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Wie der OEE Nachhaltigkeit treibt und Ihre Ressourcen schont

Julius Scheuber

Julius Scheuber

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22.03.2023

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Minuten Lesezeit

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Das produzierende Gewerbe steht vor großen Herausforderungen, nicht nur durch aktuell steigende Rohstoff- und Energiepreise, sondern auch durch höhere (Kunden-)Anforderungen und einem generellen Strukturwandel hin zu mehr Nachhaltigkeit.

Diesen Problemen begegnen unsere Kunden mit einer OEE-Ermittlung basierend auf Maschinendaten. Durch den Wegfall der manuellen Buchungen sind die Daten zu 100% verlässlich. So wissen sie immer genau, wo es hakt, und können so mehr mit weniger produzieren.

Warum OEE, warum jetzt?

Wollen Sie verstehen, warum namhafte Hersteller wie Schüco, hochtechnologische Biotech-Unternehmen wie CO.DON und 25+ weitere mittlere bis große Unternehmen wie Storopack, Bischof+Klein, Duoplast und Gascogne so viel Wert auf einen automatischen OEE setzen?

Der Wettbewerbsvorteil: Datenbasierte Erkenntnisse statt Bauchgefühl

Oft werden Informationen über Fertigungsprozesse nur händisch erfasst, manche Unternehmen verlassen sich sogar nur aufs Bauchgefühl. Eine OEE-Erfassung dagegen hilft, Baustellen in der Fertigung genauer und schneller zu identifizieren.

  • Ist der Ausschuss für ein Produkt höher als normal?

  • Warum sind die Stillstände an Anlage 3 so hoch?

  • Warum läuft der aktuelle Auftrag so instabil?

Was Sie von uns lernen können

Werden Sie mit dieser Reihe zu OEE-Expert:innen. Erfahren Sie, wie der OEE für den Aufbau einer Digitalisierungsstrategie genutzt werden kann.

In dieser Contentreihe bestehend aus 8 Artikeln zeigen wir Ihnen, wie Sie den OEE nutzen können, um Kosten zu sparen, nachhaltiger zu werden und einfach mehr mit weniger produzieren. Dazu fangen wir heute mit den Grundlagen an und klären, was der OEE überhaupt ist. Sie finden eine Übersicht der Contentreihe immer zu Beginn und Ende jedes Artikels:

Übersicht der OEE-Reihe:

  1. Wie der OEE Nachhaltigkeit treibt und Ihre Ressourcen schont

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

  3. Mithilfe der 6 Big Losses die größten Optimierungshebel für den Shopfloor finden

  4. Dank Maschinendaten keinen Stillstand mehr verpassen

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

  6. Effektive Ausschusserfassung in der Produktion: Wie Sie Schrott reduzieren und Kosten sparen

  7. Wie kann Digitalisierung auf dem Shopfloor erfolgreich umgesetzt werden?

  8. ROI-Berechnung für OEE-Software


Aber jetzt, ohne weiter Zeit zu verlieren: Los gehts! 

Was ist überhaupt der OEE?

Der OEE ist eine Kennzahl, welcher die Effektivität von Produktionsanlagen misst. Er setzt sich aus den drei Schlüsselfaktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zusammen.

Für den OEE wird nur der Zeitbereich betrachtet, welcher auch wirklich für die Produktion eingeplant bzw. vorgesehen ist - auch bezeichnet als potentielle Produktionszeit, siehe Abbildung oben.

Schauen wir uns die drei Schlüsselfaktoren doch einmal genauer an.

Verfügbarkeitsfaktor

Der Verfügbarkeitsfaktor setzt die tatsächliche Produktionszeit mit der potentiell möglichen Produktionszeit ins Verhältnis. Er drückt somit aus, wie viel Prozent der Zeit die Maschine tatsächlich produziert.

Der Verfügbarkeitsfaktor wird kleiner, je mehr geplante und ungeplante Stillstände die Produktion aufhalten. Die Differenz zwischen tatsächlicher und potenzieller Produktionszeit entspricht also genau der Dauer der Stillstände.

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor setzt die tatsächliche Produktionsmenge mit der theoretisch maximalen Produktionsmenge ins Verhältnis. Dieses theoretische Maximum entspricht dabei der Menge, die während der tatsächlichen Produktionszeit mit maximaler Geschwindigkeit gefertigt hätte werden können.

Die Ermittlung dieser maximalen Fertigungsgeschwindigkeit ist nicht immer ganz einfach. Wir gehen auf dieses Thema im Artikel zur Leistungserfassung detaillierter ein.

Der Leistungsfaktor sinkt, wenn die Maschine nicht mit maximaler Geschwindigkeit fertigt.

Qualitätsfaktor

Der Qualitätsfaktor setzt die Gut-Menge ins Verhältnis mit der tatsächlichen Produktionsmenge. Für die Gut-Menge wird dabei nur das sog. first-pass-yield, zu deutsch Erstausbeute, berücksichtigt. Das ist der Teil einer Charge, der nicht mehr nachbearbeitet werden muss.

Die Differenz zwischen Gut-Menge und der tatsächlichen Produktionsmenge entspricht somit dem Ausschuss.

Berechnung der OEE:

Wenn die drei Schlüsselfaktoren sauber erfasst wurden, ist die Berechnung der OEE nun ein leichtes. Hierzu werden die Schlüsselfaktoren einfach miteinander multipliziert:

Die Schlüsselfaktoren und der OEE werden dabei immer als Prozentzahlen zwischen 0 und 100% angegeben.

Von sehr guten OEE-Werte spricht man in der Industrie bereits zwischen 70-80%. Es macht aber wenig Sinn, verschiedene Prozesse miteinander oder seinen eigenen OEE mit der Konkurrenz zu vergleichen. Vergleiche sind nur dann sinnvoll, wenn es sich um ähnliche Anlagen bzw. Prozesse und vergleichbare Produktportfolios handelt. 

Zudem sind kurze Betrachtungszeiträume z.B. auf Stunden-, Tages- oder Schichtbasis zu vermeiden. In diesen kurzen Zeiträumen erhalten Produktionsspitzen oder Ausfälle eine zu hohe Gewichtung und verzerren so den OEE. Längere Betrachtungszeiträume auf Wochen-, Monats- oder Quartalsbasis sorgen für einen glättenden Ausgleich und bilden eine aussagekräftigere Datenbasis. 

Der OEE sollte auch nicht isoliert betrachtet werden, denn nur im Zusammenspiel mit seinen Schlüsselfaktoren Qualität, Leistung und Verfügbarkeit können konkrete Optimierungspotenziale und Ursachen ermittelt werden. Auf die Themen Vergleichbarkeit und Zielsetzung mithilfe des OEE wird in den anderen Artikeln auch detaillierter eingegangen ;)

Effektivität, Effizienz, Produktivität?

Der OEE misst die Effektivität ihrer Fertigung. Oft wird der OEE jedoch auch als Produktivitäts- oder Effizienzkennzahl bezeichnet. Um Missverständnissen vorzubeugen, gehen wir auf die Begriffe Effektivität, Effizienz und Produktivität näher ein.

Effizienz

Die Effizienz betrachtet die Eingangsgrößen (Input-Seite) eines Prozesses.

Die Effizienz beschreibt die Menge der eingesetzten Ressourcen, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen, und betrachtet, wie effizient diese eingesetzt werden. Ressourcen sind dabei z.B. Zeit, Geld, Rohmaterial, Energie etc.

Das heißt: wenn die gleiche Tagesproduktion, also gleichbleibender Output, mit weniger Energie, weniger Werkern und/oder weniger Rohmaterial erreicht wird, dann wird effizienter gearbeitet.

Effektivität

Die Effektivität betrachtet die Output-Seite, also die Ausgangsgrößen, des Prozesses. Die Effektivität beschreibt das Verhältnis zwischen theoretischen und tatsächlichen Output, also zwischen dem, was ein Prozess hätte produzieren können (theoretischer Output) und was wirklich produziert wurde (tatsächlicher Output).

Die Effektivität sagt jedoch nichts über die Effizienz aus, d. h. über die Menge an Ressourcen, die eingesetzt werden muss, um diesen Output zu erzielen.

Das heißt: wenn auf der Anlage die Tagesproduktion gesteigert wird, die notwendige spezifische Energie für jedes Kilogramm dadurch jedoch zunimmt, dann wird die Effektivität bei abnehmender Effizienz gesteigert.

Produktivität

Produktivität ist die Kombination von Effizienz und Effektivität. Die Produktivität wird ermittelt, indem die erzielte Produktion (Effektivität) dem dafür nötigen Aufwand (Effizienz) gegenübergestellt wird.

Mit anderen Worten: Wenn mit weniger Input mehr produziert wird, steigt die Produktivität.

Warum ist der Einsatz des OEE sinnvoll?

Der große Vorteil der OEE-Kennzahl ist, dass alle relevanten Bereiche einer Fertigung - Verfügbarkeit, Leistung, Qualität - in einer einzigen Kennzahl gebündelt werden.

Somit kann der Status der gesamten Produktion blitzschnell erfasst werden. 

Zudem eignet sich der OEE sehr gut, um Zielvorgaben für die  Produktion zu definieren. Der Vorteil: Es wird ein klar messbares Ziel vorgegeben, ohne sich auf konkrete Lösungsvorschläge einzuschränken. Außerdem kann eine Verbesserung in einem Bereich nicht auf Kosten eines anderen Bereichs erfolgen, da der OEE allumfassend ist.

Wird beispielsweise eine OEE Steigerung von 5% für das kommende Jahr vorgegeben, ist dabei egal, ob dieses Ziel durch gesteigerte Leistung, geringeren Ausschuss oder weniger Stillstände ermöglicht wird. Die konkreten Maßnahmen bleiben dem  Shopfloor überlassen, die oftmals deutlich besser die Stellhebel für Optimierungen kennen. Gleichzeitig kann eine Verbesserung der Leistung nicht ohne Rücksicht auf die Ausschussquoten oder den Verschleiß und damit erhöhte Stillstände der Maschine erreicht werden, da diese ebenfalls den OEE beeinflussen.

Key Takeaways 

🗝  Der OEE ist eine Kennzahl für Effektivität von Produktionsanlagen 

📊  Stellgrößen des OEE sind Verfügbarkeit (Stillstände),   Leistung (Fertigungsgeschwindigkeit) und Qualität (Ausschuss)

 📍 Der OEE ist eine ideale KPI, da er alle relevanten Bereiche der Fertigung in einer Kennzahl zusammenfasst und sich dadurch gut für Zielvorgaben eignet

In diesem ersten Teil haben Sie eine solide theoretische Grundlage über den OEE als Kennzahl aufgebaut. Im weiteren Verlauf lernen Sie, welche Daten für die OEE Berechnung erforderlich sind, wie der OEE automatisiert basierend auf Maschinendaten ermittelt werden kann und wie man mithilfe des OEEs eine valide Digitalisierungsstrategie formen kann.