OEE: Effizienz der Produktionsanlagen

Die Kenntnis von Produktivitätsspitzen der Industriemaschinen, Effizienzeinbußen, Engpässen, Stillständen, hohen Ausschussraten oder jeglicher Art von Vorfällen ist entscheidend, um die maximale Leistung der Produktionskette zu gewährleisten. Aber… wie können wir wissen, ob die Prozesse jederzeit optimal ablaufen? Die Antwort ist einfach: durch eine detaillierte Analyse ihrer Leistung mittels Erfassung und Verarbeitung der von ihnen generierten Daten.

Im Zeitalter von Industrie 4.0 ermöglicht die Digitalisierung der Werke den Erhalt aller Informationen der Fertigungskette in Echtzeit. Der große Fortschritt und die Differenzierung gegenüber traditionellen Systemen liegen in zwei subtilen, aber grundlegenden Nuancen: „Echtzeit“ und „alle Informationen“, wobei beide gleichermaßen wichtig sind. Die Leistung einer Maschine, einer Linie oder des gesamten Unternehmens in „Echtzeit“ zu kennen, erlaubt ein sofortiges Handeln, um Vorfälle zu beheben, die die Prozesse beeinträchtigen. Andererseits werden in den neuen Smart Factories „alle Informationen“ extrahiert und nicht nur ein Teil, selbst wenn diese in verborgenen Schichten verbleiben, sodass die Entscheidungsfindung auf einer objektiven und nicht auf einer unvollständigen Basis erfolgt.

Um die Daten zu extrahieren, auf die wir uns beziehen, gibt es zahlreiche Messsysteme, obwohl die meisten auf der OEE-Berechnung (Overall Equipment Effectiveness) basieren, um den realen Zustand der Arbeitslinien zu kennen und die Entscheidungsfindung zu erleichtern, mit dem Ziel, eine höhere Produktivität und somit Rentabilität zu erreichen.

Was ist OEE?

Die OEE-Berechnung als grundlegender Bestandteil eines MES-Systems (Manufacturing Execution System) ermöglicht es uns, die Effizienz jedes einzelnen Teils des Produktionsprozesses im Detail zu kennen, ausgehend von den gelieferten Daten, um so die maximale Leistung aus industriellen Umgebungen herauszuholen.

Über dieses System wird ein numerischer Wert ermittelt, der die tatsächliche Effizienz der Industriemaschinen aufzeigt und auf eine einzelne Produktionseinheit, auf bestimmte Linien oder auf das gesamte Werk angewendet werden kann. Unabhängig vom Umfang der Implementierung bietet uns dieser Indikator eine detaillierte Momentaufnahme der Produktionskette, die weniger effiziente Prozesse offenlegt, um dort die Verbesserungsbemühungen zu bündeln und so an Leistung, Qualität und folglich auch an Rentabilität zu gewinnen.

Die OEE-Berechnung basiert auf der Kombination von drei Parametern: Verfügbarkeit (Verhältnis zwischen geplanter Belegungszeit und tatsächlicher Betriebszeit), Leistung (Ausnutzung der Kapazitäten der Maschinen) und Qualität (bewertet die Ausschuss- oder Nacharbeitsraten). Das Produkt dieser Indikatoren ergibt, wie bereits erwähnt, einen einzigen Prozentwert, der die Effizienz des Fertigungsprozesses darstellt. Eine OEE von 100 % verkörpert den perfekten Fertigungsprozess, in dem die Maschine die gesamte geplante Zeit mit der maximal möglichen Geschwindigkeit gelaufen ist und fehlerfreie Produkte geliefert hat.

OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität

Wie werden die Informationen erfasst?

Im Rahmen von Industrie 4.0 werden die von den Industrieanlagen generierten Informationen über IIoT-Geräte (Industrial Internet of Things) zusammengestellt, die Daten in Echtzeit erfassen und deren Überwachung, Speicherung und Vernetzung mit ERP-, MRP- und MES-Systemen ermöglichen, um Redundanzen bei der Verarbeitung der Ergebnisse zu vermeiden.

Parallele Quellen, wie das Bedienpersonal, ergänzen die automatische Datenerfassung der Maschinen durch den Einsatz mobiler Erfassungs-Apps. Ein Beispiel sind die mit Power Apps erstellten Anwendungen. Wie wir bereits in früheren Beiträgen dargelegt haben, zeigt dieses auf Künstlicher Intelligenz basierende Tool der Power Platform dem Nutzer Informationen an, erfasst sie aber auch über einfache Formulare und verknüpft sie mit bestehenden Datenbanken. So wird der Erfassungsprozess bereichert, die Produktivität am Arbeitsplatz gesteigert und gleichzeitig kritische Variablen für eine korrekte Analyse erfasst.

Mit den extrahierten Daten kommen Business Intelligence-Tools ins Spiel, die es uns ermöglichen, die aus der Analyse und Leistungsberechnung gewonnenen Ergebnisse in dynamische Visualisierungen und Mehrbenutzer-Dashboards zu übertragen, mit denen die verarbeiteten Informationen intuitiv überwacht, untersucht und gesteuert werden können.

Vorteile des OEE-Systems

• Gewinnung von Informationen in Echtzeit
• Identifizierung von Ineffizienzen (Engpässe, Verlangsamungen, Leerlaufzeiten…)
• Verbesserung der Leistung von Industriemaschinen
• Steigerung der Produktqualität
• Senkung oder Eliminierung der Ausschussrate
• Reduzierung der Kosten für präventive Wartung und Reparatur
• Erleichterung der Entscheidungsfindung
• Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit (Kostensenkung + Qualitätssteigerung)

Fazit

Die OEE-Berechnung bietet eine einfache und visuelle Kennzahl in Form eines Prozentsatzes, der sich aus dem Produkt von Verfügbarkeit, Leistung und Qualität ergibt und die Wirksamkeit von Industriemaschinen misst. Dieser Wert ermöglicht es uns, Produktionsprozesse durch die Lokalisierung von Fehlern, Leistungseinbußen, Qualitätsminderungen, Engpässen usw. zu optimieren und so die komplexe Aufgabe der Entscheidungsfindung zu erleichtern.

In der Industrie 4.0 ergänzt die Automatisierung der Datenerfassung zur Leistungsanalyse mittels IoT-Geräten den Einsatz dieses Systems, da sie alle verfügbaren Informationen in Echtzeit in Dashboards darstellt, mit denen der Fertigungsprozess analysiert werden kann. Diese Untersuchung steigert die Leistung der Werke, indem sie Ineffizienzen aufdeckt und es ermöglicht, Arbeit und Kapital auf die Korrektur kritischer Punkte zu konzentrieren, wodurch die Produktivität und Produktqualität gesteigert sowie der Kundenservice verbessert werden.