Dlaczego automatyzacja produkcji nie poprawi wskaźnika OEE?

Automatyzacja to jedna z najczęstszych inwestycji w nowoczesnych zakładach produkcyjnych. Przynosi wiele korzyści, takich jak zwiększenie wydajności, redukcja kosztów operacyjnych i poprawa jakości wyrobów. Jednak sama automatyzacja nie wystarczy, by poprawić wskaźnik Overall Equipment Effectiveness.

W tym artykule przeczytasz:

• Czym jest wskaźnik OEE,
• W jakich przypadkach automatyzacja nie poprawi wskaźnika OEE,
• Jak wdrożyć automatyzację, aby faktycznie poprawić ten wskaźnik.

Czym jest wskaźnik OEE?

OEE (Overall Equipment Effectiveness) to podstawowy wskaźnik stosowany w przemyśle do oceny efektywności maszyn i urządzeń produkcyjnych. Pozwala określić, jak dobrze wykorzystywane są zasoby w stosunku do ich maksymalnego potencjału. Wskaźnik ten składa się z trzech głównych elementów:

• dostępność (z ang. Availability) – wyrażający czas, przez jaki maszyna jest faktycznie dostępna do pracy, uwzględniając planowane i nieplanowane przestoje;
• wydajność (z ang. Efficiency) – określająca, czy maszyna pracuje z optymalną prędkością i efektywnością; obliczana na różne sposoby;
• jakość (z ang. Quality) – odnosząca się do procentu produkcji wolnej od wad.

Obliczenie wskaźnika OEE polega na pomnożeniu tych trzech wartości, a wynik podawany jest w procentach. Im wyższy wynik, tym lepiej wykorzystywane są zasoby produkcyjne.

Jak obliczać poszczególne składowe wskaźnika OEE?

OEE = A * E * Q

Dostępność (A) = Rzeczywisty czas pracy maszyny / Planowany czas pracy maszyny

Wydajność (E) = Planowany czas pracy maszyny na wykonanie 1 jednostki produktu * Ilość wytworzonych produktów / Rzeczywisty czas pracy maszyny

Jakość (Q) = Ilość wytworzonych produktów dobrej jakości / Ilość wszystkich wytworzonych produktów

Składowe wskaźnika OEE obliczane są w różny sposób. W jednym przedsiębiorstwie, planowany czas pracy maszyny obliczany jest na podstawie harmonogramu produkcji, a w drugim nie jest on brany pod uwagę i bierze się całkowity możliwy czas wytwarzania. Różnie obliczany jest także rzeczywisty czas pracy maszyny, do którego (dla składowej wydajności) wlicza się nieplanowane przestoje lub nie. W dalszej części artykułu nieco bardziej zagłębimy się w te składowe.

Niezależnie od sposobu obliczania, wskaźnik jest wykorzystywany m.in. do identyfikacji obszarów do poprawy, porównywaniu wydajności różnych maszyn lub linii, a także do planowania i tworzenia harmonogramów produkcji.

Automatyzacja a wskaźnik OEE – dlaczego sama technologia nie wystarczy?

Wysoki poziom OEE zostanie osiągnięty, gdy dostępność, wydajność i jakość będą ze sobą współgrały. Automatyzacja może potencjalnie wpłynąć na każdy z tych elementów, ale nie zawsze w sposób pozytywny.​ Jej wdrożenie nie poprawi jednak wskaźnika OEE, jeśli pojawią się tzw. wąskie gardła, wyzwania z niewykwalifikowanym personelem czy niewystarczająca synchronizacja procesów.

Wąskie gardła w procesie produkcyjnym

Wprowadzenie zaawansowanych maszyn czy robotów może zwiększyć wydajność konkretnego etapu produkcji. Jednak jeśli pozostałe ogniwa procesu nie są w stanie nadążyć za nowym tempem pracy, powstają tzw. wąskie gardła. Na przykład, jeśli zautomatyzowana linia montażowa produkuje więcej komponentów, ale dział pakowania nie jest w stanie ich na bieżąco przetwarzać, efektywność całego procesu spada. W efekcie, zamiast oczekiwanego wzrostu OEE, można zaobserwować jego stagnację lub nawet spadek.

Brak wykwalifikowanego personelu

Automatyzacja wymaga nowych kompetencji w zespole. Operatorzy maszyn muszą znać nie tylko obsługę nowych systemów, ale również sposoby szybkiego diagnozowania i rozwiązywania problemów. Firmy, które nie inwestują w nowych pracowników oraz szkolenia przygotowujące personel na nowy system pracy, narażają się na nieefektywne wykorzystanie automatyzacji, dłuższe przestoje oraz wyższą awaryjność maszyn. Tym samym wskaźnik OEE wbrew oczekiwaniom może wręcz spadać.

Brak planowania konserwacji i prewencyjnego utrzymania ruchu

Regularna konserwacja i prewencyjne utrzymanie ruchu są niezbędne do zapewnienia niezawodności maszyn i ciągłość produkcji. Brak odpowiedniego planowania w tym zakresie może prowadzić do nieplanowanych przestojów, awarii oraz spadku dostępności urządzeń, a tym samym do spadku wartości wskaźnika OEE. Systematyczne przeglądy techniczne oraz monitorowanie stanu technicznego maszyn pozwalają na wczesne wykrywanie usterek i minimalizowanie ryzyka poważnych awarii.

W jaki sposób automatyzacja może poprawić składowe wskaźnika OEE?

Przede wszystkim, spójrzmy raz jeszcze na definicję wskaźnika OEE – służy on do oceny efektywności maszyn i urządzeń produkcyjnych i pozwala określić, jak dobrze wykorzystywane są zasoby w stosunku do ich maksymalnego potencjału. Automatyzacja jest więc kolejnych zasobem, czy maszyną, której efektywność musimy obliczyć, aby ocenić jej wpływ na wskaźnik OEE.

Automatyzacja a dostępność

Dostępność (A) = Rzeczywisty czas pracy maszyny / Planowany czas pracy maszyny. W planowanym czasie pracy maszyny ujęte są już wartości planowanych przezbrojeń, czy przeglądów maszyny. Dlatego na składową dostępności wpływają przede wszystkim wydłużone przezbrojenia oraz awarie urządzenia. Dostępność możemy więc poprawić dzięki niezawodnemu systemowi przezbrojeń maszyny oraz bezawaryjności maszyny.

Jak to uzyskać dzięki automatyzacji? Wybierając rozwiązania oferujące:

• odpowiednio dobrane elementy zautomatyzowanych linii oraz oprogramowanie zapewniają większą elastyczność produkcji i minimalizują czas przestojów na przezbrojenie,
• łatwość w dostosowaniu sterowania maszyną do nowych produktów,
• lepszą jakość podzespołów, z których wykonana jest maszyna,
• prostszą konstrukcję maszyny (mniej skomplikowania = mniej awarii),
• nowoczesne maszyny, które często są mniej awaryjne lub posiadają oprogramowanie przyjazne predykcji usterek,
• predykcję awarii (powiadomienia o zużyciu komponentów, czy konserwacji urządzenia).

Automatyzacja a wydajność

Wydajność (E) = Planowany czas pracy maszyny na wykonanie 1 jednostki produktu * Ilość wytworzonych produktów / Rzeczywisty czas pracy maszyny. Składowa wydajności zawiera informację o mikroprzestojach. Dzieląc rzeczywiście wyprodukowane produkty przez czas pracy maszyny pomniejszony o awarie i przezbrojenia (rzeczywisty czas pracy maszyny) dostajemy wynik, który pokazuje ile niezarejestrowanych przestojów zaliczyła maszyna. Będą to krótsze przerwy, jak uzupełnienie surowca czy małe usterki, nierejestrowane do składowej dostępności.

Jak poprawić składową wydajności (E)? Składową wydajności poprawimy poprzez zwiększenie ilości możliwych do wytworzenia produktów w rzeczywistym czasie pracy maszyny – pozbywając się mikroprzestojów. Zakładamy przy tym, że maszyna osiąga optymalny cykl wykonania 1 sztuki produktu

Jak dzięki automatyzacji pozbyć się mikroprzestojów?

• stosując nowoczesne maszyny, które szybciej lub automatycznie uzupełniają surowiec, nie przerywając produkcji,
• wybierając lepszą jakość podzespołów, z których wykonana jest maszyna,
• zmniejszać uzależnienie czasu trwania mikroprzestojów od czynnika błędu ludzkiego.

Automatyzacja zwiększa skuteczność przetwarzania w porównaniu do ręcznych procesów. Dzięki niej tempo pracy jest stałe, o ile oczywiście nie dochodzi do nieplanowanych przestojów. Możliwe jest też wydłużenie czasu przetwarzania – roboty mogą pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Tym samym zwiększa się liczba wytwarzanych produktów. Oznacza to, że istnieje bardziej przystępna możliwość „nadrobienia” ewentualnych strat w wydajności.

Automatyzacja a jakość

Jakość (Q) = Ilość wytworzonych produktów dobrej jakości / Ilość wszystkich wytworzonych produktów. W tym przypadku nie ma nic skomplikowanego – jeżeli polepszymy jakość wytwarzania, polepszymy składową jakości.

Jak automatyzacja wpływa na jakość (Q)?

Roboty przemysłowe posiadają dokładność nawet do 0,02mm. Wynika z tego, że przetworzone przez nie produkty będą w 99% przypadków bardzo dobre jakościowo. Jakość automatyzacji zależy więc w dużej mierze od jakości dostarczonego do przetworzenia produktu. Może on być nieodpowiednio ułożony, posiadać wady lub nie być powtarzalny, ale wtedy będziemy mieć wyzwanie z samym wdrożeniem automatyzacji.

Jednak, gdy produkty są powtarzalne to możliwość błędów jest znikoma, właśnie ze względu na dokładność do setnych części milimetra. Dokładając do tego automatyczny system kontroli jakości, mówimy już o bardzo znikomych przypadkach błędów.

Podsumowując, dobrze przeprowadzona automatyzacja może pozytywnie wpływać na wskaźnik OEE. Odpowiednie inwestycje w tym zakresie stanowią doskonały sposób na zwiększenie wydajności, jakości i dostępności.

Na co zwrócić uwagę przy wdrażaniu automatyzacji?

Przede wszystkim odsyłamy do naszego poradnika „Jak zarządzać wdrożeniem Automatyzacji Produkcji?„. Przygotowuje on do implementacji oraz porusza ważne aspekty zarządzania nią. Skorzystają z niego firmy produkcyjne zainteresowane rozwojem technologicznym swoich zakładów.

Jednak w uproszczeniu, aby wydajność, dostępność i jakość wzrosły, bardzo ważne jest zadbanie o przebieg całego ciągu produkcyjnego, szkolenia pracowników oraz regularne konserwacje.

Holistyczne podejście do optymalizacji procesów

Nie wystarczy zainwestować w nowoczesne maszyny – należy spojrzeć na cały proces produkcji. Ważne jest, aby przeanalizować, gdzie może dochodzić do powstawania wąskich gardeł i odpowiednio zintegrować automatyzowane etapy pracy. Pomocne w tym procesie są metodologie zarządzania i optymalizacji produkcji takie jak Lean Manufacturing.

Szkolenia dla pracowników

Regularne szkolenia pozwolą zespołowi lepiej zarządzać nowymi technologiami i efektywniej je wykorzystywać. Wpływa to na lepsze wykorzystanie czasu pracy maszyn. Zapewnią też szybsze reagowanie na potencjalne usterki oraz redukcję błędów obsługi, które mogą prowadzić do przestojów.

Planowanie konserwacji maszyn

Regularna konserwacja zapobiega nieplanowanym przestojom i wydłuża żywotność maszyn. Wskazane jest wykorzystanie nowoczesnych systemów pozwalających przewidywać potencjalne usterki i minimalizować ryzyko awarii.

Automatyzacja a wskaźnik OEE – zrób to dobrze!

Automatyzacja może być potężnym narzędziem do poprawy efektywności produkcji, ale sama w sobie nie gwarantuje lepszego wskaźnika OEE. Niezbędne jest podejście systemowe, które obejmuje m.in. dogłębną analizę całego procesu, szkolenia personelu czy planowanie konserwacji maszyn. Dopiero wtedy można oczekiwać realnych korzyści z wdrożenia automatyzacji.