采用OEE解决方案提高市场竞争力

在当今的经济形势下，全球的激烈竞争和新设备的延缓订购，使得业务主管人员对生产操作费用等各方面因素的特别敏感。在这种环境下，各生产厂都开始考虑使用创新的和经过实践考验的方法，以便使他们的产品能以最低的成本打入市场。提高设备总效益（OEE）是达到这一目标的可行方法。

采用OEE解决方案能够使生产厂达到世界级的水平。而更特别的是，它可以在三个关键领域提供以下好处：
 
(1)设备方面  可减少设备的待工时间和维修费用，而且能够更好地管理设备的使用寿命周期。

(2)人员方面  通过提高操作透明度和增强操作员的工作能力来提高劳动效率和生产工效。

(3)工艺方面  通过解决瓶颈问题，提高生产效率。

(4)质量方面  降低废品率，提高质量水平。

涉及范围

早在2001年美国《工业周刊》杂志对生产“关键性能因素”的普查，说明了采用OEE的必要性。调查显示，世界级生产厂中的4%顶级厂商可以从非计划的机械待工时间的2%（中间值）中获得好处。这就是说，其余的96%厂商还可以通过降低非计划待工时间而获得提高性能的机会。采用OEE方法，提高机械工作状态的透明度，分析问题的根源，就可以有效地减少待工时间。

从本质上来说，OEE是一种性能因素，由人工或自动方式采集的机械实用系数、性能效益和质量水平数据构成。这三种数据点按照下列方式计算：

（1）实用系数 =（操作时间－待工时间）/总操作时间。

（2）性能系数 = 总产量/潜在产量。

（3）质量系数 = 合格产品/总产量。

然后乘以这些系数，计算OEE效益。

OEE效益 = 实用系数×性能系数×质量系数。

更通常的情况是，通过OEE可以找到造成待工停产的真正原因（由于机械条件、材料情况、生产人员或质量问题），以提高各类机器的水平，包括提高一条生产线或加工单元的生产水平或整个工厂的水平。在工厂水平基础上，OEE效益因素可以与其他工厂发生关系，提供关键性能指数（KPI）。经理们可以监控OEE工厂的因素，然后深入研究，找到问题的根源，一点一点地逐步更新，提高实时工艺水平。

历史

OEE的第一次应用可以追溯到20世纪60年代，当时日本Denso公司的Seiichi Nakajima先生首先将其应用于实践，作为TPM（全员生产维修）中的一个关键因素。按照Nakajima先生的说法：“TPM是提高工厂生产率的一种方法学，通过雇员的参与，雇员的努力以及对结果的闭路测量，快速、不断地提高生产工艺水平。”

1990年代中期，通过SEMATECH公司的协调，半导体晶片制造工业开始采用OEE方法来提高这一行业的生产率。自从那时候开始，全世界其他行业的生产厂都开始采用OEE方法来提高他们固定资产的利用率。

价值利益

执行一个适当的OEE系统可以立即为生产操作带来直接的利益。现将其中一部分好处介绍如下：

1.降低了待工停产的费用损失

当一台关键的设备处于待工停产的状态时，它也会使下游的操作处于停工待产的状态。这种情况会给客户造成负面影响，耽误产品的交货期，反过来又会影响工厂的资金周转和收益。例如，在一家典型的半导体工厂中，据初步估算，工艺设备的关键装置每停产1h，其收益损失将达到100000美元。相反，如果将一个典型工厂中50台最关键机床的待工时间减少1%，那么就可以为这个工厂提供更好的收益机会，可使其年费用节约近1亿美元。

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2.减少了维修费用

采用OEE方法可以预测维修需求，从而可大大减低维修费用。随着待工停产原因历史数据库的不断扩大，维修部门可以利用这些数据，预测发生故障的发展趋势。通过接口将OEE系统与CMMS系统（计算机维修管理系统）连接，维修部门就可以预先采取措施进行预防性维护。例如，维修部门可预先订购必要的零配件，做到有备无患。它可以根据现有的资源，合理地配置维修人员，不需要在紧急的状态下临时雇佣维修人员。与机器发生损坏以后的大修相比较，这样做可以节约大量资金。

3.提高了劳动效益

由于当今的经济条件，大部分生产企业在很大程度上不得不缩小生产规模。因此，生产厂急切地希望优化和提高他们现有的生产能力。采用OEE系统，不但可以帮助他们找到操作员待工停产的原因，而且还可以积累生产率数据。有了这些信息，管理层就可以根据人员的生产率更好地判断资源的适当配置。当业务气候得到改善时，OEE系统就能够使经理们在现有的工作力量范围内判别其多余的能力，而不是雇佣新的劳动力。

4.降低了质量费用

正如前面所介绍的那样，质量系数是合格产品与产品总量之比的一个百分比。因此，一个OEE系统必须抓住所生产的产品总量、废品率和次品率以及找到造成次品或废品的原因。因为这一信息是在特定的机器上或生产线水平上获得的，实际上，这一能力可以体现产品的质量。采用OEE方法跟踪其中的质量数据，可以使生产经理找出问题的根源，从而可进一步降低因返工或废品所造成的相关费用。注意提高每个生产阶段的质量也可以降低质量保证期内的所需的费用。

5.提高了工作人员的生产率

采用OEE系统可以使加工车间实现无纸化生产。一般来说，工厂内的操作人员和监督管理人员需花费大量的时间在纸面上做记录、分析和报告待工停产的原因和根源。而采用OEE系统则能够自动地捕捉和报告待工时间及工作效益。这有利于节约非附加值报告活动中的时间损失，允许工作人员集中精力从事更有价值的任务。采用OEE方法以后，从工厂到会议室的每一个人变得更加平易近人，更容易和睦相处。

6.提高了生产能力

在采用同等资源的情况下，机械待工时间的减少，对操作人员提高生产率有直接的影响；而次品率的降低，使生产水平获得了很大的提高。

工业应用

从不同行业的三个方面可以说明OEE帮助了生产商提高了生产率和进一步提高了他们生产操作的透明度。

1.汽车制造

GE Fanuc公司的其中一家汽车客户试图通过提高设备的利用率，从其组装生产线上获取额外的生产能力。他们通过努力应用工艺工程步骤，降低各种已知的待工停产原因。为了进一步提高工艺水平，他们从GE Fanuc公司那里引进了一套OEE系统。在作为工厂瓶颈区域的部门中，执行两个星期的OEE系统以后，他们注意到，由于一个简单的机械校正错误，操作人员也没有记录这一错误，因此使几百条简单的生产线停顿，总体生产效率受到严重影响。对OEE系统上的这些待工停产原因仔细观察，确定这些简单的非计划待工时间之累计效应是造成这一部门待工停产的主要原因。如果没有OEE系统自动地检测所有这些事件，这些待工时间及它们对整体生产效率的影响将不会受到注意。当工艺工程师解决了这一机械校正问题以后，该工厂在不增加资源的前提下，每天又多生产了8辆汽车。

2.食品和饮料生产

在食品生产厂，GE Fanuc公司的OEE系统帮助监督人员检查了一条特殊生产线的操作员工作情况，他们有意地事先降低了存在瓶颈问题的机器运行速度。无论在什么时候，一旦下游的机器发生延时现象，使正在装料的缓冲区域发生故障，那么这样做可以自动地防止机器减速。如果能够保持适当的设定值，那么就可以对出现瓶颈问题的机器以额定的速度进行操作，直到缓冲区域装满材料为止。采用OEE系统，管理层就可以检查出经过干预的设定值、观察生产条件、了解在没有人员参与情况下究竟会发生什么样的情况。

3.医疗器械生产

一家专门从事臀关节和膝关节生产的大型医疗器械生产厂开始启动一个项目，以提高人工关节工厂的生产能力。尽管其对工艺的理解非常透彻，但随着他们业务的进一步扩大，需要增添新的加工中心，以满足新产品创新的需要。工厂的经理们深知，其现有的机械并没有发挥出全部生产能力，而且寻求新的方法以提高生产能力时，无法提供可参考的数据。然而，在采用一个数据采集系统以后，通过应用软件，在OEE的基础上进行分析，工厂的经理们就能够在执行该系统的6个月内，对10套加工单元的生产率进行定量分析。每个加工单元平均有5台机床在从事特种关节的生产。在采用新的系统以后，生产厂能够实时鉴别停产待工的相关原因，从而及时指出造成瓶颈问题的原因，以确定实际加工工艺中哪些地方可以改进，从而提高单机的产量。在这种情况下，都需要应用到生产率数据和质量信息，以提高整体操作水平。

应用OEE系统后，生产厂能够避免花费大笔资金去购置一台新的加工中心，同时又能够满足三个新产品的创新需求。除了提高生产能力以外，该工厂还提高了现有产品的整体质量和降低了返工时间。在这些优异成绩鼓舞下，生产厂计划继续对其余的加工单元采集数据，希望以此提高工厂的整体效益。

费用估算

OEE系统是可以升级的，其费用也可以计算。例如，生产厂可以从执行一个开发性试验系统开始，围绕一个生产单元，甚至生产线的一个部分，不管在什么地方，只要他们认为存在有改进的机会就行。根据这一开发性试验系统的大小，生产厂可以选购现成的OEE产品或通过内部工程资源或租用外部成套商的服务设施，以便迅速地执行这一系统。以下变量将影响开发性试验系统的估算费用：

·所需报告的数量、类型和复杂性。

·访问该系统的用户数量。

·人工数据输入终端和数据输入机构的数量（即条形码阅读器接口、生物统计学接口）。

·与接口连接的机器数量。

·监控每一机器用的参数数量。

GE Fanuc公司提供了一系列强有力的、易于使用的应用软件，这些应用软件能够使生产厂通过从工厂的数据中实时吸取对业务有意义的东西达到可操作优秀业务的新水平。OEE可以让工厂的经理们和生产人员进行深度分析，其目的是为了大大提高工厂操作水平和整体业务利润。从单一的生产装置升级到多工厂执行，GE Fanuc公司的软件解决方案具有很高的配置，可以与用户工厂现有的硬件和软件无缝连接，易于安装、易于管理和易于维护的同时，还具有强大的数据采集功能以及网络化视频和分析能力。