设备效率评价
整体设备效率(英语:Overall equipment effectiveness,缩写:OEE)是一个评量生产设施有效运作的指数。其计算结果是通用的,甚至可以比较不同行业。
整体设备效率有2个重要指标和5个次要指标。
2个重要指标
设备综合效率(OEE)和设备综合生产力(Total Effective Equipment Performance,TEEP)有紧密关系,也可以表示实际效率和理想的效率的差异。
- 设备综合效率(OEE)是指在计划运行时间内,能以一个制造单元的实际表现与设计能力的比较。
- 设备综合生产力(TEEP)通常就是指日历时间(如每天24小时,每年365天)测得的OEE。
5个次要指标
除了上述OEE和TEEP ,为了理解二者之间的关系,还有五个基本指标。
- 最大操作时间:代表该设施在一定期间内能实际运转的时间,若设备本身可完全由厂内使用,则为日历时间。
- 负荷时间(planned Loading Time):是 TEEP指标的一部份,是设备预期可运转的时间,乃是最大操作时间扣除停机时间,停机时间是计画上的休止时间,如休假、教育训练、保养等。
- 稼动率(Availability/Uptime):是 OEE指标的一部份,是设备实际运转的时间百分比,我们定义稼动时间 等于负荷时间减去停线时间,则稼动率= (稼动时间/负荷时间)*100%,举例来说假设稼动时间是六小时,负荷时间为十小时,则稼动率=(6/10)*100%=60%。
- 产能效率(Performance):是 OEE指标的一部份,是实际生产速度和设计生产速度的比例。
- 良率(Quality):,也称First Pass Yield(FPY),是 OEE指标的一部份,是有效的良品数和实际生产数的比例。
OEE 与 TEEP的计算
下面提供了实际的例子,说明如何计算整体设备效率(OEE)和设备综合生产力(TEEP)。计算并不困难,但要注意计算的基础。此外,这种计算是指单一的生产线,在实际有多个不同的生产线时,计算方式将更为复杂。
日历时间 = 工厂运营时间(plant operation time) + 工厂关闭时间(plant closed)
工厂运营时间(plant operation time) = 负荷时间(planned Loading Time)+ 非负荷时间 (planned unLoading Time)
非负荷时间(planned unLoading Time)包括:
- 预防性维护
- 休息、暂停、(计划内)全厂会议
- 罢工与不可抗外力停机
- 设备替换
- 原型测试与开发测试
- 由于缺少订单的停产
特别需要注意的是,非负荷时间与OEE的计算无关!
负荷时间率(Loading Time)
工作时间与实际可运转的时间的比例。单纯表示时间规划的效率,并扣除停机损失。
停机损失是计画的设备休止时间,包括:休假、教育训练、定期保养等。
公式:负荷时间率 = 工作时间 / 实际可运转时间
【例如】
有间工厂,每周工作5日(24小时),但每周排2小时的保养、2小时的员工教育。一周可用的时间是(7日 × 24小时),因此:
负荷时间率 =[(5日 × 24小时)- 2(保养)- 2(员工教育)]/(7日 × 24小时)= 69%
稼动率(Availability)
实际工作时间和计画工作时间(负荷时间)的百分比。
计划工作时间(负荷时间) = 实际工作时间 + 计划外停线时间。
计划外停线时间包括:
- 失败时间:技术相关的malfunctions,failures,breakdowns
- 技术或生产组织上的故障
- 不期望的中断
- 重新调整
- 重新校准
- 等待时间
- 换型(Setup/Change Over)
- 产品换型
- 技术准备
- 质量改变
- 启动/关闭
- 加热
- 停机后启动
- 检查机器
- 准备
- 清理
- 冷却
- 校准
- 其它
- 材料短缺
- 劳力短缺
- 换型(Setup/Change Over)
公式:稼动率 = 实际工作时间 /计画工作时间
【例如】
有间工厂,一天工作8小时(480分),每天有30分的休息时间,休息时停止生产,并有60分的停线时间。
计画工作时间 = 480分 - 30分(休息时间)= 450分
实际工作时间 = 450分 - 60分(停线时间)= 390分
稼动率 = 390分 / 450分 = 86.7%
产能效率(Performance)
生产设备的设计制造速度和实际制造速度的比率,纯粹表示制造的速度,且不考虑品质。
产能损失包括:
- 速度损失
- 小的停顿
公式:产能效率 = 实际产能 / 标准产能
【例如】
有间工厂,一天工作8小时(480分),每天有30分的休息时间,休息时停止生产,并有60分的停线时间。
计画工作时间 = 480分 - 30分(休息时间)= 450分
工作时间 = 450分 - 60分(停线时间)= 390分
标准生产效率是 40台/小时。
该工厂这个产品的所有生产部门的生产效率是242台。
实际产能 = 242台 /(390分 / 60分)= 37.2 台/小时
产能效率 = 37.2 / 40 = 93.0%
良率(Yield)
是数量所有产品中良品数的比率,也相当于纯收益。
公式:良率 = 良品数 / 实际生产数
【例如】
某个工厂的所有生产部门,生产某产品的产能是242台,但良品数是230台。
良率 = 230 / 242 = 95.0%
整体设备效率(OEE)
整体设备效率是整合稼动率 (Availability)、产能效率 (Performance)、良率 (Quality)的可测量生产效率。整体设备效率可应用于工厂的生产线或独立的部门。100 %的整体设备效率几乎是不可能的, 多数行业的价值目标值设在85%。
公式:OEE = 稼动率 × 产能效率 × 良率
【例如】
某个工厂,稼动率是86.7%、产能效率是93.0%、良率是95.0%:
OEE = 86.7% × 93.0% × 95.0% = 76.6%
设备综合生产力(TEEP)
也称之为设备性能综合有效率。 设备综合生产力的效率显示日历上的时间:365日、24小时的效率。因此TEEP也代表了资产最终的利用情况。
公式:TEEP = 负荷时间率 × OEE
【例如】
某个工厂的OEE是76.67%,但负荷时间是69%:
TEEP = 76.67% × 69% = 52.9%
TEEP 的公式又可表示:TEEP = 负荷时间 × 稼动率 × 产能效率 × 良率
参考文献
- Productivity Press Development Team (1999), "OEE for Operators: Overall Equipment Effectiveness", Productivity Press, ISBN 978-1-56327-221-9
- Hansen, Robert C (2005), Overall Equipment Effectiveness (OEE), Industrial Press, ISBN 978-0-8311-3237-8