Výpočet OEE

Zajímavost ze světa 

Za výpočtem OEE stojí takzvaných šest velkých ztrát. Nakajima je rozdělil do tří skupin podle toho, zda berou čas, rychlost, nebo kvalitu, a každá skupina odpovídá jedné složce OEE.[2] 

Co v článku najdete 

• Jaký je základní vzorec pro výpočet OEE 
• Jak se počítá dostupnost 
• Jak se počítá výkon 
• Jak se počítá kvalita 
• Jak vypadá výpočet OEE krok za krokem 
• Co je hex velkých ztrát a jak souvisí se složkami 
• Jaké chyby se ve výpočtu OEE nejčastěji dělají 
• Kde brát data pro výpočet OEE 

Jaký je základní vzorec pro výpočet OEE 

Základní vzorec OEE je součin tří složek. Zapisuje se jako OEE se rovná dostupnost krát výkon krát kvalita [1]. Každá složka je číslo mezi nulou a jedničkou, takže i celkové OEE leží v tomto rozsahu a vyjadřuje se v procentech. 

Složka	Vzorec	Co porovnává
Dostupnost	skutečný čas chodu / plánovaný čas	Reálný běh oproti plánu
Výkon	skutečné kusy / teoreticky možné kusy	Reálnou rychlost oproti ideální
Kvalita	dobré kusy / všechny vyrobené kusy	Dobré kusy oproti všem
OEE	dostupnost x výkon x kvalita	Celkovou efektivitu zařízení

Zdroj: De Ron, A. J., Rooda, J. E. (2005). Equipment effectiveness. OEE revisited. IEEE Trans. Semicond. Manuf.

Protože jde o součin, nestačí být dobrý jen v jedné složce. Stroj s vysokou dostupností, ale velkým podílem zmetků skončí s nízkým OEE [6]. 

Jak se počítá dostupnost 

Dostupnost porovnává čas, kdy stroj skutečně běžel, s časem, kdy běžet měl. Plánovaný čas je doba, po kterou se s výrobou počítalo, snížená o plánované přestávky [2]. Od něj se odečítají neplánované prostoje, jako jsou poruchy a seřizování. 

Pokud stroj měl plánovaně běžet 480 minut a kvůli poruše a seřízení stál 60 minut, skutečný čas chodu je 420 minut. Dostupnost je tedy 420 děleno 480, což je 0,875, tedy 87,5 procenta [1]. Tato složka odhaluje časové ztráty, tedy první dvě z šesti velkých ztrát. 

Klíčové je správně určit plánovaný čas. Plánované přestávky a doby, kdy se vůbec nevyrábělo, se do něj nepočítají, jinak by dostupnost klesala uměle. Naopak poruchy a seřizování se započítat musí, protože právě ty představují ztrátu, kterou chceme odhalit [2]. 

Jak se počítá výkon 

Výkon porovnává, kolik kusů stroj za dobu chodu skutečně vyrobil, s tím, kolik by jich zvládl při ideální rychlosti [1]. Ideální rychlost je takt stroje podle výrobce nebo nejlepší trvale dosažený výkon. 

Když stroj za 420 minut chodu vyrobil 380 kusů, ale při ideální rychlosti jednoho kusu za minutu mohl zvládnout 420 kusů, je výkon 380 děleno 420, tedy 0,905, což je 90,5 procenta [2]. Tato složka zachytí pomalý chod a krátké mikrozastávky, které se v dostupnosti neprojeví. 

Právstě u výkonu se nejčastěji chybuje, protože ideální takt bývá nejasný. Pokud se nastaví příliš nízko, výkon vyjde uměle vysoký a ztráty se schovají. Pokud příliš vysoko, ukazatel demotivuje. Doporučuje se vyjít z technického taktu podle výrobce stroje a držet ho stejný v čase, aby šla čísla srovnávat [6]. 

Jak se počítá kvalita 

Kvalita porovnává počet dobrých kusů s počtem všech vyrobených. Zmetky a kusy určené k opravě se do dobrých nepočítají [1]. 

Pokud stroj vyrobil 380 kusů a z toho bylo 19 zmetků, je dobrých kusů 361. Kvalita je tedy 361 děleno 380, což je 0,95, tedy 95 procent [2]. Tato složka odhaluje ztráty kvalitou, tedy zmetky při náběhu i za běžného provozu. 

Časté úskalí je, že se opravené kusy počítají jako dobré. Z pohledu OEE jde ale o ztrátu, protože stroj musel vyrobit kus dvakrát. Do dobrých kusů proto patří jen to, co prošlo napoprvé, bez nutnosti opravy [1]. 

Jak vypadá výpočet OEE krok za krokem 

Spojme předchozí kroky do jednoho příkladu. Stroj má jednu osmihodinovou směnu, tedy 480 minut plánovaného času. Postupně z něj počítáme všechny tři složky a nakonec celkové OEE [1]. 

Krok	Údaj	Hodnota
1	Plánovaný čas	480 minut
2	Prostoje (porucha, seřízení)	60 minut
3	Skutečný čas chodu	420 minut
4	Ideální takt	1 kus za minutu
5	Vyrobené kusy celkem	380 kusů
6	Zmetky	19 kusů
7	Dobré kusy	361 kusů

Zdroj: Nakajima, S. (1988). Introduction to TPM. Productivity Press.

Složka	Výpočet	Výsledek
Dostupnost	420 / 480	87,5 %
Výkon	380 / 420	90,5 %
Kvalita	361 / 380	95,0 %
OEE	0,875 x 0,905 x 0,950	75,2 %

Zdroj: De Ron, A. J., Rooda, J. E. (2005). Equipment effectiveness. OEE revisited. IEEE Trans. Semicond. Manuf.

Výsledek 75,2 procenta ukazuje, že stroj využíváme zhruba na tři čtvrtiny potenciálu. Pro srovnání, za úroveň světové třídy se obecně považuje hodnota kolem 85 procent [1]. Z příkladu je vidět, kterou složku zlepšit nejdřív, v tomto případě dostupnost. 

Co je šest velkých ztrát a jak souvisí se složkami 

Za výpočtem OEE stojí takzvaných šest velkých ztrát, které definoval Seiichi Nakajima. Cada ztráta patří do jedné ze tří složek a ukazuje, kde se potenciál stroje vytrácí [2]. 

Velká ztráta	Složka OEE
Poruchy a výpadky	Dostupnost
Seřizování a změny	Dostupnost
Mikrozastávky a chody naprázdno	Výkon
Snížená rychlost chodu	Výkon
Zmetky při náběhu	Kvalita
Zmetky za běžného provozu	Kvalita

Zdroj: Nakajima, S. (1988). Introduction to TPM. Productivity Press.

Když firma rozdělí ztráty takto, vidí nejen výsledné OEE, ale i konkrétní příčinu. To je rozdíl mezi pouhým měřením a skutečným zlepšováním [6]. 

Jaké chyby se ve výpočtu OEE nejčastěji dělají 

• Nejednotná definice plánovaného času mezi směnami a stroji 
• Špatně nastavený ideální takt, který nadhodnotí nebo podhodnotí výkon 
• Opomenuté mikrozastávky, které ruční zápis nezachytí 
• Počítání opravených kusů jako dobrých, což zkresluje kvalitu 
• Porovnávání OEE mezi nesrovnatelnými stroji nebo obory 

Většina chyb vzniká z nejednotných definic a z ručního sběru dat. Proto se vyplatí pravidla výpočtu sjednotit a data sbírat automaticky [6]. Měření spolehlivosti a dostupnosti zařízení popisuje také standard SEMI E10 [4]. 

Pomáhá také sepsat jednoduchá pravidla, co se kam počítá, a držet se jich napříč stroji i směnami. Jakmile se definice ustálí, jsou čísla srovnatelná v čase a tým může věřit trendu. Bez této domluvy se snadno stane, že dvě směny počítají OEE jinak a jejich výsledky nejdou porovnat [2]. 

Kde brát data pro výpočet OEE 

Pro spolehlivý výpočet potřebujete přesná data o chodu stroje, počtu kusů a zmetcích. Ruční sběr bývá neúplný, hlavně u krátkých mikrozastávek [2]. Proto firmy data sbírají automaticky systémem MES připojeným ke strojům. 

MES zaznamenává čas chodu, prostoje, rychlost i kvalitu a počítá OEE v reálném čase [3]. Definici úrovní řízení mezi výrobou a plánováním popisuje norma ČSN EN 62264, známá jako ISA-95 [7]. Na ukazatele údržby pak navazuje norma ČSN EN 15341 [5]. Jak propojení MES a nadřazeného plánování vypadá v praxi, ukazuje optimalizace výrobních procesů s Heliosem. 

Výhodou automatického sběru je, že výpočet OEE je objektivní a okamžitý. Firma nezávisí na tom, zda si obsluha stihla zapsat každý prostoj [3]. Souvislosti shrnuje kompletní průvodce MES systémem. 

Automatický sběr také umožní počítat OEE v různém členění bez další ruční práce. Firma vidí číslo za jednotlivý stroj, za linku, za směnu i za celé období a může je mezi sebou porovnávat [3]. Tím se z OEE stává živý nástroj denního řízení, ne jen měsíční report, který přijde pozdě na to, aby se podle něj dalo zasáhnout. 

Spočítejte OEE automaticky se systémem Manta 

Přesný výpočet OEE stojí a padá s kvalitou dat. Výrobní systém MES Manta od společnosti NVSP sbírá data o chodu strojů automaticky a počítá dostupnost, výkon i kvalitu v reálném čase. Podívejte se na systém Manta a proberte nezávazně, jak měření OEE nasadit u vás. 

Shrnutí 

OEE se počítá jako součin tří složek, kterými jsou dostupnost, výkon a kvalita. Dostupnost porovnává skutečný čas chodu s plánovaným, výkon skutečnou rychlost s ideální a kvalita dobré kusy se všemi. V ukázkovém příkladu vyšla dostupnost 87,5 procenta, výkon 90,5 procenta a kvalita 95 procent, celkové OEE tedy 75,2 procenta. Za výpočtem stojí šest velkých ztrát rozdělených do tří složek. Nejčastější chyby vznikají z nejednotných definic a ručního sběru. Data dnes nejspolehlivěji dodává systém MES, který je sbírá automaticky přímo ze strojů. 

Časté otázky 

Jak zní vzorec pro výpočet OEE 

OEE se rovná dostupnost krát výkon krát kvalita. Každá složka je číslo mezi nulou a jedničkou a výsledkem je jedno procento [1]. 

Jak spočítám dostupnost stroje 

Dostupnost je skutečný čas chodu dělený plánovaným časem. Pokud stroj z 480 plánovaných minut běžel 420, je dostupnost 87,5 procenta [1]. 

Proč mi vychází nízké OEE i u dobrých složek 

Protože se tři složky násobí. I tři hodnoty kolem 90 procent dají výsledek jen kolem 73 procent. Stačí slabina v jedné složce a celé OEE klesá [6]. 

Použité zdroje a literatura 

Knihy a učebnice 

[1] Nakajima, S. (1988). Introduction to TPM. Productivity Press. ISBN 0-915299-23-2. 

[2] Kletti, J. (2007). Manufacturing Execution System - MES. Springer. ISBN 978-3540497448. 

Vědecké studie 

[6] De Ron, A. J., Rooda, J. E. (2005). Equipment effectiveness. OEE revisited. IEEE Trans. Semicond. Manuf., 18(1), 190-196. 

Normy a standardy 

[4] SEMI E10. Definition and Measurement of Equipment Reliability (RAM). 

[5] ČSN EN 15341. Klíčové indikátory výkonnosti údržby. 

[7] ČSN EN 62264 (ISA-95). Integrace podnikových a řídicích systémů. 

Standardy a směrnice 

[3] VDI 5600 Blatt 1:2016. Manufacturing Execution Systems.