So berechnest du den OEE [inkl. Excel Rechner]

OEE Dashboards: 4 Examples with Excel, PowerBI, Grafana & Co.

Julius Scheuber

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20.03.2024

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Der OEE (Overall Equipment Effectiveness, auch Gesamtanlageneffektivität) ist der Goldstandard für die Messung der Effektivität des Shopfloors und von Anlagen. 

Wie Du den OEE berechnest, zeigen wir Dir in diesem Artikel.

Achtung: Für kontinuierliche Prozesse musst Du die OEE Berechnung unbedingt anpassen, da die Annahmen aus der Stückfertigung zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Mehr darüber erfährst Du in diesem Artikel oder in unserem Webinar.

Keine Zeit, alles manuell zu berechnen? Ziehe eine OEE Software in Erwägung, die aus Deinen Maschinendaten automatisch den OEE berechnet.

Die OEE Formel und 4 Schritte zu Berechnung

Die Gesamtanlageneffektivität wird berechnet, indem die Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität für einen bestimmten Zeitraum miteinander multipliziert werden. Er spiegelt damit die Effektivität der Produktion wider.


Formel zur Berechnung des OEE: Verfügbarkeitsfaktor x Leistungsfaktor x Qualitätsfaktor


Hol Dir jetzt unseren kostenlosen OEE-Rechner! 

Mit unserer Excel-Vorlage kannst Du mit ein paar Angaben schnell den OEE errechnen und somit das Potenzial Deiner Fertigung aufdecken.

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Die drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität sowie OEE werden als Prozentsätze zwischen 0 und 100% angegeben. 

Beispiel: Eine Anlage hat eine Verfügbarkeit von 90%, eine Leistung von 95% und eine Qualität von 98%. In diesem Fall würde der OEE-Wert der Anlage 83,8% betragen.

Berechnungsbeispiel OEE Formel

Durch die Multiplikation hängt der OEE von allen drei Faktoren ab. Das bedeutet: Auch wenn etwa Verfügbarkeit und Leistung gut sind, zieht ein schlechter Qualitätsfaktor den OEE insgesamt nach unten. Deshalb macht es Sinn, sich die Faktoren einzeln anzusehen, um den Problemursachen näherzukommen.

Schritt 1: Verfügbarkeitsfaktor berechnen

Deine Maschinenverfügbarkeit gibt Aufschluss darüber, wie lange auf der Anlage wirklich produziert wurde, während sie für die Produktion verplant war. Für die Berechnung benötigst Du daher die Planbelegungszeit sowie einen akkuraten Überblick über Deine Stillstände. Die Zeit, in der Deine Anlagen tatsächlich laufen, ist die Betriebszeit. Geplante Stillstände (z.B. Rüsten, Wartung) und ungeplante Stillstände (z.B. plötzliche Maschinenschäden mit ungeplanter Reparatur) summieren sich zu Verfügbarkeitsverlusten, reduzieren so die Verfügbarkeit der Anlage. 

Formel zur Berechnung des Verfügbarkeitsfaktors: Betriebszeit/Planbelegungszeit

Welche Stillstände sollten bei der OEE-Berechnung berücksichtigt werden?

Die Verfügbarkeit ist von der Anzahl und Länge der Stillstände abhängig. Dabei gibt es unterschiedliche Auffassungen, welche Stillstände für die Berechnung der Verfügbarkeit berücksichtigt werden.

Warum steht eine Anlage still? In vielen Fällen wird sie nicht für die Produktion geplant sein. Die Anlage ist zwar bereit und könnte produzieren, aber es gibt keinen Fertigungsauftrag, weil etwa nicht ausreichend Bestellungen vorliegen oder keine Werker:in für die Anlage eingeplant ist. Diese Gründe liegen außerhalb der Verantwortung der Betriebsmannschaft und sollten daher bei der OEE-Berechnung ausgeschlossen werden, da sonst die echten Probleme verdeckt werden.

Hinzu kommen geplante und nicht-geplante Stillstände. Geplante Stillstände sind Teil des Produktionsprozesses, wie z.B. Rüstvorgänge oder Materialwechsel. Bei einigen OEE-Berechnungen werden diese geplanten Stillstände nicht beachtet. Wir raten dringend dazu, dies zu tun: Oft lohnt sich ein detaillierter Blick und Vergleich der geplanten Stillstände, auch wenn sie nicht verhindert werden können. Häufig treten auf denselben Produkten unterschiedlich lange Rüstzeiten auf, was ein Hinweis auf Optimierungspotenzial sein kann.

Die nicht-geplanten Stillstände gehören dagegen unumstritten zu den Stillständen, die die Verfügbarkeit reduzieren. Dazu zählen etwa unerwartete Maschinenausfälle durch Schäden an der Anlage, ungeplante Wartung von Maschinenteilen zur Verhinderung von Schäden, Materialstau oder plötzlicher Werker:innen-Ausfall durch Krankheit. Aber ebenso kurze Ausfälle wie Toilettengänge und Pausen sind nicht-geplante Stillstände.

Hier kannst Du nachlesen, wie ENLYZE Stillstände automatisch erkennt und unterscheidet.

Wie kannst Du die Anlagenverfügbarkeit erhöhen?

Verschaffe Dir eine Übersicht über die häufigsten Stillstände. Idealerweise mithilfe einer Pareto-Analyse über Deine Stillstandsursachen. Fokussiere dich dabei zunächst auf einen der häufigsten Gründe, hier liegt vermutlich das größte Potenzial. Erarbeite Verbesserungsmaßnahmen und überwache den Fortschritt. 

Weitere Faktoren, die die Anlagenverfügbarkeit beeinflussen, sind unter anderem:

  •     Häufigkeit von Störungen und Ausfällen 

  •     Dauer von Wartungs- und Reparaturarbeiten 

  •     Qualität der Wartungs- und Reparaturarbeiten 

  •     Verfügbarkeit von Ersatzteilen 

  •     Qualifikation und Erfahrung des Personals

  •     Umgebungsbedingungen


In einem zweiten Schritt kannst Du versuchen, diese Faktoren zu optimieren, indem Du beispielsweise für kürzere Wartezeiten auf Ersatzteile sorgst.

Schritt 2: Leistungsfaktor berechnen

Etwas komplizierter ist die Berechnung des Leistungsfaktors. Die Leistung sagt aus, wie viel Produkt an der Maschine hergestellt wird in Relation dazu, wie viel hergestellt werden könnte. Der Leistungsfaktor gibt demnach an, wie weit entfernt von der maximalen Fertigungsgeschwindigkeit produziert wird und weist Leistungsverluste aus. Die maximale Fertigungsgeschwindigkeit wird dabei als Leistungsreferenz genutzt. Dabei ist es wichtig, die Leistungsreferenz produktbezogen zu hinterlegen und nicht alle Produkte auf der gleichen Anlage gegen die gleiche Leistungsreferenz zu messen. Das ist aus unserer Sicht unbedingt erforderlich, da nicht alle Produkte gleich schnell auf der Anlage gefertigt werden können. Eine ausführliche Erläuterung zum Thema Leistungsfaktor findest Du hier. 


Formel zur Berechnung des Leistungsfaktors: Produktionszeit mit max. Leistung/Tatsächliche Laufzeit


So legst Du den maximalen Durchsatz fest

Bei der traditionellen, manuellen Erfassung des OEE wird oft die Menge an hergestelltem Material pro Stunde gewogen, protokolliert und in regelmäßigen Abständen verglichen. Für die Leistungsreferenz werden in der Praxis gern die Typenschildkapazitäten des Anlagenherstellers genutzt, doch dieser ist eben gerade nicht produktbezogen.

Bei ENLYZE nutzen wir für die Leistungsbestimmung den Durchsatz aus den Maschinendaten. Die SPS sammelt kontinuierlich Geschwindigkeitsdaten, woraus der Durchsatz (Integral der Geschwindigkeit über die Zeit) berechnet werden kann. Diesen nutzen wir, um laufend die aktuelle Leistung anzuzeigen. Zudem wird darauf basierend die produktbezogene Leistungsreferenz ermittelt. Das passiert automatisch und basierend auf den historisch aufgezeichneten Fertigungsaufträgen des Produkts. Unser Algorithmus sucht hierbei den maximalen stabilen Durchsatz, welcher für jedes Produkt erreicht wurde – wir sprechen vom MDS (Maximum Demonstrated Speed) dieser wird dann als Leistungsreferenz hinterlegt.

Wir empfehlen, den maximalen Durchsatz nicht anhand von Typenschildkapazitäten, sondern durch genaue überprüfte produktbezogene maximale Fertigungsgeschwindigkeiten festzulegen. Nur so werden die realen Leistungsverluste in der OEE-Kennzahl abgebildet und nur so lassen sich die größten Stellhebel für Verbesserung identifizieren. 

Wie kannst Du die Leistung erhöhen?

Im Bereich der Leistungsverluste werden oft signifikante Produktionsmengen verloren. Aufgrund der schlechten Datengrundlage werden diese Verluste heute jedoch nicht sichtbar. Sobald die Leistung jedoch konstant überwacht wird, gibt es das böse Erwachen.

Die gute Nachricht ist, dass Du durch eine einfache Standardisierung und Kommunikation zu den bestmöglichen Einstellparametern für das jeweilige Produkt enorme Leistungssteigerungen erzielen kannst. 

Bei ENLYZE ist das durch unser digitales Einstelldatenblatt in Kombination mit unserem Werker Co-Pilot möglich.

Schritt 3: Qualitätsfaktor berechnen

Nun benötigst Du noch den dritten Faktor für die Berechnung Deiner Gesamtanlageneffektivität: den Qualitätsfaktor. Die Qualität eines Produkts gibt an, wie viel Endprodukt (=Gutmenge) nutzbar, also kein Ausschuss, ist. Der Qualitätsfaktor macht transparent, wie viel des gefertigten Produkts weiterverarbeitet bzw. an den Kunden verkauft werden kann. Hierzu wird die gefertigte Gutmenge mit der Gesamtmenge ins Verhältnis gesetzt. 


Formel zur Berechnung des Qualitätsfaktors: Gutmenge/Hergestellte Menge


Die Gesamtmenge entspricht dabei der Menge an Rohmaterial, die an der Anlage verarbeitet wurde. Man kann sie anhand der Maschinendaten einfach berechnen. Alternativ lässt sie sich manuell wiegen, entweder über die Menge an Rohmaterial oder anhand der Summe aus Gutmenge (Menge des Endprodukts) + Ausschuss.

Mehr Informationen zu dem Thema Qualität und Ausschuss haben wir in diesem Artikel gesammelt.

Wie kannst Du Ausschuss reduzieren?

Hier empfehlen wir ein ähnliches Vorgehen wie bei den Stillständen: Jeglicher Ausschuss sollte mit einem Grund hinterlegt werden. Eine Pareto-Analyse unterstützt Dich dabei, die Top-Gründe für Ausschuss zu identifizieren. Auch hier kannst Du in Folge eine kontinuierliche Verbesserung erzielen, wenn Du erst einmal Augenmerk auf die Top-Gründe legst und diese überwachst.

Schritt 4: OEE berechnen (Gesamtanlageneffektivität)

Nun hast Du die drei Faktoren Maschinenverfügbarkeit, Leistung und Qualität Deiner Produktion ermittelt. Möchtest Du den OEE mithilfe einer Formel manuell in Excel berechnen? Dann lade Dir hier unser kostenloses OEE Excel Template herunter. 

Das ist aufwendig, keine Frage, und bindet Ressourcen, die Du garantiert lieber anderswo einsetzen würdest. Hast Du schon einmal eine OEE-Software erwogen, die aus Deinen Maschinendaten automatisch den OEE berechnet? 

ENLYZE wurde speziell für die kontinuierliche Fertigung entwickelt. Prozessdaten werden automatisiert mit Aufträgen verknüpft und stellen Dir KPIs wie den OEE exakt und in Echtzeit zur Verfügung. 

Was ist ein guter OEE-Wert? Warum diese Frage falsch ist, und wie Du Dein Ergebnis auswertest

OEE Verlauf in OEE Software

Du fragst Dich, welche Gesamtanlageneffektivität Du eigentlich anstreben sollst? Tatsächlich lässt sich das nicht so einfach beantworten. Als guter OEE gilt ein Wert von ~80 Prozent, der sich auch bei unseren Kunden häufig bewahrheitet. Als durchschnittlich spricht man bei einem OEE-Wert von 60 bis 70 Prozent. Allerdings ist der OEE keine absolute Zahl, was in der Praxis leider oft missverstanden wird, nämlich dann, wenn die Kennzahl geschönt wird, um unrealistischen Zielvorgaben gerecht zu werden: Dann werden die Referenzwerte für Leistung und Verfügbarkeit zu gering gewählt und damit ein OEE-Wert von 100 Prozent oder mehr erreicht. 

Mach nicht den Fehler, die OEEs unterschiedlicher Anlagen oder gar Unternehmen miteinander zu vergleichen! Dafür sind Fertigungsprozesse und Anlagen in der Industrie einfach zu verschieden, hinzu kommen unterschiedliche Ansätze zur OEE-Berechnung. Solche Vergleiche machen für die OEE-Analyse wenig Sinn. Der errechnete OEE ergibt sich aus Deiner Fertigung und dient vor allem Dir selbst als Vergleichsgröße, mit dem Ziel, ihn im Verlauf der Zeit kontinuierlich zu steigern. 

Gemessen anhand von sinnvoll gewählten Indikatoren erhältst Du einen vertrauenswürdigen Index für die Produktivität in der Fertigung. Somit hilft Dir die OEE-Auswertung verlässlich dabei, Effizienzverluste oder andere Verlustquellen aufzudecken und Du kannst an den richtigen Stellschrauben drehen, um Deine Prozesse zu optimieren.

Entscheidend ist nicht die absolute Höhe der Gesamtanlageneffektivität (OEE), sondern ihre Entwicklung im Verlauf der Zeit. Ob sich der OEE verbessert, lässt sich an der Veränderung über die Zeit ablesen und ist in Prozentpunkten messbar. D.h. als Ziel sollte kein OEE Zielwert angegeben werden wie “Wir wollen 85% OEE erreichen!”, sondern wir wollen in den kommenden 6 Monaten den OEE um 5 Prozentpunkte im Vergleich zu heute steigern.

Ist ein OEE von 100% möglich?

Kurze Antwort: Ja, aber unwahrscheinlich. Und viele Unternehmen “tricksen” bei der Berechnung eines solchen OEE.

Wir von ENLYZE legen mehr Wert darauf, den korrekten OEE zu errechnen und darauf basierend realistische Verbesserungspotenziale aufzudecken. Eine solche Integration des OEE in Deine Produktion ermöglicht es, echte Probleme in der Fertigung zu erkennen und die Produktivität stetig auf ein betriebsspezifisches Maximum zu steuern.

Was bringt Dir der OEE für Lean Manufacturing?

Lean Manufacturing und die Gesamtanlageneffektivität (OEE) sind eng miteinander verbunden. Lean Manufacturing ist eine Methodik zur Effizienzsteigerung in der Produktion. Durch die Anwendung von Lean-Prinzipien können Unternehmen ihren OEE verbessern, indem sie Prozesse optimieren, Verschwendung reduzieren und die Effizienz der Anlagen steigern. Ein höherer OEE-Wert deutet darauf hin, dass die Produktionsanlagen effektiver genutzt werden, was zu einer Steigerung der Produktivität und Rentabilität führt.

Darüber hinaus schafft der OEE Transparenz im Lean Manufacturing, weil er die größten Probleme in der Fertigung und infolgedessen die bedeutendsten Potenziale für Verbesserungen priorisiert. Unternehmen können mithilfe des OEE ermitteln, an welcher Anlage die meisten Maschinenausfälle auftreten und welche Ursachen dafür verantwortlich sind. Auf diese Weise lassen sich Maßnahmen ergreifen, um die Ausfallrate zu reduzieren und so die Effizienz der Fertigung zu steigern.

Die Six Big Losses in Manufacturing

In der Produktion gibt es sechs große Verluste (Engl. Six Big Losses), die den OEE negativ beeinflussen. Um die Gesamtanlageneffektivität zu verbessern, gilt es, diese Verluste systematisch zu minimieren. Sie lassen sich sehr gut nach den drei Faktoren des OEE sortieren:

Übersicht über die Biggest Losses

Verfügbarkeit:

  1. Geplante Stillstände: Prozessbedingte Stillstände, wie z.B. Auf- oder Umrüstung, planmäßige Wartungsarbeiten etc.

  2. Ungeplante Stillstände: Anlagendefekte, Verstopfungen, Materialabrisse etc. 

Leistung:

  1. Kurze Stopps: Kurze Stopps (wenige Sekunden) sind für die Verfügbarkeit bei der kontinuierlichen Fertigung nicht relevant, da es sie durch die Trägheit der Prozesse nicht gibt und daher Stillstände immer den Verfügbarkeitsverlusten zugerechnet werden. 

  2. Verringerte Geschwindigkeiten: Die Anlage läuft langsamer, als sie sollte – typischer Leistungsabfall.

Qualität:

  1. Anfahrausschuss: Prozessbedingt entsteht beim Anfahren von Anlagen oft eine bestimmte Menge Ausschuss, bis die Anlage wirklich warm läuft.

  2. Laufender Ausschuss: Durch z.B. unvorhergesehene Prozessfehler entstehen Schäden am Produkt.

Du möchtest tiefer in das Thema eintauchen? Erfahre hier, wie Du mithilfe der Six Big Losses die größten Optimierungshebel auf dem Shopfloor findest. 

So implementierst Du den OEE in der Fertigung

Die Berechnung der Overall Equipment Effectiveness (OEE) ist eine komplexe Aufgabe, die zahlreiche Herausforderungen mit sich bringt. Zunächst werden die Daten, die für die Berechnung benötigt werden, zusammengetragen und aufbereitet. Dies ist oft zeitaufwändig und mühsam, gerade wenn Du es manuell durchführst, da die Daten häufig in unterschiedlichen Formaten und Systemen vorliegen.

Zudem hängt die Aussagekraft des OEE, einer wichtigen KPI für die Produktion, davon ab, wie detailliert die Daten erfasst werden. Wie stellst Du sicher, dass stets die tatsächlich zutreffenden Gründe für Ausfallzeiten (Stillstände) angegeben werden? Warum fährt etwa die Anlage aktuell langsamer als normal, und kann die Werker:in die korrekten Daten dafür identifizieren?

Für eine korrekte Ermittlung des OEE solltest Du einige Punkte beachten. Welche das sind, erfährst Du im folgenden Abschnitt. 

Es sollte eine gleichbleibende und einheitliche Datenerfassung gewährleistet werden.

Das kann traditionell und manuell erfolgen oder vollautomatisch über spezielle Systeme. 

Basierend auf den erfassten Daten werden regelmäßig der OEE sowie der Verfügbarkeits-, Leistungs- und Qualitätsfaktor berechnet.

Wichtig ist auch eine systematische Erfassung der Störgründe. Eine reine Kenntnis des OEE gibt noch keinen Anhaltspunkt dafür, wo man einen sinnvollen Hebel zur Verbesserung vorfindet. Um  Verbesserungsmaßnahmen ableiten zu können, ist eine Ursachenanalyse notwendig. Hierfür ist die Kenntnis über die Verlustgründe unabdingbar.

Des Weiteren sollte der OEE möglichst zeitnah und regelmäßig kommuniziert werden. 

Es macht keinen Sinn, dass der Fertigungsleiter jeden Freitag den OEE ausrechnet und in eine Excel einträgt, auf die nur er Zugriff hat.

→ Auch hier gilt: Je mehr Daten vorliegen, desto besser können Probleme analysiert werden. Werker:innen sollten Auffälligkeiten an der Anlage systematisch protokollieren, damit Zusammenhänge gefunden werden können. Wird der OEE vollautomatisch berechnet, können diese Wechselwirkungen anhand der gesammelten Maschinendaten analysiert werden.

Viel Erfolg bei der Implementierung eines OEE-Managements in Deinem Werk! Wenn Du mehr über ENLYZE erfahren möchtest, buche doch gleich ein kostenloses und unverbindliches Erstgespräch.


Werde zum OEE-Experte mit unserer OEE Reihe

Hier lernst Du, wie Du den OEE berechnest und langfristig verbesserst.

  1. Die Bedeutung der OEE Kennzahl

  2. So berechnest Du den OEE (+ Excel Vorlage)

  3. Besonderheiten für die OEE Berechnung für kontinuierliche Prozesse

  4. OEE Software auswählen: So vergleichst Du Anbieter

  5. ROI Berechnung für OEE Software

  6. Leistungsverluste: Warum fertigt die Maschine nicht immer mit der maximalen Geschwindigkeit?

  7. Wie Kategorien Maschinenstillstände beherrschbar machen

  8. Mithilfe der 6 Big Losses den Shopfloor optimieren

  9. OEE manuell erfassen - das ist wie Dart spielen im Dunkeln