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設(shè)備管理與維護

制造智能中的兩個重要指標-整體設(shè)備效能和關(guān)鍵性能指標

2025China.cn   2014年01月21日

  OEE 的優(yōu)勢

  整體設(shè)備效能(OEE) 最近已成為類似近年來的搖滾明星了。甚至它的批評家都承認它的作為性能指標的威力。無疑OEE能夠幫助用戶產(chǎn)生更多的設(shè)備能力和收益。很多人已經(jīng)看到諸如波音這樣公司的成功案例。這項指標已經(jīng)幫助波音西雅圖飛機制造廠,在生產(chǎn)777噴氣客機部件、F-22戰(zhàn)斗機和其他項目中,每年增加了762小時的產(chǎn)能,所產(chǎn)生的收益非??捎^。

  使用OEE的一個優(yōu)勢是:在等式中的每個元素告訴了工廠中不同人員關(guān)于設(shè)備性能的內(nèi)容。三個因素的計算結(jié)果,比如,用于管理作為整體性能指標給出 — 一種為綠、黃、蘭顏色的條狀顯示,提醒經(jīng)理需要采取某些校正動作。三個因素本身也允許分別對計算值分析,因此在生產(chǎn)、質(zhì)量、維護的人員可以專注于他們關(guān)心區(qū)域的改進。

  “如果OEE為綠色,那么你不用做任何事,因為看上去所設(shè)備都沒有問題,”溫蒂?阿梅爾說,她是斯通技術(shù)公司制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的主任分析師和工程師,“如果OEE在黃色或紅色區(qū)域,你需要挖掘和分析什么地方出了問題?!?/FONT>

  收集足夠、一致性的數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵。如果公司已經(jīng)使用的數(shù)據(jù)收集工具不能收集足夠詳細信息,就不能很好地支持OEE計算和分析。有些工具,比如,應(yīng)該在10分鐘的時間里報告設(shè)備情況,而它只運行了7分鐘,不知為什么在剩下的3分鐘停止了。“這個客戶使用了一個基于歷史的工具用于收集數(shù)據(jù),但沒有給出背后可執(zhí)行的細節(jié),”阿梅爾解釋道?!坝行┕ぞ呤褂煤唵蔚臍v史數(shù)據(jù)庫計算OEE。如果你有足夠的能力,你可以做到,但這不是最佳解決方案?!?/FONT>

  由于這個原因,她和她的同事科克?韋斯,斯通的高級項目經(jīng)理,指定使用羅克韋爾自動化的FactoryTalk Metrics工具,因為他們通常要計算很多應(yīng)用數(shù)據(jù),包括OEE和其他性能指標。這個軟件工具不僅能夠執(zhí)行計算,還能揭示低效背后的詳細原因。所以,除了對運行時間和停機時間的定量之外,它還能識別故障的神秘源頭,比如,引起3分鐘停機的原因是有個地方漏油。

  OEE為工廠提供了“為什么”和“怎么樣”

  制造商使用智能工具 ---- 諸如羅克韋爾自動化的FactoryTalk Metrics和 VantagePoint 組織數(shù)據(jù),能夠提高整體設(shè)備效能(OEE),提供生產(chǎn)過程的背景分析。

  制造商通常使用影響性能的指標,如整體設(shè)備效能(OEE),來提出改進措施。OEE簡單表達和反應(yīng)了整體工廠能力的缺陷,而不是實際性能;它由整體生產(chǎn)能力和計劃生產(chǎn)時間所建立,然后按照停機時間(可用性)、速度丟失(性能)和產(chǎn)量丟失(質(zhì)量)計算而成。

  底線 是“你不能提高你不能測量的數(shù)據(jù),”雷?羅伊?豪說。他是羅克韋爾自動化信息解決方案的技術(shù)顧問。最簡單的衡量方法就是給操作員提供一個操作指令,把一條生產(chǎn)線今天的情況與昨天或者上周情況進行對比,然后把真實結(jié)果提交給工廠。

  搞清楚什么原因造成一臺機器的損壞是重要的第一步,把這樣一個系統(tǒng)與其他制造軟件集成工作,可以極大提高整體工廠性能。做到這一點,首先需要精確的數(shù)據(jù);然后是需要一種系統(tǒng)方法來組織-然后做出報告-提出數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)方法可以把采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成有關(guān)的、可執(zhí)行的制造智能。

  一旦你擁有精確的信息,你就可以看到你比較關(guān)心的、通過計算得出的OEE。這是一種通用的測量和計算,可以應(yīng)用于任何機器,在任何工廠,在任何工業(yè)。最困難的是決定什么影響了這個信息。

  托德?史密斯,羅克韋爾自動化的產(chǎn)品經(jīng)理,把一個OEE的生計算比作一個試驗,得到一個等級,但永不看見你得出的是正確的還是錯誤的答案。

  使用FactoryTalk Metrics,用戶獲得了真實的工廠現(xiàn)場生產(chǎn)報告,來自工位到整個車間。這個信息可以為如何優(yōu)化資產(chǎn)利用的決策做參考。這個改進可以從OEE的三個維度出發(fā),例如:生產(chǎn)過程使用更少的時間(性能)、減少材料的浪費(質(zhì)量)、降低周期時間(可用性)。

  對客戶而言,如何在現(xiàn)場發(fā)揮FactoryTalk 如何Metrics威力?簡單地說,只要把這種技術(shù)帶入一個工廠,快速對一條生產(chǎn)線配置,然后讓它在幾個小時內(nèi)運行即可。

  “當我完成了上述步驟,把我們在短時間內(nèi)生成的報告拿給工廠經(jīng)理和操作員看,的確實實在在改變了他們。用非常低的成本、非??斓呐渲煤蛦樱覀兡軌蛟?個小時內(nèi)提供相關(guān)概念的證明。”

  無可懷疑,F(xiàn)actoryTalk Metrics提供的效能測量能力加強了制造智能策略的聲音。但單獨的衡量僅是一條基線;當給出背景時,使用像FactoryTalk VantagePoint的技術(shù),信息才能到達它的真實的威力。VantagePoint結(jié)合了來自工廠不同源的數(shù)據(jù),通過統(tǒng)一生產(chǎn)模型(UPM),對信息進行組織和報告。

  因此,如果FactoryTalk Metrics記錄了一臺機器有意義的停機時間,VantagePoint能夠加上來自FactoryTalk Historian中的數(shù)據(jù),例如溫度或黏性數(shù)據(jù)一起處理信息,并且確定一種模式或停機時間和這些條件的關(guān)系?;虬褟钠髽I(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)拉入的材料成本信息,幫助工廠經(jīng)理理解有多少停機時間或浪費的實際成本。

  “如果你能夠通盤考慮你的數(shù)據(jù),那么你需要一種挖掘設(shè)備部件與影響它們業(yè)務(wù)結(jié)果關(guān)系的方法,”基斯? 錢伯斯說,他是羅克韋爾自動化制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件的業(yè)務(wù)經(jīng)理。

  例子:

  一家北美食品飲料廠對這種第一手洞察力進行了實踐,他們試圖解決出現(xiàn)在生產(chǎn)線上的停機問題。FactoryTalk Metrics報告:在塑料包裝生產(chǎn)線出現(xiàn)了頻繁的停機事件。工廠經(jīng)理認為FactoryTalk Metrics肯定出錯了-他們從來沒有經(jīng)歷過那條生產(chǎn)線的日常停機。

  其結(jié)果是,用人眼沒有發(fā)覺該問題,塑料包裝的運行在開和關(guān)之間來回切換-因為變化非???,它沒有造成下游速度減慢。使用FactoryTalk Metrics自動數(shù)據(jù)采集使操作員能夠看到機器周期的開和關(guān),在調(diào)整了相關(guān)時間后就解決了問題。

  “有時你不知道你有了什么問題,直到你能夠觀察整個過程,”雷?羅伊?豪說,“每個制造商的問題和解決方案有可能不同,但得到‘怎么樣’和‘為什么’的窗口能力是解決問題的關(guān)鍵。”

  KPI可以作用于變量,產(chǎn)生最佳結(jié)果

  羅克韋爾自動化的FactoryTalk Metrics、FactoryTalk Historian和FactoryTalk Vantage Point提供了最全面的關(guān)鍵性能指標(KPI)的畫面。良好的可視性和報告制作使用戶可以采用特定措施,作用于生產(chǎn)變量,改進流程,產(chǎn)生最大化的結(jié)果。

  典型的KPI要與特定業(yè)務(wù)流程聯(lián)系在一起,生產(chǎn)中常見的指標有:

  ● 實際生產(chǎn)能力對于最大生產(chǎn)能力的百分比;

  ● 生產(chǎn)和設(shè)備測試的建立時間;

  ● 實際量對比計劃量;

  ● 生產(chǎn)計劃滿足情況(時間百分比);

  ● 平均設(shè)備可用率或設(shè)備正常使用時間;

  ● 生產(chǎn)率:每勞動小時單位;

  ● 首批產(chǎn)品質(zhì)量合格的數(shù)量;

  ● 完成產(chǎn)品的退回率或返回率(百萬分之);

  ● 設(shè)備停機損失的時間;

  ● 不合格率的降低;

  ● 主要組件一次合格的產(chǎn)量;

  ● 返工和返修小時與直接制造小時的比較;

  ● 典型產(chǎn)品的制造周期;

  ● 返工和返修勞動成本與全部制造勞動成本的比較;

  ● 每班操作由于處理故障對流程改變的次數(shù);

  ● 廢料和返工占銷售量的百分比;

  ● 完成生產(chǎn)中的故障百分比;

  ● 廢料和返工百分比的減少;

  ● 每個員工生產(chǎn)量的增長百分比;

  ● 主要產(chǎn)品從定單到出貨的標準時間;

  ● 組裝步驟中自動化所占的百分比;

  ● 由于子組裝產(chǎn)品短缺而引起的時間停頓;

  ● 由于進度表其他批次或工件波動而派出的批次或工件的百分比;

  ● 結(jié)合工程改變需要的時間;

  ● 證書過期操作員的百分比;

  ● 每平方尺或每平方米的制造和儲存空間所產(chǎn)出單位;

  ● 無認證工具的百分比;

  ● 擔(dān)保努力的減少;

  ● 組件批次數(shù)量減少的百分比;

  ● 保修成本占銷售的百分比;

  ● 制造周期減少的百分比;

  ● 產(chǎn)量提高;

  ● 無計劃加班的百分比。

  FactoryTalk Metrics為生產(chǎn)設(shè)備的性能提供了詳細信息。它使用已經(jīng)存在于控制系統(tǒng)和HMI的數(shù)據(jù),分析機器相關(guān)影響KPI范圍的因素,諸如停機時間和浪費情況。

  FactoryTalk Historian為可縮放的產(chǎn)品套件,存放來自機器、車間或全廠的過程數(shù)據(jù),結(jié)合精確的時間戳,可以提高制造商分析性能的能力。

  FactoryTalk VantagePoint包含來自FactoryTalk Metrics實時數(shù)據(jù)和FactoryTalk Historian歷史數(shù)據(jù),與來自工廠其他源數(shù)據(jù)一起,把分析的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成制造智能的數(shù)據(jù)。使用統(tǒng)一生產(chǎn)模型,VantagePoint可以生成基于網(wǎng)頁的報告、趨勢和儀表板,可以更有效地實現(xiàn)成本、質(zhì)量和資源管理。

  用戶的最終收益包括:

  ● 監(jiān)視資產(chǎn)可用性提高生產(chǎn)靈活性;

  ● 最小化浪費和能源,降低單位成本;

  ● 針對目標和規(guī)范,驗證生產(chǎn)參數(shù),減少波動;

  ● 提高資產(chǎn)利用和維護,推遲資本花費;

  ● 節(jié)省采集數(shù)據(jù)和準備報告時間,降低管理成本。

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