Maximierung der Produktion mit der Gesamtanlageneffektivität (OEE)

Die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) ist ein in der Industrie gebräuchlicher Leistungsindikator, der die tatsächliche Produktionsleistung mit der maximalen Kapazität der Produktionsprozesse vergleicht.

OEE ist definiert als der prozentuale Anteil der tatsächlichen Produktion, der die festgelegten Spezifikationen erfüllt, im Verhältnis zur theoretisch erreichbaren Produktion innerhalb eines bestimmten Zeitraums. Dieser Wert ist sowohl für einzelne Maschinen und Prozesse als auch für ganze Produktionslinien anwendbar.

Unternehmen, die in der Lage sind, ihre OEE zuverlässig und qualitativ zu messen und zu steuern, können gezielte Verbesserungen vornehmen. Dies ermöglicht es ihnen, ihre Wettbewerbsposition zu stärken, indem sie ihre Produktionsprozesse intelligenter, effizienter und nachhaltiger gestalten, was letztlich zur Erreichung von Operational Excellence führt.

Warum wird OEE verwendet?

Wenn Produktionsmaschinen im Leerlauf sind, nicht mit voller Kapazität laufen oder nicht entsprechend den Spezifikationen produzieren, sinkt die Effizienz einer Produktionsanlage. Die Gesamtanlageneffektivität ist ein wertvoller KPI zur Ermittlung von Ausfallzeiten, Kapazitätsverlusten und Produktionsfehlern, so dass gezielte Verbesserungen vorgenommen werden können.

Neben der OEE gibt es noch weitere Leistungsindikatoren, die Betriebsleitern helfen, die Leistung von Produktionsanlagen zu überwachen. Indikatoren wie FPY und TPM sind Teil des Lean Manufacturing.

TPM (Total Productive Maintenance) ist ein ganzheitlicher Ansatz für die Maschinenwartung, der von Toyota entwickelt wurde und auf eine perfekte Produktion ohne Pannen, kleinere Stillstände oder Ausfälle abzielt. OEE und TPM ergänzen sich in ihrem Streben nach Produktionsoptimierung, wobei sich beide Methoden auf die Minimierung von Ausfallzeiten, Defekten und Ineffizienzen konzentrieren, um die Produktivität zu maximieren.

Während sich OEE speziell auf die Effektivität von Maschinen und Anlagen konzentriert, verfolgt TPM einen breiteren, proaktiven Ansatz, der sich auf das management von Maschinen und Wartungsprozessen konzentriert. OEE identifiziert Faktoren, die die Effektivität von Produktionsprozessen beeinträchtigen, wie ungeplante Ausfallzeiten, Leistungsabfall und Qualitätsverluste. TPM konzentriert sich stattdessen auf die Beseitigung der Ursachen dieser Verluste, indem es die Instandhaltung verbessert, die Fähigkeiten der Bediener erhöht und eine Kultur der Verantwortung und Eigenverantwortung in den Betrieben fördert. TPM nutzt OEE als Messinstrument, um die Effektivität der Instandhaltung und des management zu verbessern, was zu höheren OEE-Ergebnissen führt.

Langfristig hilft OEE, Ineffizienzen zu erkennen, während TPM dafür sorgt, dass die Maschinen optimal arbeiten und die Bediener in der Lage sind, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden.

Sie können diese Produktionsprobleme mit OEE identifizieren

Die Gesamtanlageneffektivität kann helfen, verschiedene Produktionsprobleme zu erkennen. Häufige Faktoren, die sich auf die Durchlaufzeit auswirken und sich in OEE-Dashboards widerspiegeln, hängen mit den drei Hauptsäulen einer OEE-Berechnung zusammen.

Verfügbarkeit der Produktionslinie

Eine der häufigsten Ursachen für eine geringe Verfügbarkeit von Produktionslinien sind ungeplante Ausfallzeiten. Diese können durch Ausfälle, Wartungsarbeiten oder Verzögerungen beim Wechsel von Produktionslinien entstehen. Durch die Bereitstellung von Echtzeittransparenz über die Verfügbarkeit von Produktionslinien durch OEE-Dashboards können manufacturing vorausschauende Wartung effektiv anwenden und Produktionsausfälle reduzieren.

Leistungsverluste während des Produktionsprozesses

Leistungsverluste spiegeln sich auch im OEE-Wert wider. Dies kann auf niedrigere Geschwindigkeiten, theoretische Produktionsgrenzen von Maschinen, Mikrostopps oder suboptimale Einstellungen von Produktionsanlagen zurückzuführen sein. Indem man dies durch OEE-Berechnungen quantifiziert, kann man genauer herausfinden, welche Faktoren für die Geschwindigkeitsreduzierung verantwortlich sind und welche Optimierungsschritte vorrangig sind.

In der Praxis könnte dies bedeuten, dass die Bediener zusätzlich geschult, die Prozesse neu gestaltet oder Anpassungen auf IT- und OT-Ebene vorgenommen werden. Erwägen Sie die Implementierung von solutions wie Factorise. Eine low-code-basierte Lösung Mendix zur Optimierung der Fertigungsprozesse.

Qualitätsverlust

Qualitätsverluste entstehen vor allem durch Produkte, die nicht den vorgeschriebenen Qualitätsnormen entsprechen. Dies wiederum führt zu Ausschuss, Nacharbeit oder vollständiger Ablehnung von Produkten, was wiederum zu Effizienz- und Ressourcenverlusten führt. Durch die genaue Messung und Analyse von Qualitätsverlusten mittels OEE können Unternehmen genau die Schritte im Produktionsprozess identifizieren, bei denen Qualitätsprobleme auftreten.

OEE berechnen

Um die Gesamteffektivität der Ausrüstung zu messen, multiplizieren Sie die folgenden Faktoren: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.
OEE = Verfügbarkeit x Leistung x Qualität

Berechnung der Verfügbarkeit

Um die Verfügbarkeit zu berechnen, wird die tatsächliche Produktionszeit durch die geplante Produktionszeit geteilt. In der Praxis kann eine Produktionslinie beispielsweise 8 Stunden (480 Minuten) lang verfügbar sein, aber auch 1 Stunde lang einer geplanten Wartung unterzogen werden. Daraus ergibt sich eine Nettoproduktionszeit von 7 Stunden (420 Minuten).

Verfügbarkeit = (Nettoproduktionszeit / geplante Produktionszeit) x 100
Zum Beispiel: (420 Minuten / 480 Minuten) x 100 = 87,5%.

Leistung berechnen

Um die Leistung zu messen, messen Sie, wie schnell die Produktion im Vergleich zur maximal möglichen Geschwindigkeit läuft. Angenommen, Ihr Produktionsprozess hat eine theoretische Höchstleistung von 600 Einheiten pro Tag, aber in Wirklichkeit haben Sie nur 500 Einheiten produziert. Dann würde die Berechnung folgendermaßen aussehen:

Leistung = (Tatsächlicher Ausstoß / Theoretischer Ausstoß) x 100
Zum Beispiel: (500/600) x 100 = 83,3%.

Qualität berechnen

Um die Qualität eines Produktionsprozesses zu überprüfen, dividiert man die Anzahl der gut produzierten Produkte durch die Gesamtzahl der produzierten Produkte. Angenommen, ein Produktionsprozess verwendet eine Form und kann gleichzeitig 48 Produkte spritzen. Aus technischen Gründen sind 3 der Löcher verstopft und die Berechnung sieht wie folgt aus:

Qualität = (Anzahl der gut produzierten Produkte / Gesamtzahl der produzierten Produkte) x 100
Zum Beispiel: (48/43) x 100 = 93,75%.

OEE-Formel

Um die Gesamtanlageneffektivität zu berechnen, multiplizieren Sie die Verfügbarkeit mit der Leistung und der Qualität. Anhand der oben genannten Beispiele ergibt sich die folgende Berechnung:
OEE = 0,875 x 0,833 x 0,9375 ≈ 0,544 oder 54,4%

Ein OEE-Wert von 54,4 % bedeutet, dass der Produktionsprozess definitiv verbesserungswürdig ist. Bei erstklassigen manufacturing liegt der OEE-Wert normalerweise über 85 %.

OEE-Berechnung in Echtzeit

Sobald Sie die digitale manufacturing in einem modernen Produktionsprozess einsetzen wollen, wird es immer wichtiger, einen Echtzeit-Einblick in die Overall Equipment Effectiveness zu erhalten. Durch die Verknüpfung Ihrer bestehenden Produktionsmaschinen mit unserer Low-Code MES-Lösung erhalten Sie einen direkten Einblick in die OEE-Leistung Ihres Produktionsprozesses.

Mit Hilfe des OEE-Dashboards erhalten Sie einen direkten Einblick in die aktuelle Verfügbarkeit, Geschwindigkeit und Qualität Ihres Produktionsprozesses. Dies ermöglicht es den Managern in der Fertigung, Lean manufacturing effektiver umzusetzen.

Beginnen Sie noch heute mit der OEE-Optimierung

Es kann eine Herausforderung sein, sofort mit der Optimierung der OEE zu beginnen. Um die OEE effektiv in den Griff zu bekommen, ist es wichtig, dass Sie mit einer gründlichen OEE-Berechnung beginnen.

Bei der ersten Berechnung können Sie auf einige allgemeine Probleme stoßen. Dazu gehören das Fehlen zuverlässiger data, ein unzureichendes Verständnis der Verlustfaktoren und die mangelnde Unterstützung durch Bediener oder management.

All diese Herausforderungen lassen es manchmal ein wenig überwältigend erscheinen, einen erfolgreichen Start hinzulegen. Wenn Sie noch ganz am Anfang des Prozesses stehen, kann Emixa Ihnen helfen, eine solide Grundlage für die OEE-Messung in Echtzeit zu schaffen. Wir bieten auch solutions zur Integration komplexer (Legacy-)IT- und OT-Landschaften mit modernen OEE-Dashboards.