整體設(shè)備效率 (OEE) 是衡量制造生產(chǎn)力的首要標(biāo)準(zhǔn)。了解如何計(jì)算 OEE、六大損失、OEE 的好處等。

整體設(shè)備效率 (OEE) 是用來評(píng)估制造商運(yùn)營效率的術(shù)語。換句話說，整體設(shè)備效率幫助你發(fā)現(xiàn)運(yùn)營中的問題，識(shí)別出實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間所占的比例，并對(duì)其進(jìn)行修正，同時(shí)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)來跟蹤進(jìn)展。測量 OEE 的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

如何使用整體設(shè)備效率 (OEE) 來衡量制造生產(chǎn)力

整體設(shè)備效率是一個(gè)強(qiáng)有力的指標(biāo)。它通過一個(gè)數(shù)字提供了大量信息，因此有多種方式可以使用 OEE 來衡量制造生產(chǎn)力。正確計(jì)算和解讀 OEE 后，它可以顯著提高生產(chǎn)效率。整體設(shè)備效率被用作基準(zhǔn)，用來將特定的生產(chǎn)情況與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)部設(shè)備或在同一設(shè)備上工作的其他班次進(jìn)行比較。標(biāo)準(zhǔn)的 OEE 基準(zhǔn)如下：

• OEE 得分 100% 被視為完美生產(chǎn)，意味著你在沒有停機(jī)的情況下，以盡可能快的速度生產(chǎn)高質(zhì)量的零件。

• OEE 得分 85% 被認(rèn)為是離散制造商的世界級(jí)水平，是一個(gè)值得追求的長期目標(biāo)。

• OEE 得分 60% 是離散制造商的典型水平，表明仍有很大的改進(jìn)空間。

• OEE 得分 40% 被視為較低，但對(duì)于剛開始追蹤和改進(jìn)績效的制造商來說并不罕見。在大多數(shù)情況下，通過容易實(shí)施的措施，低得分是可以輕松改進(jìn)的。

整體設(shè)備效率不僅是管理者的好工具，還能對(duì)車間員工產(chǎn)生重大影響。車間的關(guān)鍵績效指標(biāo)包括：

• 目標(biāo) (Target)：實(shí)時(shí)生產(chǎn)目標(biāo)

• 實(shí)際產(chǎn)量 (Actual)：實(shí)際生產(chǎn)量

• 效率 (Efficiency)：目標(biāo)產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量的比率，表示生產(chǎn)進(jìn)度是提前還是滯后

• 停機(jī)時(shí)間 (Downtime)：包括每個(gè)班次的所有非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，并實(shí)時(shí)更新

整體設(shè)備效率：相關(guān)術(shù)語

在進(jìn)一步討論整體設(shè)備效率之前，有一些重要術(shù)語需要了解。

• 完全生產(chǎn)時(shí)間 (Fully Productive Time)：扣除所有損失后的生產(chǎn)時(shí)間

• 計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間 (Planned Production Time)：設(shè)備或系統(tǒng)預(yù)計(jì)用于生產(chǎn)的總時(shí)間

• 理想周期時(shí)間 (Ideal Cycle Time)：生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間

• 運(yùn)行時(shí)間 (Run Time)：系統(tǒng)計(jì)劃生產(chǎn)并正在運(yùn)行的時(shí)間

• 總產(chǎn)量 (Total Count)：包括有缺陷的零件在內(nèi)的所有生產(chǎn)零件的總數(shù)

• 合格產(chǎn)量 (Good Count)：符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)零件數(shù)量

• 合格零件 (Good Parts)：符合標(biāo)準(zhǔn)且無需返工的零件

• 質(zhì)量 (Quality)：指那些未能通過質(zhì)量控制的生產(chǎn)零件，包括需要返工的零件。其計(jì)算公式為：質(zhì)量 = 合格產(chǎn)量 / 總產(chǎn)量

• 性能 (Performance)：考慮到生產(chǎn)中的減速或短暫停機(jī)次數(shù)。OEE 中的完美性能得分意味著生產(chǎn)線運(yùn)行速度盡可能快。其計(jì)算公式為：性能 = (理想周期時(shí)間 × 總產(chǎn)量) / 運(yùn)行時(shí)間

• 可用性 (Availability)：考慮到計(jì)劃和非計(jì)劃的停機(jī)時(shí)間。完美的可用性得分意味著在計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)，設(shè)備始終處于運(yùn)行狀態(tài)。其計(jì)算公式為：可用性 = 運(yùn)行時(shí)間 / 計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間

如何計(jì)算整體設(shè)備效率 (OEE)

在計(jì)算整體設(shè)備效率之前，重要的是要明確在討論 OEE 時(shí)，“效果性”與“效率”這兩個(gè)術(shù)語之間的區(qū)別。

效果性是指在一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)的數(shù)量與技術(shù)上能夠生產(chǎn)的數(shù)量之間的關(guān)系。例如，如果你的設(shè)備每小時(shí)能夠生產(chǎn) 100 個(gè)產(chǎn)品，但實(shí)際只生產(chǎn)了 80 個(gè)，那么效果性為 80%。

然而，這并不能告訴我們?cè)O(shè)備的效率，因?yàn)槲覀儧]有考慮如操作員數(shù)量、能耗和材料等因素，這些因素會(huì)影響到達(dá)到 80% 效果性的過程。例如，如果一臺(tái)設(shè)備在有 1 名員工時(shí)的效果性為 60%，而在有 2 名員工時(shí)效果性提高到 75%，雖然效果性提高了 25%，但由于勞動(dòng)力的增加，效率反而下降到 50%。

計(jì)算 OEE 主要有兩種方法：

• 簡單計(jì)算：最簡單的 OEE 計(jì)算方法是將完全生產(chǎn)時(shí)間與計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間的比率。公式如下：OEE = (合格產(chǎn)量 × 理想周期時(shí)間) / 計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間。

• 首選計(jì)算：這種計(jì)算方法基于前面討論的 OEE 三個(gè)因素——可用性、性能和質(zhì)量（合格產(chǎn)量）。公式如下：可用性 × 性能 × 質(zhì)量 = OEE。這種計(jì)算方法更為優(yōu)選，因?yàn)樗粌H能顯示 OEE 得分，反映出生產(chǎn)效率的整體水平，還能提供三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)（可用性、性能和質(zhì)量），幫助分析損失的原因。

計(jì)算示例

下面我們看兩個(gè)使用首選計(jì)算的示例。

部件生產(chǎn)機(jī)：假設(shè)一臺(tái)部件生產(chǎn)機(jī)的停機(jī)時(shí)間為 5%（即可用性為 95%），其效率為 96%。（ASTM 和其他相關(guān)機(jī)構(gòu)幫助確定一些機(jī)器的效率評(píng)級(jí)。對(duì)于其他機(jī)器，可以通過查看該機(jī)器的具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)來確定。）該機(jī)器每生產(chǎn) 100 個(gè)部件，其中 2 個(gè)因不符合規(guī)格被退回（即質(zhì)量為 98%）。由于 OEE 是通過乘法計(jì)算三個(gè)因素（可用性、性能和質(zhì)量），所以公式如下：OEE = 0.95 × 0.96 × 0.98 = 89.376%。

瓶裝廠實(shí)際示例：假設(shè)瓶裝廠的正常工作班次為 480 分鐘，操作員在班次中休息 3 次，總計(jì) 50 分鐘，并且在班次中進(jìn)行 2 次換線，總計(jì)停機(jī) 60 分鐘，導(dǎo)致總共 180 分鐘的損失時(shí)間。我們首先計(jì)算可用性部分：

480 分鐘 - 180 分鐘 = 300 分鐘300 分鐘 / 480 分鐘 = 62.5% 可用性。

接下來計(jì)算性能部分，假設(shè)瓶裝廠的生產(chǎn)速度為每分鐘 60 瓶。剩余的 300 分鐘內(nèi)，瓶裝系統(tǒng)最多能生產(chǎn) 18,000 瓶（300 × 60）。假設(shè)機(jī)器的運(yùn)行速度變慢了，每瓶的周期時(shí)間為 1.5 秒，這使得最大生產(chǎn)速度下降了三分之二，實(shí)際性能下降至 12,000 瓶。所以，性能部分的計(jì)算為：

每瓶 1.5 秒 = 1 / 1.5 = 2/3 = 66.7% 性能(66.7% × 18,000 瓶 = 12,000 瓶)。

接下來計(jì)算質(zhì)量部分，假設(shè) 12,000 瓶中有 3,000 瓶不符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致瓶子的質(zhì)量率為 75%。質(zhì)量部分的計(jì)算如下：

(12,000 - 3,000 次品) / 12,000 = 75% 質(zhì)量。 另一種方式來看，3,000 瓶次品 / 每分鐘 60 瓶 = 50 分鐘的質(zhì)量損失。

最后，計(jì)算整體設(shè)備效率（OEE = 可用性 × 性能 × 質(zhì)量）：

62.5% × 66.7% × 75% = 31.25% OEE。 這意味著，從技術(shù)上講，我們能夠生產(chǎn) 28,800 瓶，但最終只有 9,000 瓶合格，可以出售（9,000 / 28,800 = 31.25%）。

什么是整體設(shè)備效率 (OEE) 中的六大損失？

實(shí)施 OEE 方案的主要目標(biāo)之一，就是減少或消除設(shè)備或機(jī)器生產(chǎn)力損失的常見原因，這些原因被稱為“六大損失”。這六大損失可以分為 OEE 的三個(gè)主要類別：可用性、性能和質(zhì)量。

可用性損失

• 設(shè)備故障：設(shè)備在計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)未能正常運(yùn)行，導(dǎo)致非計(jì)劃停機(jī)。常見的情況包括機(jī)器故障、非計(jì)劃性維修停機(jī)和工具損壞等。

• 設(shè)置和調(diào)整：由于換線、機(jī)器和工具調(diào)整、計(jì)劃維護(hù)、檢查及預(yù)熱等原因?qū)е碌纳a(chǎn)停機(jī)時(shí)間。

性能損失

• 空轉(zhuǎn)和小停機(jī)：有時(shí)稱為小停機(jī)，指的是設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)行。常見原因包括卡料、流量阻塞、錯(cuò)誤設(shè)置或清潔等問題，這些通常由操作員解決。

• 減速：有時(shí)稱為慢周期，指設(shè)備運(yùn)行速度低于理想周期時(shí)間（最快的生產(chǎn)時(shí)間）。常見原因包括設(shè)備老化或維護(hù)不良、潤滑不當(dāng)、材料不合格及不良的環(huán)境條件等。

質(zhì)量損失

• 工藝缺陷：指在穩(wěn)定生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的任何不合格部件，包括報(bào)廢零件和可以返工的零件。常見原因包括機(jī)器設(shè)置錯(cuò)誤、操作員失誤或設(shè)備故障。

• 減產(chǎn)：減產(chǎn)指的是從啟動(dòng)到穩(wěn)定生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不合格部件。像工藝缺陷一樣，減產(chǎn)也可能導(dǎo)致報(bào)廢或返工的零件。減產(chǎn)通常發(fā)生在換線后、設(shè)置錯(cuò)誤或機(jī)器預(yù)熱期間。

使用整體設(shè)備效率 (OEE) 改進(jìn)生產(chǎn)的五大好處

實(shí)施 OEE 策略是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)的強(qiáng)大工具。它讓你能夠主動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)流程，減少停機(jī)時(shí)間、增加產(chǎn)能、降低成本、提高質(zhì)量和提升效率。以下是 OEE 帶來的五個(gè)主要好處：

1. 設(shè)備投資回報(bào)率 (ROI)：公司在機(jī)器設(shè)備上的投資通常很大，因此最大化投資回報(bào)至關(guān)重要。如果通過 OEE 策略，你能在相同設(shè)備和相同時(shí)間內(nèi)多生產(chǎn) 15% 的產(chǎn)品，這將大大影響公司的財(cái)務(wù)狀況。

2. 提高競爭力：制造商始終致力于減少生產(chǎn)過程中的損失，以實(shí)現(xiàn)最大競爭力。利用 OEE 報(bào)告的數(shù)據(jù)可以幫助識(shí)別生產(chǎn)瓶頸或弱點(diǎn)，從而立即采取行動(dòng)進(jìn)行改進(jìn)。質(zhì)量與競爭力密切相關(guān)，OEE 的質(zhì)量指標(biāo)幫助你發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中導(dǎo)致報(bào)廢或返工的質(zhì)量問題。

3. 降低機(jī)械成本：OEE 策略幫助你了解設(shè)備的實(shí)際表現(xiàn)，了解設(shè)備是否高效運(yùn)行。同時(shí)，它還能提醒你存在的潛在問題，幫助你提前預(yù)測故障，減少維修成本和停機(jī)時(shí)間。

4. 最大化員工生產(chǎn)力：通過 OEE，你可以了解為何出現(xiàn)操作員停機(jī)，揭示生產(chǎn)數(shù)據(jù)，識(shí)別長時(shí)間換線或設(shè)置的瓶頸。通過這些信息，你可以合理分配資源，識(shí)別過剩產(chǎn)能的區(qū)域，并確定需要增聘人員的地方。

5. 輕松可視化性能：OEE 強(qiáng)調(diào)可視化管理，使你能夠直接看到生產(chǎn)問題，而不是依賴猜測。通過將最大的生產(chǎn)損失源匯總為一個(gè)百分比，大家都能清楚看到哪些方面運(yùn)作良好，哪些需要改進(jìn)。

整體設(shè)備效率 (OEE)：案例分析

總部位于科羅拉多州福特·科林斯的 New Belgium Brewing 公司，最初是一個(gè)小批量的業(yè)余釀酒廠，但迅速成為全國第三大工藝啤酒廠（排名第八）。他們釀制的暢銷啤酒如 Fat Tire Amber Ale 等，導(dǎo)致需求激增，尤其是在瓶裝環(huán)節(jié)。隨著釀酒操作迅速接近飽和，New Belgium 發(fā)現(xiàn)在瓶裝生產(chǎn)線上難以識(shí)別生產(chǎn)中的效率與低效之處。因此，公司的目標(biāo)迅速轉(zhuǎn)向了提高 OEE。

目標(biāo)

• 提高釀酒廠的生產(chǎn)能力利用率。

• 改善整體設(shè)備效率 (OEE)，確保生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，管理生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)線在計(jì)劃停機(jī)、包裝更換和維護(hù)過程中仍保持可用。

• 使釀酒廠達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)營，并將包裝生產(chǎn)量翻倍。

在實(shí)現(xiàn)這些 OEE 目標(biāo)時(shí)，New Belgium 面臨了一些挑戰(zhàn)。其生產(chǎn)線無法實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的非計(jì)劃停機(jī)，導(dǎo)致生產(chǎn)進(jìn)度緩慢；生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)經(jīng)常只能被動(dòng)應(yīng)對(duì)設(shè)備故障；瓶裝生產(chǎn)線也缺乏預(yù)測能力，無法有效安排工作人員以滿足生產(chǎn)目標(biāo)。

經(jīng)過五年的改進(jìn)，釀酒廠實(shí)施了一系列生產(chǎn)自動(dòng)化措施，包括升級(jí)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)，幫助精簡瓶裝生產(chǎn)流程，明確其最大生產(chǎn)潛力。通過審計(jì)，釀酒廠意識(shí)到，現(xiàn)有的生產(chǎn)線每周能夠生產(chǎn) 294,000 箱產(chǎn)品，但由于計(jì)劃內(nèi)外的停機(jī)時(shí)間，實(shí)際生產(chǎn)量僅為 150,000 箱。

這一問題，加上其仍采用紙質(zhì)生產(chǎn)日志和電子表格的人工記錄方式，顯然已無法滿足當(dāng)前生產(chǎn)需求。通過引入基于軟件的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，釀酒廠能夠更好地管理啤酒混合和包裝選項(xiàng)，并準(zhǔn)確處理計(jì)劃內(nèi)和非計(jì)劃停機(jī)。

自動(dòng)化系統(tǒng)的升級(jí)使得收集的大量數(shù)據(jù)得以有效整合，提供更清晰的生產(chǎn)狀況視圖。這種更高的可視化幫助廠方真正了解實(shí)際生產(chǎn)能力，從而能夠更精準(zhǔn)地滿足訂單需求。

此外，得益于升級(jí)后的軟件數(shù)據(jù)，New Belgium 發(fā)現(xiàn)需要增加 60% 的維護(hù)人員，并增加了一支流程改進(jìn)與分析團(tuán)隊(duì)，利用 Kaizen 和 Six Sigma 訓(xùn)練員工，以便更快速響應(yīng)問題。

通過以上改進(jìn)，New Belgium 的 OEE 在兩年多的時(shí)間里從 45% 提升至 65%，非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間減少超過 50%，計(jì)劃運(yùn)行效率提高 25% 到 30%。生產(chǎn)周數(shù)突破記錄，穩(wěn)定生產(chǎn) 190,000 到 200,000 箱，包裝區(qū)的年產(chǎn)能提升至約 130 萬桶。最終，釀酒廠通過推遲資本投資，保持了較低的運(yùn)營成本。

常見問題解答

1. 如何判斷 OEE 是否適用于我的公司？OEE 常用于生產(chǎn)個(gè)體零件的制造工廠（離散型工廠）。但它同樣適用于煉油廠等行業(yè)，幫助識(shí)別實(shí)際產(chǎn)出。

2. 如何計(jì)算整個(gè)生產(chǎn)線的 OEE 得分？獲取整個(gè)生產(chǎn)線 OEE 得分的最佳方式是測量處理大部分工作的設(shè)備或機(jī)器的 OEE。在不平衡的生產(chǎn)線中，應(yīng)在瓶頸處測量 OEE。

3. 換線、預(yù)防性維護(hù)和休息時(shí)間是否會(huì)影響 OEE 得分？換線屬于六大損失之一（設(shè)置和調(diào)整），應(yīng)計(jì)入 OEE。預(yù)防性維護(hù)和休息時(shí)間也會(huì)影響 OEE 得分，因?yàn)樗鼈冋加昧吮究捎糜谏a(chǎn)的時(shí)間。例外情況包括預(yù)防性維護(hù)在計(jì)劃停機(jī)期間進(jìn)行，或機(jī)器在操作員休息時(shí)仍能生產(chǎn)零件。

4. 既然世界級(jí)的 OEE 得分是 85%，這應(yīng)該是我的目標(biāo)嗎？不是。雖然 85% 是一個(gè)值得追求的標(biāo)桿，但大多數(shù)初次接觸 OEE 的制造商 OEE 得分會(huì)低于 50%。你應(yīng)該設(shè)定逐步改進(jìn)的目標(biāo)（通常是 3 到 5 個(gè)月內(nèi)逐步提高）。

5. OEE 和 TEEP 有什么區(qū)別？總有效設(shè)備性能 (TEEP) 測量的是如果工廠全天 24 小時(shí)、每周 7 天運(yùn)行，最大能夠生產(chǎn)的數(shù)量；而 OEE 測量的是計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)效率。

6. OEE 計(jì)算的時(shí)間周期是多少？這由制造商自行決定，但最常見的時(shí)間周期是一個(gè)班次。其他時(shí)間周期包括一項(xiàng)工作、一整天或持續(xù)監(jiān)控。