produzione.

Come si calcola l’OEE?

Secondo la definizione dell’OEE gli sprechi possono essere classificati in termini di tre categorie: la disponibilità, l’efficienza e la qualità, questi sono i principali parametri per il calcolo dell’OEE.

Il prodotto di questi tre parametri da il valore dell’OEE:

OEE =

Tasso di Disponibilità × Tasso di Efficienza × Tasso di Qualità

Nelle condizioni in cui non ci sono sprechi l’OEE è il 100 % (condizioni ideali, ma non realistiche)

Tasso di Disponibilità

Il Tasso di Disponibilità si ottiene confrontando il tempo corrente di utilizzo dell’apparato produttivo, con il tempo pianificato per la produzione.

Un tasso di disponibilità inferiore al 100 % indica che esiste uno spreco in termini di tempo: guasti, attese, ecc.

Tasso di Disponibilità (%) =

Tempo Corrente di Produzione / Tempo Schedulato per la Produzione

Tasso di Efficienza

Il Tasso di Efficienza si ottiene confrontando il valore corrente della produzione con il valore teorico della produzione (il valore di produzione atteso fornisce la massima velocità teorica ed il tempo corrente di produzione)
Un valore del tasso di efficienza inferiore al 100 % indica una perdita di velocità di produzione: piccole interruzioni, riduzione della velocità di lavorazione.

Tasso di Efficienza (%) =

Valore Corrente della Produzione / Valore Teorico della Produzione

Tasso di Qualità

Il Tasso di Qualità si ottiene confrontando i prodotti di qualità (conformi alle specifiche) ed il valore corrente della produzione.
Un valore del tasso di qualità inferiore al 100 % indica una perdita nella qualità: scarti, ri-lavorazioni, scarti da start-up.

Tasso di Qualità (%) =

Prodotti di Qualità (Prodotti Conformi) / Valore Corrente della Produzione

Vantaggi derivanti dalla misura e monitoraggio OEE

L’identificazione delle perdite di produzione è necessaria per stabilire quali sono le aree nelle quali gli interventi sono necessari. Affinché il monitoraggio diventi uno strumento per migliorare il sistema è necessario definire una politica di miglioramento che permetta di attuare attività dedicate per l’eliminazione degli sprechi.

Pertanto, un monitoraggio, non seguito da azioni correttive atte ad aumentare l’efficienza delle macchine, la qualità dei prodotti e la diminuzione degli sprechi in termini di tempo non porta ad un miglioramento del sistema.

Il monitoraggio in tempo reale dello stato di avanzamento della produzione sulle macchine, permette di identificare il loro livello di produzione ed individuare eventuali disallineamenti fra obiettivi e risultati, consentendo di intervenire tempestivamente per apportare le giuste azioni correttive

L’analisi dei dati permette di generare a posteriori una reportistica dettagliata ed una visualizzazione grafica dei trend

Gli indicatori di disponibilità permettono di misurare la disponibilità delle attrezzature, per esempio i fermi macchina registrandone le cause (attrezzaggio, cambio prodotto, causa interna o esterna) e stabilendo quanto questo abbia inciso sul tempo di disponibilità della macchina stessa. In questo modo è possibile aggregare tali informazioni e generare report per evidenziarne tali cause e attuare le giuste azioni correttive

A partire da questi dati è possibile calcolare tutta una serie di indici di Affidabilità, Disponibilità come per esempio MTBF (Mean Time Before Failure) , oppure MTTR (Mean Time To Repair), sui tempi medi di fallimento e di riparazioni.

Gli indici di Performance (KPI)
L’utilità degli indici di performance stanno nel fatto che tramite essi è possibile evidenziare quanto il sistema è vicino alla sua velocità nominale di produzione e quindi alla sua piena capacità. Tramite i dati acquisiti è possibile generare sia indici di rendimento, sia indici di performance

Gli Indici di Qualità
Tramite questi indici vengono evidenziati i livelli di produzione distinguendo tra pezzi in ingresso, in uscita, in scarto e in rilavorazione. Tali indici danno informazioni sul Rendimento Qualitativo

Supporto alla progettazione

L’OEE è un utile riferimento durante la fase di progettazione di un nuovo impianto, macchina, linea od altro:

Effettuare una stima della capacità produttiva
Confrontare scenari differenti al fine di perseguire un dato di valore di OEE come obiettivo
Fissare dei limiti di perfomance di confine tra la produzione dei prototipi e quella effettiva o in serie

Supporto alla produzione

L’OEE può essere utilizzato per definire un target al fine di miglioramento di un impianto:

Fornisce una chiara e valida indicazione sullo stato attuale dell’efficienza globale del sistema che si monitora
Fornisce indicazioni di tipo decisionale ai fini dell’associazione delle priorità degli interventi o azioni di miglioramento
La scomposizione dell’OEE nelle sue sotto-parti è utile per esercitare azioni mirate e volte al migliorare particolari sintomi di inefficienza del sistema
Fornisce valide indicazioni sui margini di miglioramento del sistema aziendale o del sotto-sistema analizzato

Supporto agli acquisti

L’OEE come strumento di supporto agli acquisti di nuovi impianti:

Parametro di riferimento per la definizione delle performance di un nuovo impianto che si intende acquistare
Identificazione chiara dei vincoli e degli obiettivi del nuovo impianto

Brochure

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Missione

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Soluzione A – OEE: il progetto

OPT Solutions grazie al know-how acquisito nella realizzazione di cruscotti direzionali per il monitoraggio dell’OEE è in grado di realizzare soluzioni personalizzate alimentate da sistemi di raccolta dati pre-esistenti.

Soluzione B – La nostra soluzione integrata

OPT Solutions ha realizzato WORKER WEB MESun softwareche va ben oltre il calcolo dell’ Overall Equipment Effectiveness“, in quanto oltre alle funzionalità standard di un OEE (calcolo degli spechi, rilavorazioni, pendite di tempo, ecc…) è un sistema MES su tecnologia WEB che permette la gestione integrata della produzione e della qualità, raccolta dati (manuale ed automatizzata), archiviazione, diffusione e analisi delle performance logistiche-produttive.

OPT Solutions ha rivoluzionato il modo in cui le società raccolgono ed analizzano i dati proveniente dall’impianto di produzione, creando un sistema con interfacce facili ed intuitive, che permettono agli utenti di generare efficienti report sulle performance e sulla produttività del proprio impianto di produzione.

OEE Formula
SOFTWARE CALCOLO OEE FORMULA MONITORAGGIO PRODUZIONE RACCOLTA DATI

Availability (disponibilità)

Tempo di calendario in cui l’apparato produttivo è disponibile per la produzione

Performance Rate (prestazione produttiva)

Percentuale della produzione effettuata rispetto al valore della potenzialità di progetto
dell’impianto.

Quality Rate (produzione a norma)

Percentuale della produzione senza difetti rispetto al totale prodotto.”

Immagini

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