設備OEE計算與停機損失分析研究

（上海煙草集團有限責任公司，上海 200082）

0 引言

在眾多設備效率指標中，OEE之所以成為后起之秀，得到設備運維人員的關注，主要在于OEE并不是為指標論而論，而是通過OEE的一套計算方法，將設備運行效率的損失進一步解構(gòu)，從而可以在一定程度上指導設備運維的短板和不足之處，發(fā)現(xiàn)改進和提升的空間。這種解構(gòu)，類似于財務上的杜邦分析法，通過一系列比率之間的關系來綜合分析設備效率各項流失的特征，進而幫助管理者在此計算方式下通過效率損失的特征提取，且每種損失對OEE的影響和作用也是不同的[1]。

1 設備停機原因分析

（1）計劃性停機損失；計劃性停機損失分為設備維修相關類和非設備維修相關類。（2）外部因素影響造成的損失；主要涉及到動能供應和物料供應等非設備本體原因的效能損失。（3）故障損失；因突發(fā)的或慢性的故障引起的損失，同時伴隨著時間性的損失和產(chǎn)品質(zhì)量上的損失（不合格、返工）[2]。統(tǒng)計特征上更加接近于泊松分步的形態(tài)。（4）作業(yè)計劃準備、調(diào)整損失；隨著作業(yè)計劃準備的變更而產(chǎn)生的損失。（5）臨時小停機損失；由于加工件調(diào)整等臨時性的問題引起的設備暫停運行，這些情況和作業(yè)中的固定休息及設備故障時的情況又不相同。從統(tǒng)計模型上來看更加偏向于正態(tài)分布。（6）速度損失；設備的實際速度比設計速度差。（7）不合格品返工損失；其中不合格品損失的幾個主要統(tǒng)計口徑及等效計算方法：①機臺剔除計數(shù)；針對連續(xù)性生產(chǎn)線，以一次測量點測量超標為一個不合格品，通過生產(chǎn)速度乘以測量周期得到等效不合格品產(chǎn)量，通過這種方法將連續(xù)產(chǎn)品變?yōu)殡x散型產(chǎn)品。②質(zhì)量得分校正：對于離散單件的產(chǎn)品可以通過批次得分作為折損系數(shù)進行產(chǎn)能損失計算。對于連續(xù)生產(chǎn)線產(chǎn)品可以利用統(tǒng)計推斷第二類錯誤修正。通過西格瑪水平逆推正態(tài)分布超差比例。（8）初期產(chǎn)量損失；從生產(chǎn)開始到產(chǎn)品穩(wěn)定為止中間發(fā)生的損失。

2 設備OEE計算

2.1 OEE的分解計算

OEE的一個優(yōu)勢在于將所有的產(chǎn)能損失折算為統(tǒng)一的衡量維度：時間或者等效為損失產(chǎn)量/理論生產(chǎn)速度。

通過將一個綜合指標合理歸因逐級降解，可以理清指標組成以及指標形成的內(nèi)在動因,較為著名的有財務分析方法：ROE（杜邦分析法）=凈利潤/凈資產(chǎn)=銷售利潤率×資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率×權益乘數(shù)（財務杠桿）[3]。

OEE采用類似因子解構(gòu)的方法，通過時間開動、性能開動和質(zhì)量開動的聯(lián)乘來實現(xiàn)合理的層級劃分和歸因分析。但在實際過程中，整廠級的OEE統(tǒng)計雖然可以在縱向上分析清楚，但在橫向部門間的劃分就顯得略有不足，因而在實際操作中，考慮通過仿照貨幣供應量M1、M2、M3的定義及相互關系，將OEE按照不同的關聯(lián)緊密程度分成：OEE1、OEE2、OEE3；OEE1僅包含單體設備停機，OEE2包含加工中心或上下游關聯(lián)設備引起的停機，OEE3包含廠區(qū)的關聯(lián)設備停機。OEE3較為合適作為衡量整體OEE水平的指標，系統(tǒng)優(yōu)化的導向更為明確。這樣通過三個層次的OEE逐步引導將設備效能的評估全局化，整體化。

其中主要的計算口徑包括：

OEE.OT（實際運行時間）=∑OEE-OT的停機工時-OEE1停機時間-OEE2停機時間-OEE3停機時間-∑TEEP-OT的停機工時；

OEE1停機時間=∑OEE1的停機工時；

OEE2停機時間=∑OEE2的停機工時；

OEE3停機時間=∑OEE3的停機工時；

TEEP1停機時間=OEE3停機時間+∑TEEP的停機工時；

OEE1負荷時間=OEE.OT+OEE1停機時間；

OEE2負荷時間：=OEE1負荷時間+OEE2停機時間；

OEE3負荷時間：=OEE2負荷時間+OEE3停機時間；

對于OEE=時間利用率*性能利用率*質(zhì)量合格率，其中：

時間利用率是用來評價停工所帶來的損失，包括引起計劃生產(chǎn)發(fā)生停工的任何事件，例如設備故障，原材料短缺以及生產(chǎn)方法的改變等[4]。

不同的關聯(lián)緊密程度下的時間利用率計算如下（OT指實際運行時間）：

OEE1時間利用率=OEE.OT/OEE1的負荷時間；

OEE2時間利用率=OEE.OT/OEE2的負荷時間；

OEE3時間利用率=OEE.OT/OEE3的負荷時間；

性能利用率是用來評價生產(chǎn)速度上的損失。包括任何導致生產(chǎn)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[5]。

不同的關聯(lián)緊密程度下的性能利用率計算如下：

OEE1性能利用率=設備端總產(chǎn)量/OEE.OT*設備的實際生產(chǎn)能力；

OEE2性能利用率=設備端總產(chǎn)量/OEE.OT*設備的min（實際/額定生產(chǎn)能力）；

OEE3性能利用率=設備端總產(chǎn)量/OEE.OT*設備的max（實際/額定生產(chǎn)能力）；

質(zhì)量合格率=產(chǎn)成品數(shù)量/設備端總產(chǎn)量

質(zhì)量合格率是用來評價質(zhì)量的損失，它用來反映沒有滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品（包括返工的產(chǎn)品）[6]。

2.2 停機原因的評定

根據(jù)停機原因的劃分，最終將成套機組的停機原因做了標準化評定，并對指標進行了劃分，以卷接機的停機原因為例，如表1所示。

2.3 信息化對OEE計算的支持

OEE計算雖簡單，但是在實際應用中，因需要考慮各種因素，如班次、員工、設備、產(chǎn)品等，并聯(lián)系在一起，這會十分復雜，企業(yè)在實際運用中靠人工采集各種因素會比較困難[7]。

為了提高企業(yè)設備管理智能化水平[8]，更全面有效分析停機損失，更準確的計算OEE，OEE的數(shù)據(jù)采集信息化越來越為企業(yè)所關心的話題。通過信息化自動獲取設備相關的有價值的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如產(chǎn)量、不合格量、停機時間等等，為OEE提供真實有效及時的數(shù)據(jù)。并自動計算及提取有價值的數(shù)據(jù)分析，使企業(yè)管理變得輕松、透明。

以某卷接機組為例，該設備的額定產(chǎn)能和實際產(chǎn)能均為10000支/分鐘，2017年3月卷接機的產(chǎn)成品數(shù)量為19000萬支，殘次品數(shù)量為180萬支，2017年3月該卷接機的總停機時間為26000分鐘，而其中設備可正常排產(chǎn)時間總計24480分鐘，其在3月13日的晚班時候因喂絲系統(tǒng)故障停機40分鐘，則分析其停機原因損失及計算OEE。

根據(jù)2.2章節(jié)對于卷接設備的停機原因評定，設備可正常排產(chǎn)時間歸屬于第一大類停機原因，指標劃分屬于OEE.OT；喂絲系統(tǒng)故障停機歸屬于第六大類停機原因，指標劃分屬于OEE2。

表1 卷接機停機原因劃分

則根據(jù)以上信息計算如下：

3 結(jié)語

OEE不僅是一個計算評價的工具，更是一個推動設備管理水平上升的工具，本文根據(jù)對設備八大效能損失分析的理解，將卷煙企業(yè)實際運行中的停機原因按設備類型做了歸類，同時采用類似因子解構(gòu)的方法，將OEE按照不同的關聯(lián)緊密程度分成：OEE1、OEE2、OEE3，進行卷接機OEE的分析計算；且本文利用信息化手段收集到的生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)做了OEE計算及解析；因OEE3的實例應用并不充分，所以本文僅針對某一卷接機的實際情況做了OEE1及OEE2的案例分析；通過對設備OEE計算與停機損失的分析過程中，加深了對所學知識的再認識，為如何正確運行OEE的方法和過程建立了理論基礎，提高了分析和解決實際問題的能力，積累了經(jīng)驗。