設(shè)備綜合效率OEE詳解

OEE的定義

一般，每一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備都有自己的最大理論產(chǎn)能，要實(shí)現(xiàn)這一產(chǎn)能必須保證沒(méi)有任何干擾和質(zhì)量損耗。當(dāng)然，實(shí)際生產(chǎn)中是不可能達(dá)到這一要求，由于許許多多的因素，車間設(shè)備存在著大量的失效: 例如除過(guò)設(shè)備的故障，調(diào)整以及設(shè)備的完全更換之外，當(dāng)設(shè)備的表現(xiàn)非常低時(shí),可能會(huì)影響生產(chǎn)率，產(chǎn)生次品，返工等。

OEE是一個(gè)獨(dú)立的測(cè)量工具，它用來(lái)表現(xiàn)實(shí)際的生產(chǎn)能力相對(duì)于理論產(chǎn)能的比率。國(guó)際上對(duì)OEE的定義為：OEE是Overall Equipment Effectiveness（設(shè)備綜合效率）的縮寫(xiě)，它由可用率，表現(xiàn)性以及質(zhì)量指數(shù)三個(gè)關(guān)鍵要素組成 ，即：

OEE=可用率X 表現(xiàn)性 X質(zhì)量指數(shù)。

其中：

可用率=操作時(shí)間 / 計(jì)劃工作時(shí)間

它是用來(lái)考慮停工所帶來(lái)的損失，包括引起計(jì)劃生產(chǎn)發(fā)生停工的任何事件，例如設(shè)備故障，原料短缺以及生產(chǎn)方法的改變等。

表現(xiàn)性=理想周期時(shí)間 / （操作時(shí)間 / 總產(chǎn)量）=（總產(chǎn)量 / 操作時(shí)間）/ 生產(chǎn)速率

表現(xiàn)性考慮生產(chǎn)速度上的損失。包括任何導(dǎo)致生產(chǎn)不能以最大速度運(yùn)行的因素，例如設(shè)備的磨損，材料的不合格以及操作人員的失誤等。

質(zhì)量指數(shù)=良品/總產(chǎn)量

質(zhì)量指數(shù)考慮質(zhì)量的損失，它用來(lái)反映沒(méi)有滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品（包括返工的產(chǎn)品）。

利用OEE的一個(gè)最重要目的就是減少一般制造業(yè)所存在的六大損失：停機(jī)損失、換裝調(diào)試損失、暫停機(jī)損失、減速損失、啟動(dòng)過(guò)程次品損失和生產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的次品損失。下面表格是六大損失的說(shuō)明及其與OEE的關(guān)系：

表一 六大損失與OEE的關(guān)系

OEE計(jì)算實(shí)例

我們舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明OEE的計(jì)算方法：

設(shè)某設(shè)備某天工作時(shí)間為8h, 班前計(jì)劃停機(jī)15min, 故障停機(jī)30min,設(shè)備調(diào)整25min, 產(chǎn)品的理論加工周期為0.6 min/件, 一天共加工產(chǎn)品450件, 有20件廢品, 求這臺(tái)設(shè)備的OEE。

根據(jù)上面可知：

計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間=8x60-15=465 (min)

實(shí)際運(yùn)行時(shí)間=465-30-25=410 (min)

有效率=410/465=0.881(88.1%)

生產(chǎn)總量=410(件)

理想速度x實(shí)際運(yùn)行時(shí)間=1/0.6 x 410=683

表現(xiàn)性=450/683=0.658(65.8%)

質(zhì)量指數(shù)=（450—20）/450=0.955(95.5%)

OEE=有效率x表現(xiàn)性x質(zhì)量指數(shù)=55.4%

OEE的作用

實(shí)踐證明OEE是一個(gè)極好的基準(zhǔn)工具，通過(guò)OEE模型的各子項(xiàng)分析，它準(zhǔn)確清楚地告訴你設(shè)備效率如何，在生產(chǎn)的哪個(gè)環(huán)節(jié)有多少損失，以及你可以進(jìn)行那些改善工作。長(zhǎng)期的使用OEE工具，企業(yè)可以輕松的找到影響生產(chǎn)效率的瓶頸，并進(jìn)行改進(jìn)和跟蹤。達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的，同時(shí)使公司避免不必要的耗費(fèi)。

OEE數(shù)據(jù)采集方法

OEE的計(jì)算雖然簡(jiǎn)單，但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，當(dāng)與班次，員工，設(shè)備，產(chǎn)品等生產(chǎn)要素聯(lián)系在一起時(shí)，便變得十分復(fù)雜，利用人工采集數(shù)據(jù)計(jì)算OEE顯得麻煩費(fèi)事，為了更有效的利用OEE這個(gè)工具，OEE數(shù)據(jù)采集信息化越來(lái)越成為人們關(guān)心的話題，OEE IMPACT是世界上最優(yōu)秀的OEE系統(tǒng)，它具有自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集模塊，可以輕松地獲取有關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)信息，為OEE提供最有價(jià)值的數(shù)據(jù)，同時(shí)，該系統(tǒng)也可以生成實(shí)時(shí)的生產(chǎn)信息報(bào)告，包括故障停工，在制品信息和OEE等。通過(guò)這些有價(jià)值的數(shù)據(jù)，企業(yè)的管理工作無(wú)疑會(huì)變得輕松而簡(jiǎn)單。該系統(tǒng)已在世界上許多著名公司得到廣泛的應(yīng)用，例如標(biāo)致汽車，雅詩(shī)藍(lán)黛化妝品 美國(guó)伊頓汽車零部件等。

OEE(Overall Equipment Effectiveness), 即設(shè)備綜合效率，其本質(zhì)就是設(shè)備負(fù)荷時(shí)間內(nèi)實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。企業(yè)在進(jìn)行OEE計(jì)算時(shí)常常遇到很多迷惑的問(wèn)題，如工廠停水、停電、停氣、停汽使設(shè)備不能工作，等待定單、等待排產(chǎn)計(jì)劃、等待檢查、等待上一道工序造成的停機(jī)，不知如何計(jì)算。本文引入非設(shè)備因素停機(jī)的概念，修改了OEE的算法，使計(jì)算得到的OEE更能夠真實(shí)反映設(shè)備維護(hù)的實(shí)際狀況，讓設(shè)備完全利用的情況由完全有效生產(chǎn)率這個(gè)指標(biāo)來(lái)反映。本文同時(shí)介紹了在不同情況下如何分析設(shè)備損失的PM分析流程。

1、 OEE表述和計(jì)算實(shí)例

    OEE= 時(shí)間開(kāi)動(dòng)率×性能開(kāi)動(dòng)率×合格品率

    其中，時(shí)間開(kāi)動(dòng)率 = 開(kāi)動(dòng)時(shí)間/負(fù)荷時(shí)間

    而，負(fù)荷時(shí)間 = 日歷工作時(shí)間-計(jì)劃停機(jī)時(shí)間

    開(kāi)動(dòng)時(shí)間 = 負(fù)荷時(shí)間 – 故障停機(jī)時(shí)間 – 設(shè)備調(diào)整初始化時(shí)間

    性能開(kāi)動(dòng)率 = 凈開(kāi)動(dòng)率×速度開(kāi)動(dòng)率

    而，凈開(kāi)動(dòng)率 = 加工數(shù)量×實(shí)際加工周期/開(kāi)動(dòng)時(shí)間

    速度開(kāi)動(dòng)率 = 理論加工周期/實(shí)際加工周期

    合格品率 = 合格品數(shù)量/ 加工數(shù)量

    在OEE公式里，時(shí)間開(kāi)動(dòng)率反映了設(shè)備的時(shí)間利用情況；性能開(kāi)動(dòng)率反映了設(shè)備的性能發(fā)揮情況；而合格品率則反映了設(shè)備的有效工作情況。反過(guò)來(lái)，時(shí)間開(kāi)動(dòng)率度量了設(shè)備的故障、調(diào)整等項(xiàng)停機(jī)損失，性能開(kāi)動(dòng)率度量了設(shè)備短暫停機(jī)、空轉(zhuǎn)、速度降低等項(xiàng)性能損失；合格品率度量了設(shè)備加工廢品損失。

    OEE還有另一種表述方法，更適用于流動(dòng)生產(chǎn)線的評(píng)估, 即

    OEE= 時(shí)間開(kāi)動(dòng)率×性能開(kāi)動(dòng)率×合格品率

    而，時(shí)間開(kāi)動(dòng)率 = 開(kāi)動(dòng)時(shí)間/計(jì)劃利用時(shí)間

    而，計(jì)劃利用時(shí)間 = 日歷工作時(shí)間-計(jì)劃停機(jī)時(shí)間

    開(kāi)動(dòng)時(shí)間 = 計(jì)劃利用時(shí)間 – 非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間

    性能開(kāi)動(dòng)率 = 完成的節(jié)拍數(shù)/計(jì)劃節(jié)拍數(shù)

    其中,計(jì)劃節(jié)拍數(shù) = 開(kāi)動(dòng)時(shí)間/標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拍時(shí)間

    合格品率 = 合格品數(shù)量/加工數(shù)量

    這與前述的OEE公式實(shí)際上是同一的。

    計(jì)算：停機(jī)時(shí)間 = 115+12 = 127 min

    計(jì)劃開(kāi)動(dòng)時(shí)間 = 910 – 127 = 783 min

    時(shí)間開(kāi)動(dòng)率 = 783/910 = 86%

    計(jì)劃節(jié)拍數(shù) = 開(kāi)動(dòng)時(shí)間/標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拍時(shí)間 = 783/3 = 261

    性能開(kāi)動(dòng)率 = 203/261 = 77.7%

    合格品率 = 一次合格品數(shù)/完成產(chǎn)品數(shù) = 152/203 = 74.9%

    于是得到 OEE = 86% ×77.7%×74.9% = 50%

2、 OEE的實(shí)質(zhì)

    如果追究OEE的本質(zhì)內(nèi)涵，其實(shí)就是計(jì)算周期內(nèi)用于加工的理論時(shí)間和負(fù)荷時(shí)間的百分比。請(qǐng)注意，當(dāng)展開(kāi)OEE公式，有

    OEE = 時(shí)間開(kāi)動(dòng)率×性能開(kāi)動(dòng)率×合格品率

    = （開(kāi)動(dòng)時(shí)間/負(fù)荷時(shí)間）×（加工數(shù)量×實(shí)際加工周期/開(kāi)動(dòng)時(shí)間）×（理論加工周期/實(shí)際加工周期）×（合格產(chǎn)量/加工數(shù)量）

    = （開(kāi)動(dòng)時(shí)間×加工數(shù)量×實(shí)際加工周期×理論加工周期×合格產(chǎn)量）/（負(fù)荷時(shí)間×開(kāi)動(dòng)時(shí)間×實(shí)際加工周期×加工數(shù)量）    約去分子、分母的公因子，

    OEE = （理論加工周期×合格產(chǎn)量）/負(fù)荷時(shí)間 = 合格產(chǎn)品的理論加工總時(shí)間/負(fù)荷時(shí)間

    這也就是實(shí)際產(chǎn)量與負(fù)荷時(shí)間內(nèi)理論產(chǎn)量的比值。

3、 利用OEE進(jìn)行損失分析

    既然上述的計(jì)算方法可以如此簡(jiǎn)單，那么為什么要用這么復(fù)雜的公式呢？主要是為了分析問(wèn)題。計(jì)算OEE值不是目的，而是為了分析六大損失。設(shè)備的OEE水平不高，是由多種原因造成的，而每一種原因?qū)EE的影響又可能是大小不同。在分別計(jì)算OEE的不同“率”的過(guò)程中，可以分別反映出不同類型的損失。

    進(jìn)一步，我們還可以結(jié)合運(yùn)用PM分析方法， 對(duì)OEE不高的原因進(jìn)行分析。例如，當(dāng)設(shè)備的OEE水平不高，從OEE計(jì)算看出是時(shí)間開(kāi)動(dòng)率低下，于是將時(shí)間開(kāi)動(dòng)率用方框框起來(lái)，再問(wèn)為什么時(shí)間開(kāi)動(dòng)率不高，發(fā)現(xiàn)是設(shè)備故障引起，再繼續(xù)往下分析，直到找出根本原因?yàn)橹埂?

4、 OEE 計(jì)算中遇到的困難和解決方案

    我們?cè)谟?jì)算OEE時(shí)，遇到計(jì)劃停機(jī)以外的外部因素，如無(wú)訂單、停水、電、氣、汽等因素造成停機(jī)損失，常不知把這部分損失放到哪部分去計(jì)算。有人把它們列入計(jì)劃停機(jī)，但它們又不是真正意義上的計(jì)劃停機(jī)。如果算做故障停機(jī)，但又不是設(shè)備本身故障引起的停機(jī)。各個(gè)企業(yè)的計(jì)算五花八門，失去相互的可比性。當(dāng)我們把OEE的計(jì)算作一擴(kuò)展，給出“設(shè)備完全有效生產(chǎn)率（TEEP）”這一新概念和新算法，上述的問(wèn)題可以迎刃而解。

5、在引入TEEP條件下OEE公式的修正

    在引入TEEP條件下, 因?yàn)槲覀円呀?jīng)把非設(shè)備因素（ 即設(shè)備外部因素）1引起的停機(jī)損失分離出來(lái)，作為利用率的損失來(lái)度量，故在計(jì)算OEE時(shí)，設(shè)備的時(shí)間開(kāi)動(dòng)率就要做相應(yīng)調(diào)整。

    在TEEP計(jì)算中

    設(shè)備利用率 =（日歷工作時(shí)間—計(jì)劃停機(jī)時(shí)間—設(shè)備外部因素停機(jī)時(shí)間）/日歷工作時(shí)間

    正確的OEE計(jì)算，應(yīng)該有

    設(shè)備時(shí)間開(kāi)動(dòng)率 = 開(kāi)動(dòng)時(shí)間/負(fù)荷時(shí)間

   其中，負(fù)荷時(shí)間 = 日歷工作時(shí)間—計(jì)劃停機(jī)時(shí)間—設(shè)備外部因素停機(jī)時(shí)間

    開(kāi)動(dòng)時(shí)間 = 負(fù)荷時(shí)間—設(shè)備調(diào)整初始化時(shí)間（包括更換產(chǎn)品規(guī)格、更換工裝模具、更換刀具等活動(dòng)所用時(shí)間）

    其他公式的算法和項(xiàng)目?jī)?nèi)容不變。

    這樣計(jì)算得到的OEE可以準(zhǔn)確反映設(shè)備本身的問(wèn)題，能夠客觀評(píng)價(jià)企業(yè)的設(shè)備管理水平，

同時(shí)也不會(huì)使企業(yè)之間的OEE因理解與算法不同而不可比。如果要全面反映企業(yè)設(shè)備效率，即把所有與設(shè)備有關(guān)和無(wú)關(guān)的因素都考慮在內(nèi)，則可以通過(guò)TEEP來(lái)反映。

企業(yè)OEE計(jì)算疑惑辨析

    筆者根據(jù)眾多企業(yè)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算實(shí)際，提出將OEE公式的計(jì)算方法加以修正。原來(lái)的

       ★ 負(fù)荷時(shí)間=日歷工作時(shí)間—計(jì)劃停機(jī)時(shí)間

    現(xiàn)在修正為：

       ★ 負(fù)荷時(shí)間=日歷工作時(shí)間—計(jì)劃停機(jī)時(shí)間—非設(shè)備因素停機(jī)時(shí)間

    原來(lái)的

       ★ 開(kāi)動(dòng)時(shí)間=負(fù)荷時(shí)間—故障停機(jī)時(shí)間—安裝、調(diào)整和初始化停機(jī)時(shí)間， 仍保持不變

    上述的“非設(shè)備因素停機(jī)”包括開(kāi)工不足停機(jī)、等待訂單、等待計(jì)劃排產(chǎn)、因企業(yè)系統(tǒng)管理不善或外部環(huán)境而造成的停水、停電、停汽、停氣，使需要上述供給的設(shè)備停機(jī)。上述

的停機(jī)損失并不屬于停機(jī)設(shè)備本身的問(wèn)題，而是大系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的影響。上述的“計(jì)劃停機(jī)”應(yīng)界定為設(shè)備生產(chǎn)前后的例行保養(yǎng)，如加油、加冷卻劑、停機(jī)點(diǎn)檢、清掃、緊固、升溫、預(yù)熱、升速等活動(dòng)。計(jì)劃停機(jī)應(yīng)不包括因更換產(chǎn)品而造成的工、模、夾具更換，設(shè)備參數(shù)調(diào)整所造成的停機(jī)。這樣修正之后所計(jì)算得到的OEE，基本反映了設(shè)備本身人一機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)狀況

。而全面設(shè)備效率發(fā)揮狀況可以由完全有效生產(chǎn)率來(lái)反映，

       ★ 完全有效生產(chǎn)率=設(shè)備利用率×設(shè)備綜合效率（OEE）其中，

      ★ 設(shè)備利用率=（日歷工作時(shí)—計(jì)劃停機(jī)時(shí)間—非設(shè)備因素停機(jī)時(shí)間）/ 日歷工作時(shí)間

    由此看出，完全有效生產(chǎn)率把因?yàn)樵O(shè)備本身保養(yǎng)不善的損失和系統(tǒng)管理不善、設(shè)備產(chǎn)能不平衡、企業(yè)經(jīng)營(yíng)不善損失全面地反映出來(lái)。而OEE的計(jì)算公式則主要反映了設(shè)備本身的系統(tǒng)維護(hù)、保養(yǎng)和作業(yè)效率狀況。

    上述OEE的計(jì)算中，合格品率既反映了設(shè)備狀況不良損失，又反映了操作、工藝執(zhí)行、參數(shù)控制方面的損失。從設(shè)備管理的角度來(lái)看，合格品率不一定全面、真實(shí)地反映設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)水平。筆者建議引入一個(gè)純?cè)O(shè)備合格品率的概念，即

      ★ 純?cè)O(shè)備合格品率 =合格品數(shù)量/（生產(chǎn)數(shù)量—非設(shè)備因素廢品數(shù)量）

由此引出了純?cè)O(shè)備OEE的概念，簡(jiǎn)記為OEE純 ，即

      ★ OEE純 = 時(shí)間開(kāi)動(dòng)率×性能開(kāi)動(dòng)率×純?cè)O(shè)備合格品率

    這里的時(shí)間開(kāi)動(dòng)率是上述經(jīng)過(guò)修正的公式，性能開(kāi)動(dòng)率的定義不變。OEE純 更集中反映了設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)水平。完全有效生產(chǎn)率的公式不必修改。OEE純僅僅是為了集中、客觀反映設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)水平。因?yàn)橥耆行a(chǎn)率就是全面反映設(shè)備的總效率狀況，沒(méi)有必要分清

哪些是因?yàn)樵O(shè)備，哪些是來(lái)自設(shè)備以外的因素。

    另外，有些企業(yè)在OEE計(jì)算時(shí)，出現(xiàn)了性能開(kāi)動(dòng)率大于100%的狀況，甚至有的高達(dá)150%。

眾所周知，

       ★ 性能開(kāi)動(dòng)率=凈開(kāi)動(dòng)率×速度開(kāi)動(dòng)率

其中，

       ★ 性能開(kāi)動(dòng)率=（生產(chǎn)數(shù)量×實(shí)際加工周期）/ 開(kāi)動(dòng)時(shí)間

    性能開(kāi)動(dòng)率反映了實(shí)際加工產(chǎn)品所用時(shí)間與開(kāi)動(dòng)時(shí)間的比例，它的高低反映了生產(chǎn)中的設(shè)備空轉(zhuǎn)，無(wú)法統(tǒng)計(jì)的小停機(jī)損失。凈開(kāi)動(dòng)率是不大于100%的統(tǒng)計(jì)量。問(wèn)題就出在速度開(kāi)動(dòng)率上。

       ★ 速度開(kāi)動(dòng)率=理論加工周期/ 實(shí)際加工周期

     原則上，理論加工周期不大于實(shí)際加工周期，即速度開(kāi)動(dòng)率是不大于100%的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

有的企業(yè)設(shè)備加工運(yùn)轉(zhuǎn)速度超出了設(shè)計(jì)速度，這樣使速度開(kāi)動(dòng)率超過(guò)100%，進(jìn)而使性能開(kāi)動(dòng)

率超過(guò)100%。筆者認(rèn)為，速度開(kāi)動(dòng)率超過(guò)100%是不合理、也是不可取的，理由如下：

    1、如果設(shè)備開(kāi)動(dòng)速度超過(guò)了設(shè)計(jì)速度，就如同設(shè)計(jì)負(fù)荷5噸的大橋開(kāi)過(guò)8噸的汽車一樣，是掠奪性的使用設(shè)備，是不可取、不科學(xué)的做法，不應(yīng)提倡。

    2、若設(shè)備的原設(shè)計(jì)指標(biāo)保守，根據(jù)實(shí)際，設(shè)備開(kāi)動(dòng)速度可以提升。經(jīng)過(guò)論證，這種提升不會(huì)造成對(duì)設(shè)備的損壞。那么，應(yīng)該改變?cè)O(shè)備的設(shè)計(jì)速度指標(biāo)，即理論加工周期，使速度開(kāi)動(dòng)率始終保持為一個(gè)不大于100%的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

    3、因?yàn)楫惓Ｌ嵘O(shè)備運(yùn)行速度（使設(shè)備過(guò)早進(jìn)入耗損故障狀態(tài)）造成速度開(kāi)動(dòng)率不正常的夸大，得到較高的OEE水平，掩蓋了設(shè)備維護(hù)不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，可能誤導(dǎo)企業(yè)，不利于激發(fā)設(shè)備管理者對(duì)人—機(jī)系統(tǒng)六大損失的攻關(guān)和控制。

總之，讓OEE應(yīng)保持為一個(gè)不大于100%的統(tǒng)計(jì)量，可以激發(fā)企業(yè)始終不渝地致力于OEE的提升。

    結(jié)語(yǔ)：本文根據(jù)企業(yè)的運(yùn)行實(shí)際，提出修正的OEE算法，又提出OEE純的概念。同時(shí)澄清了速度開(kāi)動(dòng)率的統(tǒng)計(jì)計(jì)算問(wèn)題。如果企業(yè)OEE的計(jì)算按筆者介紹的規(guī)范算法統(tǒng)一起來(lái)，就可以使這一指標(biāo)橫向、縱向可比。同時(shí)可以使這一指標(biāo)客觀反映設(shè)備維護(hù)狀況，成為引導(dǎo)設(shè)備管理進(jìn)步的積極因素。