設備綜合效率OEE詳解

OEE的定義

一般，每一個生產設備都有自己的最大理論產能，要實現這一產能必須保證沒有任何干擾和質量損耗。當然，實際生產中是不可能達到這一要求，由于許許多多的因素，車間設備存在著大量的失效: 例如除過設備的故障，調整以及設備的完全更換之外，當設備的表現非常低時,可能會影響生產率，產生次品，返工等。

OEE是一個獨立的測量工具，它用來表現實際的生產能力相對于理論產能的比率。國際上對OEE的定義為：OEE是Overall Equipment Effectiveness（設備綜合效率）的縮寫，它由可用率，表現性以及質量指數三個關鍵要素組成 ，即：

OEE=可用率X 表現性 X質量指數。

其中：

可用率=操作時間 / 計劃工作時間

它是用來考慮停工所帶來的損失，包括引起計劃生產發生停工的任何事件，例如設備故障，原料短缺以及生產方法的改變等。

表現性=理想周期時間 / （操作時間 / 總產量）=（總產量 / 操作時間）/ 生產速率

表現性考慮生產速度上的損失。包括任何導致生產不能以最大速度運行的因素，例如設備的磨損，材料的不合格以及操作人員的失誤等。

質量指數=良品/總產量

質量指數考慮質量的損失，它用來反映沒有滿足質量要求的產品（包括返工的產品）。

利用OEE的一個最重要目的就是減少一般制造業所存在的六大損失：停機損失、換裝調試損失、暫停機損失、減速損失、啟動過程次品損失和生產正常運行時產生的次品損失。下面表格是六大損失的說明及其與OEE的關系：

表一 六大損失與OEE的關系

OEE計算實例

我們舉一個例子來說明OEE的計算方法：

設某設備某天工作時間為8h, 班前計劃停機15min, 故障停機30min,設備調整25min, 產品的理論加工周期為0.6 min/件, 一天共加工產品450件, 有20件廢品, 求這臺設備的OEE。

根據上面可知：

計劃運行時間=8x60-15=465 (min)

實際運行時間=465-30-25=410 (min)

有效率=410/465=0.881(88.1%)

生產總量=410(件)

理想速度x實際運行時間=1/0.6 x 410=683

表現性=450/683=0.658(65.8%)

質量指數=（450—20）/450=0.955(95.5%)

OEE=有效率x表現性x質量指數=55.4%

OEE的作用

實踐證明OEE是一個極好的基準工具，通過OEE模型的各子項分析，它準確清楚地告訴你設備效率如何，在生產的哪個環節有多少損失，以及你可以進行那些改善工作。長期的使用OEE工具，企業可以輕松的找到影響生產效率的瓶頸，并進行改進和跟蹤。達到提高生產效率的目的，同時使公司避免不必要的耗費。

OEE數據采集方法

OEE的計算雖然簡單，但是，在實際的應用中，當與班次，員工，設備，產品等生產要素聯系在一起時，便變得十分復雜，利用人工采集數據計算OEE顯得麻煩費事，為了更有效的利用OEE這個工具，OEE數據采集信息化越來越成為人們關心的話題，OEE IMPACT是世界上最優秀的OEE系統，它具有自動化數據采集模塊，可以輕松地獲取有關設備的生產信息，為OEE提供最有價值的數據，同時，該系統也可以生成實時的生產信息報告，包括故障停工，在制品信息和OEE等。通過這些有價值的數據，企業的管理工作無疑會變得輕松而簡單。該系統已在世界上許多著名公司得到廣泛的應用，例如標致汽車，雅詩藍黛化妝品 美國伊頓汽車零部件等。

OEE(Overall Equipment Effectiveness), 即設備綜合效率，其本質就是設備負荷時間內實際產量與理論產量的比值。企業在進行OEE計算時常常遇到很多迷惑的問題，如工廠停水、停電、停氣、停汽使設備不能工作，等待定單、等待排產計劃、等待檢查、等待上一道工序造成的停機，不知如何計算。本文引入非設備因素停機的概念，修改了OEE的算法，使計算得到的OEE更能夠真實反映設備維護的實際狀況，讓設備完全利用的情況由完全有效生產率這個指標來反映。本文同時介紹了在不同情況下如何分析設備損失的PM分析流程。

1、 OEE表述和計算實例

    OEE= 時間開動率×性能開動率×合格品率

    其中，時間開動率 = 開動時間/負荷時間

    而，負荷時間 = 日歷工作時間-計劃停機時間

    開動時間 = 負荷時間 – 故障停機時間 – 設備調整初始化時間

    性能開動率 = 凈開動率×速度開動率

    而，凈開動率 = 加工數量×實際加工周期/開動時間

    速度開動率 = 理論加工周期/實際加工周期

    合格品率 = 合格品數量/ 加工數量

    在OEE公式里，時間開動率反映了設備的時間利用情況；性能開動率反映了設備的性能發揮情況；而合格品率則反映了設備的有效工作情況。反過來，時間開動率度量了設備的故障、調整等項停機損失，性能開動率度量了設備短暫停機、空轉、速度降低等項性能損失；合格品率度量了設備加工廢品損失。

    OEE還有另一種表述方法，更適用于流動生產線的評估, 即

    OEE= 時間開動率×性能開動率×合格品率

    而，時間開動率 = 開動時間/計劃利用時間

    而，計劃利用時間 = 日歷工作時間-計劃停機時間

    開動時間 = 計劃利用時間 – 非計劃停機時間

    性能開動率 = 完成的節拍數/計劃節拍數

    其中,計劃節拍數 = 開動時間/標準節拍時間

    合格品率 = 合格品數量/加工數量

    這與前述的OEE公式實際上是同一的。

    計算：停機時間 = 115+12 = 127 min

    計劃開動時間 = 910 – 127 = 783 min

    時間開動率 = 783/910 = 86%

    計劃節拍數 = 開動時間/標準節拍時間 = 783/3 = 261

    性能開動率 = 203/261 = 77.7%

    合格品率 = 一次合格品數/完成產品數 = 152/203 = 74.9%

    于是得到 OEE = 86% ×77.7%×74.9% = 50%

2、 OEE的實質

    如果追究OEE的本質內涵，其實就是計算周期內用于加工的理論時間和負荷時間的百分比。請注意，當展開OEE公式，有

    OEE = 時間開動率×性能開動率×合格品率

    = （開動時間/負荷時間）×（加工數量×實際加工周期/開動時間）×（理論加工周期/實際加工周期）×（合格產量/加工數量）

    = （開動時間×加工數量×實際加工周期×理論加工周期×合格產量）/（負荷時間×開動時間×實際加工周期×加工數量）    約去分子、分母的公因子，

    OEE = （理論加工周期×合格產量）/負荷時間 = 合格產品的理論加工總時間/負荷時間

    這也就是實際產量與負荷時間內理論產量的比值。

3、 利用OEE進行損失分析

    既然上述的計算方法可以如此簡單，那么為什么要用這么復雜的公式呢？主要是為了分析問題。計算OEE值不是目的，而是為了分析六大損失。設備的OEE水平不高，是由多種原因造成的，而每一種原因對OEE的影響又可能是大小不同。在分別計算OEE的不同“率”的過程中，可以分別反映出不同類型的損失。

    進一步，我們還可以結合運用PM分析方法， 對OEE不高的原因進行分析。例如，當設備的OEE水平不高，從OEE計算看出是時間開動率低下，于是將時間開動率用方框框起來，再問為什么時間開動率不高，發現是設備故障引起，再繼續往下分析，直到找出根本原因為止。

4、 OEE 計算中遇到的困難和解決方案

    我們在計算OEE時，遇到計劃停機以外的外部因素，如無訂單、停水、電、氣、汽等因素造成停機損失，常不知把這部分損失放到哪部分去計算。有人把它們列入計劃停機，但它們又不是真正意義上的計劃停機。如果算做故障停機，但又不是設備本身故障引起的停機。各個企業的計算五花八門，失去相互的可比性。當我們把OEE的計算作一擴展，給出“設備完全有效生產率（TEEP）”這一新概念和新算法，上述的問題可以迎刃而解。

5、在引入TEEP條件下OEE公式的修正

    在引入TEEP條件下, 因為我們已經把非設備因素（ 即設備外部因素）1引起的停機損失分離出來，作為利用率的損失來度量，故在計算OEE時，設備的時間開動率就要做相應調整。

    在TEEP計算中

    設備利用率 =（日歷工作時間—計劃停機時間—設備外部因素停機時間）/日歷工作時間

    正確的OEE計算，應該有

    設備時間開動率 = 開動時間/負荷時間

   其中，負荷時間 = 日歷工作時間—計劃停機時間—設備外部因素停機時間

    開動時間 = 負荷時間—設備調整初始化時間（包括更換產品規格、更換工裝模具、更換刀具等活動所用時間）

    其他公式的算法和項目內容不變。

    這樣計算得到的OEE可以準確反映設備本身的問題，能夠客觀評價企業的設備管理水平，

同時也不會使企業之間的OEE因理解與算法不同而不可比。如果要全面反映企業設備效率，即把所有與設備有關和無關的因素都考慮在內，則可以通過TEEP來反映。

企業OEE計算疑惑辨析

    筆者根據眾多企業的統計和計算實際，提出將OEE公式的計算方法加以修正。原來的

       ★ 負荷時間=日歷工作時間—計劃停機時間

    現在修正為：

       ★ 負荷時間=日歷工作時間—計劃停機時間—非設備因素停機時間

    原來的

       ★ 開動時間=負荷時間—故障停機時間—安裝、調整和初始化停機時間， 仍保持不變

    上述的“非設備因素停機”包括開工不足停機、等待訂單、等待計劃排產、因企業系統管理不善或外部環境而造成的停水、停電、停汽、停氣，使需要上述供給的設備停機。上述

的停機損失并不屬于停機設備本身的問題，而是大系統對設備的影響。上述的“計劃停機”應界定為設備生產前后的例行保養，如加油、加冷卻劑、停機點檢、清掃、緊固、升溫、預熱、升速等活動。計劃停機應不包括因更換產品而造成的工、模、夾具更換，設備參數調整所造成的停機。這樣修正之后所計算得到的OEE，基本反映了設備本身人一機系統的維護狀況

。而全面設備效率發揮狀況可以由完全有效生產率來反映，

       ★ 完全有效生產率=設備利用率×設備綜合效率（OEE）其中，

      ★ 設備利用率=（日歷工作時—計劃停機時間—非設備因素停機時間）/ 日歷工作時間

    由此看出，完全有效生產率把因為設備本身保養不善的損失和系統管理不善、設備產能不平衡、企業經營不善損失全面地反映出來。而OEE的計算公式則主要反映了設備本身的系統維護、保養和作業效率狀況。

    上述OEE的計算中，合格品率既反映了設備狀況不良損失，又反映了操作、工藝執行、參數控制方面的損失。從設備管理的角度來看，合格品率不一定全面、真實地反映設備維護、保養水平。筆者建議引入一個純設備合格品率的概念，即

      ★ 純設備合格品率 =合格品數量/（生產數量—非設備因素廢品數量）

由此引出了純設備OEE的概念，簡記為OEE純 ，即

      ★ OEE純 = 時間開動率×性能開動率×純設備合格品率

    這里的時間開動率是上述經過修正的公式，性能開動率的定義不變。OEE純 更集中反映了設備維護、保養水平。完全有效生產率的公式不必修改。OEE純僅僅是為了集中、客觀反映設備維護、保養水平。因為完全有效生產率就是全面反映設備的總效率狀況，沒有必要分清

哪些是因為設備，哪些是來自設備以外的因素。

    另外，有些企業在OEE計算時，出現了性能開動率大于100%的狀況，甚至有的高達150%。

眾所周知，

       ★ 性能開動率=凈開動率×速度開動率

其中，

       ★ 性能開動率=（生產數量×實際加工周期）/ 開動時間

    性能開動率反映了實際加工產品所用時間與開動時間的比例，它的高低反映了生產中的設備空轉，無法統計的小停機損失。凈開動率是不大于100%的統計量。問題就出在速度開動率上。

       ★ 速度開動率=理論加工周期/ 實際加工周期

     原則上，理論加工周期不大于實際加工周期，即速度開動率是不大于100%的統計結果。

有的企業設備加工運轉速度超出了設計速度，這樣使速度開動率超過100%，進而使性能開動

率超過100%。筆者認為，速度開動率超過100%是不合理、也是不可取的，理由如下：

    1、如果設備開動速度超過了設計速度，就如同設計負荷5噸的大橋開過8噸的汽車一樣，是掠奪性的使用設備，是不可取、不科學的做法，不應提倡。

    2、若設備的原設計指標保守，根據實際，設備開動速度可以提升。經過論證，這種提升不會造成對設備的損壞。那么，應該改變設備的設計速度指標，即理論加工周期，使速度開動率始終保持為一個不大于100%的統計結果。

    3、因為異常提升設備運行速度（使設備過早進入耗損故障狀態）造成速度開動率不正常的夸大，得到較高的OEE水平，掩蓋了設備維護不當等問題，可能誤導企業，不利于激發設備管理者對人—機系統六大損失的攻關和控制。

總之，讓OEE應保持為一個不大于100%的統計量，可以激發企業始終不渝地致力于OEE的提升。

    結語：本文根據企業的運行實際，提出修正的OEE算法，又提出OEE純的概念。同時澄清了速度開動率的統計計算問題。如果企業OEE的計算按筆者介紹的規范算法統一起來，就可以使這一指標橫向、縱向可比。同時可以使這一指標客觀反映設備維護狀況，成為引導設備管理進步的積極因素。