在了解设备运作效率后,如何进行设备综合效率提升呢?笔者根据多年的辅导经验总结了OPE/OEE改善十步法。
(1)成立OPE/OEE项目组织
应依据OPE/OEE涉及的功能部门选取人员来组成OEE小组,例如设备、生产、供应链、研发、模具、工装夹具等;也应依据OEE改善所必需的延伸来决定所需的组员,例如财务、客户、设备供方、维修供方等。
OEE小组应定期、不定期召开OEE改善会议;会议场所可以是会议室、车间现场等。
(2)数据收集
针对核心设备,我们从性能稼动率、时间稼动率和不良品率三个方面对设备管理停机、异常停机、实际产量等要素进行数据收集。笔者为大家提供一份常用OEE数据收集表格,如表5-7所示,它能帮大家针对性收集影响设备综合效率相关数据。
表5-7 常用OEE数据收集表格
单位:小时
日期 | 20日 | 21日 | 22日 | 23日 | 24日 | 25日 | |
工作时间 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | |
计划 | 用餐休息 |
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| 1 |
其他 |
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负荷时间 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 15 | |
异常 | 换模调机 |
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| 0.883 | |
换色调机 |
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| 0.367 |
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模具故障 |
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机器故障 |
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品质异常 |
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待料停机 |
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停电停气 |
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其他停机 |
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小计 | 0 | 0 | 0 | 0.367 | 0 | 0.883 | |
稼(开)动时间 | 16 | 16 | 16 | 15.63 | 16 | 14.12 | |
有效工时数 | 11.93 | 11.93 | 11.81 | 11.62 | 9.122 | 9.932 | |
生产量 | 生产数 | 3230 | 3230 | 3038 | 3194 | 2544 | 2776 |
不良数 | 10 | 2 | 6 | 16 | 20 | 28 | |
良品数 | 3220 | 3228 | 3032 | 3178 | 2524 | 2748 | |
时间稼动率 | 100% | 100% | 100% | 97.7% | 100% | 94.1% | |
性能稼动率 | 74.6% | 74.6% | 73.8% | 74.3% | 57.0% | 70.4% | |
良品率 | 99.7% | 99.9% | 99.8% | 99.5% | 99.2% | 99.0% | |
OEE | 74.4% | 74.5% | 73.7% | 72.3% | 56.6% | 65.5% |
常见的影响设备OEE的问题点:
设备切换效率:切换次数×切换标准工时,对每次产品切换的时间进行记录,对比标准换线时间与实际换线时间差异,责任在生产部门
质量损失:不良品×实动工时,根据不良品的产生的原因划分部门。
设备故障:基于异常停机记录,责任在设备部门。
物料停线损失:由于缺料导致的装配线停机,责任在物管部门。
点点停损失:点点停产生的原因多种多样,例如工人的作业速率低于标准速率、内部返工、找寻工具、物料切换不规范等。这个点点停的占比在5%~15%,那种自动化程度很高、很少异常发生的设备操作点点停比例较低;手工操作的机台的点点停比例很高。事实上,只要能计算出点点停损失,车间班组通过简单的一下管理改善就可以快速减少点点停30%以上。
通过人工记录来收集OEE数据,因生产繁忙、人员意识不强等原因,容易出现数据漏记或失真,故在条件可行的情况下,应尽量为设备加装OEE数据自动记录装置(并带有自动停机、报警等功能)。应同时记录OEE各构成项数据的来源岗位、人员姓名等信息,以便准确安排他们参与后续的改善活动。
一般通过3~5周的记录,我们基本上可以了解设备OEE损失的具体分布、原因,并给各相关部门设定目标。接下来,可以设定一系列的改善课题来逐一解决。相对简单的课题可以采用PCDA的QC项目形式,复杂一些的可以采用六西格玛方法推进。
(3)数据分析
计划工作时间为8小时,专业计划维护20分钟,自主维护上下午各10分钟,早会5分钟,故障23分钟,换产2次(每次25分钟),一件产品的理论加工周期3分钟,共生产了105个产品,返工率3%,报废率4%,我们如何求该设备的OEE值。
负荷时间=8小时-20分钟- (10分钟×2)-5分钟=435分钟
停机时间=23分钟+25分钟×2=73分钟
开动时间=435分钟-73分钟=362分钟
时间工作效率=(435-73)/435×100%=83.2%
性能工作效率=3×105/362×100%=87.0%
一次合格品率=(100%-3%-4%)=93.0%
则OEE=83.2%×87.0%×93.0%=67.3%
整线OEE:依据“瓶颈管理”原理,可得知整线产能取决于最弱环节,故对于多台(套)设备组成的连续生产线,其整线的OEE值取最低者。
OEE财务化:应分别计算出时间工作效率、性能工作效率、合格品率,然后求出OEE值;企业应设法将OEE值转化为财务数据,可以让设备所创造的、损失的价值更直观。
数据分析:应采用柏拉图(Pareto chart)或其他恰当的方式,对单机和产线OEE的构成部分数值进行排序、对单机和产线OEE值进行排序;应进行投入产出比估算,以准确判定优先改善哪些单机OEE、产线设备。换言之,OEE改善应为企业获取整体收益最大化,继而为达成企业经营战略目标做出贡献。
值得注意的是,若单从效率角度看,有的OEE构成项导致的现有损失可能并不严重(排序可能并不靠前),但若这些OEE构成项具有重大安全隐患,则应作为优先改善的对象。
(4)改善目标
OEE改善目标应符合“SMART原则”:Specific(具体成果)、Measurable(可测量)、Achievable(可达成)、Realistic(符合现实)、Time-bound(时限)。
应确定量化的主要目标与分解目标,并分析将会遇到何种阻力,继而策划消弭阻力所需的措施。例如提供培训让相关人员理解OEE的本质与意义;实施激励来消除人员的抵触情绪;提供必要的工器具与监测装置;在已估算投入产出比的前提下,提供必要的资金以确保项目有效达成等。
(5)原因分析、改善方向
应采用恰当的方法,分析OEE各构成项效率损失的根本原因,然后确定改善方向,确定的改善方向应与原因分析结果逐一对应。有时候,消除一个根本原因可能需要不止一个改善措施。
日本设备维护协会给出了OEE效率低下的主要原因及改善方向,可以归纳为九个方面:计划停机时间(定期维护、早会等其他活动),故障停机,换模(换产),小停机(5分钟之内),速度下降,不合格品,调整、调节,暖机,内部物流。
(6)改善实施
通过OEE收集数据,我们可以看出,影响OEE较多的主要集中在交接班停机、清洁停机、换线和打样四个主要方面。
第一,对于交接班等管理停机,我们只要明确交接的主要工作内容就可以快速减少停机时间。如表5-8所示。
表5-8 交接班作业基准书
第二,减少清扫作业的时间:明确清洁作业内容、判定是否必须停机清洁,对于必须停机清洁的内容内容,需开发清扫工具,明确清洁的周期及标准时间。如表5-9所示。
表5-9 清洁作业基准书
第三,明确所有管理者的责任范围,把OEE项目进行分解,从质量事故、异常订单、工艺执行、合格率、停机率、换线、产量、人均效率、安全、现场3S、作业完成、T3会议等方面对管理人员进行考核,每月进行汇总评分、排名、奖罚。如表5-10所示。
表5-10 交接班现场巡检表
第四,针对影响打样的时间改善比较有一定的难度,影响打样时间的因子比较多,我们通过鱼骨图进行分析。如图5-9所示。
图5-9 鱼骨图
针对鱼骨图中的问题点,我们可以从以下方面改善:
制作工艺卡制作流程。
原墨检测作业流程。
现场数据收集,确定实验室专色标准配,更正配墨系统专色配比。
制定调色配墨作业基准书。
要求称量添加。
制作红黄蓝对比色谱。
专色按照实验室标准配比进行打墨。
原墨调整按照蓝红黄配比色谱进行对比等改善。
第五,快速换色。
由于印刷行业点品种多、订单小的特点,往往一天内需要多次生产多个订单,每个订单转换时必须要进行换色,换色过程比较烦琐,版辊重,颜色清洗麻烦,换色调试的过程对员工的经验要求比较高,不仅会浪费大量的生产时间,还会影响成品的品质和成本,往往调试一个产品需要浪费1~2小时,严重影响设备的效率和产生大量调机材料的浪费。所以,很多印刷企业宁愿多压一些库存也不愿意安排频繁换模,这样导致企业生产车间和仓库积压大量的产品,不仅会使产品生产周期变长,还会产生更多的品质问题,如上批和下批颜色差异问题。
如何缩短换模时间?提升人机配合效率,快速建立起多品种、小批量订单的精益生产体系是印刷行业的一个突出难题,快速换色是印刷行业提升企业经营业绩,快速满足客户需求的一个重要需求。
产品切换一般是指从上一个产品结束到下一产品调好生产这段时间,我们把这种产品切换所产生的时间称之为换线时间,这也是印刷行业影响OEE最大的地方。如何有效地快速换模,同时降低换模作业对品质的影响,减少工人的劳动强度呢?
我们用人机操作分析法对一个换色周期内员工的工作进行人机操作工程分析,如表5-11所示。
表5-11 人机操作工程分析
我们可以清晰地看到,整个换色的时间为8596秒,差不多2个半小时,真正参与换色工作的增值时间占总换线时间的59.5%。
在这里,我们要明确一个概念,内换模和外换模。所谓的外换模,是指在设备不停机的情况下进行的换模;内换模是指必须设备停机进行的换模。
只有不断地减少内换模时间,把内换模的工作转换成外换模,我们才可能有效减少换模时间。如图5-10所示。
图5-10内换模和外换模
从表5-12中,我们可以通过区分内外换模,对换模流程进行改善、提升效率。
表5-12 换模流程改善
序号 | 项目 | 线内 | 时间/s | 线外准备 | 改善时间/s |
1 | 包缠绕膜 | 正常生产时不能放下 | 336 | 缠绕膜提前准备好放在机台旁边 | |
2 | 擦版辊 | 生产时不能擦版辊 | 145 | 线外准备抹布、溶剂 | 14 |
3 | 拆版 | 必须停机拆版辊 | 1105 | 版辊清洁由版库人员来做 | 981 |
4 | 拆刀架挡纸 | 正常生产时挡纸不能拿掉 | 172 | 线外准备好垃圾桶 | |
5 | 冲版 | 冲版辊、摇下墨盘等必须停机做 | 590 | 拿水壶装溶剂等准备工作提前做好 | 30 |
6 | 换挡纸 | 装挡纸必须停机来做 | 682 | 挡纸准备工作放在线外做 | 249 |
7 | 换刮刀 | 停机摇起刮刀架才能换刮刀 | 295 | 新刮刀准备工作线外做 | |
8 | 换压辊 | 停机才能换压辊 | 1676 | 压辊的清洁及搬运 | 1369 |
9 | 架刀 | 生产时刀架必须固定 | 194 | ||
10 | 开机打样 | 230 | 电、气等检查工作可在线外做 | 50 | |
11 | 上墨 | 上墨工作必须停机 | 361 | 油墨的准备线外做 | |
12 | 抬刀 | 生产时刮刀不能乱动 | 77 | 提前准备好钳子、垃圾桶 | |
13 | 卸墨 | 必须停机卸墨 | 1515 | 垃圾桶提前准备好 | |
14 | 准备版辊 | 版辊的准备工作可在线外做 | 698 | 版辊清洁、版面检查线外做好 | 468 |
15 | 装版辊 | 243 | 将对应版辊搬运到 | 59 | |
16 | 装料 | 277 | 装料工作可全部放在线外做 | 277 | |
合计 | 8596 | 2128 | |||
做好线外工作目前可节省25%的换线时间 |
标准作业重组:在对内部换模和外部换模进行改善后,所有员工的工作内容必须根据工作内容调整为并行作业,这样会极大地减少内换模的时间,此时需把工作内容进行罗列,根据工作的难易和技术要求,对相关人员进行工作的重新分配,如有必要须进行在岗培训,确保换模时间有效削减。如表5-13所示。
表5-13 标准作业重组
单位:秒
在OEE改善的过程中,相关人员应进行恰当的宣传,营造改善的氛围;应在设备或产线旁建立展示板,动态地反映OEE改善的进度、成效、阻力等;责任人员应全过程予以跟踪,及时对不足之处进行纠偏;应定期召开沟通会、现场交流会等,把取得的成果及时分享、收集更多意见,把对象设备或产线改得更好更快;相应的阶段性激励措施应予以兑现。
(7)标准化
应对有明显改善效果的做法,予以及时提炼,形成对应的OEE管理机制(程序文件、指导书、记录表格、软件、绩效考核办法等)和OEE管理机制,应通知、发放给培训相关人员,并监督、验证其落实情况及有效性。如表5-14所示。
图5-11 OEE管理机制
表5-14 工艺卡制作流程
(8)OEE人才育成
为了使OEE管理成为企业的新常态并行之有效,有必要培育一批对OEE有深刻理解且能进行有效改善的人员。这类人员应掌握的知识与技巧,包括但不限于:设备或产线的原理与结构、OEE结构图及计算方法;数据收集;数据分析;原因分析;改善方法与策划;改善实施;标准化;OEE管理机制的设计;等等。
(9)OEE管理评价
应就OEE管理建立评价准则(计分、或分级),并定期、不定期对相关部门的OEE工作进行检查、评比(可并入其他工作的检查、评比),以动态检查本企业OEE的管理水准,并促使OEE管理成为企业日常运行的一部分。
应按照PDCA的原则建立OEE管理评价准则,包括但不限于:职责与权限;对设备和产线的原理与结构的掌握程度;对OEE结构图及计算方法的理解程度;OEE改善目标;数据收集;数据分析与排序;原因分析与排序;改善策划;改善进度管理;改善结果与投入产出比;标准化工作;OEE人才育成;验收与激励;持续改善;等等。
OEE管理评价应偏重改善的有效性(例如被明显改善的设备,是整个制造系统的瓶颈环节,或已获较高的投入产出比等)。应将评价结果及时予以公布,并实施对应的激励措施。
我国尚有不少设备密集型制造企业,并未借OEE来开展设备效率改善活动。其原因比较繁杂,但有两点是显而易见的:不理解OEE改善对提高制造系统效率的重要性;怕麻烦或畏难情绪。总的来说,与欧美日发达国家的同行企业相比,我国制造企业的OEE普遍偏低、差距明显。