赵军强 邱德发

陕西法士特汽车传动集团有限责任公司咸阳精密机械分公司

设备综合效率OEE的分析与改善

赵军强 邱德发

陕西法士特汽车传动集团有限责任公司咸阳精密机械分公司

随着市场竞争的日趋激烈，劳动力成本的上升和我国生产技术革新步伐的加快，国内很多企业已经开始由劳动力密集型向技术密集型或资本密集型转化，这一转化的特点之一就是对设备投资的比重增加，设备正在朝着高效率，集成化、自动化和无人化的状态发展，企业对于设备应用的依赖程度越来越高，对操作者设备操作和维护的技能要求越来越高，设备的稳定性越来越重要。在现在的制造业中，看似良好运作的生产车间实际上并没有以最好的状态进行工作，设备和操作人员的价值存在很大的改善空间，这无形中为企业带来了巨大的损失，为了解决这一问题，国际制造业提出了综合设备效率(OEE)的概念。

设备管理;设备综合效率;时间利用率;合格品率

设备综合效率(Overall Equipment Effectiveness，简称OEE)是设备的生产产品的能力，它是时间利用率、设备性能率、合格品率的乘积，其本质就是实际生产合格产品所用的时间与负荷时间的比值。OEE是一种衡量设备总体性能的手段，不仅考察设备在时间上的利用情况，也考察由于操作和工艺造成的性能降低和合格品率的问题，提示时间去哪了，如何向时间要效益，解决企业重点设备综合效率偏低等问题，达到向时间要效益和降低生产成本的目的。

1 OEE的时间分析

许多进行OEE分析与改善的企业对时间的计算并不准确，概念不是很清楚，为此，通过图1对OEE所涉及的时间进行分析和归纳后，可一目了然，也便于计算和分析。

1.1 日历总时间

图1中的日历总时间，是指“从一个标准时间点，到另一个标准时间点所经过的时间”，例如，1月有31天，每天有24小时，日历总时间是由正常出勤时间和节假日两部分组成。

节假日时间是指根据各国、各民族的风俗习惯或纪念要求，由国家法律统一规定的用以进行庆祝及度假的休息时间。节假日时间仍出勤上班的时间应该计入出勤时间，具体的统计时间应和实际相符。

1.2 正常出勤时间

正常出勤时间是由可操作时间(计算理论班产时间)和计划性维护和用餐时间两部分组成。正常出勤时间要分两部分理解，即人的出勤时间和设备的出勤时间。例如：员工2班倒，员工每天正常出勤8小时，但对于设备的出勤则是16小时。计划性维修和用餐时间指的是：班前班后15分钟设备点检和清扫时间，班中1小时吃饭时间，以及设备周末保养和月底保养时间，设备二级保养，设备大项修等计划性的停机时间。

1.3 可操作时间

可操作时间(计算理论班产时间)是由负荷时间和待料、待人、无动力时间两部分组成。待料、待人、无动力时间属于计划外和无负荷停机的时间范畴。这里用可操作总时间和日历总时间相比较，发现日历总时间减去公司有计划性的停机时间就是可操作时间，所以说可操作时间可以用来计算理论班产时间。

待料、待人、无动力导致的停机时间是指非计划性的，公司有生产计划和需求，但是由于突发异常导致的待料、待人和无动力导致的停机时间，这样的停机情况是异常的，需要分析改善。

1.4 负荷时间

负荷时间是由利用时间(运转时间)和故障停机、调整时间两部分组成。故障停机、调整的停机时间应包括以下几种异常情况所引起的停机时间：

a、故障：未预料到的设备故障停机(维修纪录)；

b、切换：从换产开始(上一种产品生产结束)到下一种产品按要求生产出来(生产操作纪录)。

c、调整：频繁的检测、调节、清理等以降低问题(例：质量缺陷)的发生；

d、启动：设备恢复后，重新开始生产至达到要求所经历的时间(生产操作纪录)。

e、停机：从正常生产至设备完全停止所经历的时间，例如：热处理设备停机。

1.5 利用时间

利用时间(运转时间)由净利用时间和速度损失、小停机、空转时间两部分组成。速度损失是指设备实际运行操作速度低于该品种生产时的标准设计速度所引起的时间损失，速度损失=加工数×(实际CT-理论CT )；小停机是指未预料或未统计出的设备停机(喝水、上厕所、上道工序和下道工序衔接不好)时间，小停机=利用时间-加工数×实际CT；空转时间是指理论CT与刀具加工时间(即设备切削等对工件加工的时间)的时间差，即辅助时间，包括人的动作，测量，通过人机协作统计，工艺改进，标准作业研究人的动作可以减少空转。

图1 OEE的时间分析

1.6 净利用时间

净利用时间由价值时间和废品时间两部分组成。

净利用时间=利用时间-速度损失-小停机-空转时间=利用时间-加工数×(实际CT-理论CT )-(利用时间-加工数×实际CT)=利用时间-加工数×实际CT+加工数×理论CT –利用时间+加工数×实际CT=加工数×理论CT。

价值时间=合格品数×理论CT。

1.7 理论班产量和实际班产量的关系

理论班产量核定定义是：理论班产量是指在各种条件最优化时，忽略各种操作误差、损耗所得出的产量。而实际班产量只能无限接近理论班产量，但绝不会高于理论班产量。需要注意的是，有些不确定的损耗时间，如工作期间喝水、如厕等，都要包含到理论班产量的总时间内。

理论Cycle Time ： 设备制造公司提示的或者设备设置后最佳的状态下单位产品的生产所需要的时间(更新改造后的设备按当前状态计算)。实际Cycle Time ： 作业环境和限制条件等发生影响后实际开动时得到的结果上平均使用的开动速度。这里需要注意的是有些设备是单件工件进行生产，此时CT指单件的加工周期时间，有些设备则是两件或多件工件同时进行生产，则CT指一批的加工周期时间。

1.8 合格品率

合格品率=价值时间/净利用时间=(合格品数×实际CT)/(生产品数×实际CT)=合格品数/生产品数。

上边的这个计算公式大家可能比较容易理解，但是这里有个情况必须进行说明，如果一台设备只生产一种产品，那么实际CT只有一种，所以合格品率=合格品数/生产品数，但是如果一台设备生产两种或更多的产品，则合格品率=(A产品合格品数×A产品实际CT+ B产品合格品数×B产品实际CT+……)/(A产品生产品数×A产品实际CT+ B产品生产品数×B产品实际CT+……)≠合格品总数/生产品总数。所以在设备综合效率的统计分析过程中，真正的合格品率=价值时间/净利用时间，在单台设备，单一品种生产情况下，可以用合格品率来直接使用。在其他情况下，我们用“合格品率”来统一代表“价值时间/净利用时间”。

2 OEE的数据收集和计算

OEE数据收集是提高设备综合效率最关键的一步，但许多企业流于形式或数据不够准确等原因，使计算出的OEE对实际工作并无任何指导意义，改善更是无从谈起。选择OEE数据收集的设备，一般是企业中瓶颈设备或关键过程设备。操作工每班都要收集和记录数据，班组长和管理人员每天要审核数据的准确性。主要包括：设备故障，换产、调整，启动停机，速度损失、小停机，空转，质量缺陷损失等设备的6大损失时间。

OEE=时间利用率×设备性能率×合格品率=(利用时间/负荷时间)×净利用时间/利用时间)×(价值时间/净利用时间)=价值时间/负荷时间=合格品数×理论节拍/负荷时间。

(1)时间利用率=利用时间/负荷时间，反映的是设备的时间利用情况，度量了设备的故障、调整等项停机损失。

(2)设备性能率=净利用时间/利用时间，反映了设备的性能发挥情况、度量了设备的短暂停机、空转、速度降低等性能损失。

(3)合格品率=价值时间/净利用时间=(合格品数×实际节拍)/(生产品数×实际节拍)=合格品数/生产品数，反映了设备的有效工作情况，度量了设备的加工废品、不良修正和利用率损失。

国内有些企业获得的理论节拍不准确的原因，大多是因为设备生产厂家提示的或设备设置在最佳状态下的生产单位产品所需要的时间。但如果该设备经过技术改造，则应按改造后的新节拍确定，否则会出现设备性能率大于100%的情况。下面用一个例子详细说明OEE的计算问题。

某企业每班8小时，午休时间为20分钟，用餐时间为40分钟，开会时间5分钟，换切削液的时间为10分钟，故障停机时间为35分钟，理论节拍为70秒(1.17分钟)，每班结束生产了250个零件，其中有 6个不合格 (2个在线返修，3个离线返修，1个报废)，那么计算出的OEE指标分别是：

时间利用率=(8×60-20-40-5-10-35)/(8×60-20-40-5)=370/415 =89.2%

设备性能率=(1.17×250)/370=79%

合格品率=(250-6)/250=97.6%

OEE=89.2%×79%×97.6%=68.8%

如不进行分析改善也可以直接计算OEE=(250-6)×1.17/415 =68.8%

3 OEE的分析和改善

单台设备OEE值已统计并计算出来，也仅从整体上衡量了相关指标情况。为了便于分析研究和提高效率，有必要将其中的3大绩效指标统计出来。例如，时间利用率的改善主要是做成饼图分析原因并有针对性地加强对设备故障的管理，通过各种措施缩短快速换产以及启动损失时间。设备性能率主要是将速度损失、小停机和空转损失等做成饼图来分析原因并进行改善。合格品率主要是分析合格品利用的时间，缺陷的损失时间。同样，做成饼图也是为了分析原因，并有针对性的进行改善。

将设备故障，换产、调整，启动停机，速度损失、小停机，空转，质量缺陷损失等设备的6大损失做成负荷饼图后，可分析出相关损失占设备OEE指标的影响程度，此乃狭义上的OEE损失。广义OEE的设备利用率=负荷时间/日历时间，产能利用率(TEEP)=设备利用率×OEE。同样需要做成饼图，找出影响设备利用率的因素并进行改善。

OEE要应用在一台机器上(视一条生产线为一台机器也可)而不能应用在整个生产车间或全厂上，这样才有意义。设备的OEE统计分析主要是针对关键设备或瓶颈设备进行，提升其设备生产效率，精益生产线必须考虑生产线的平衡率(整体负荷时间一致)，分析整条生产线的OEE指标意义在于，通过改善提高其中设备OEE指标较低的设备来提高整条生产线的生产能力，能够从整体指标上衡量我们工作的成效。单台设备的OEE值统计出来了，有时候我们不得不对精益生产单元线进行考量，此时可以将一条生产线看成一台设备，抓住瓶颈设备，瓶颈时间=耗时最长的工位所需作业时间，统计时只需要考虑其他设备对瓶颈设备影响程度来统计瓶颈设备的基础数据，例如：某条单元线共计4台设备，A设备为01工序，B设备和C设备为02工序，D设备为03工序，D设备为瓶颈设备，如果A设备的停机时间为2小时，则D设备停机为2小时，如果B设备停机2小时，则D设备的影响时间为1小时。单元线的OEE基础数据统计主要看对瓶颈设备的影响程度来决定，着重统计瓶颈设备的OEE。

4 结语

OEE的计算方法比较简单，之所以用比较复杂的公式分别进行计算，主要是为了便于分析问题，从而分析出设备的6大损失，并采取相应的应对措施进行改善。设备综合效率OEE涉及到了设备最终的产品品质环节，从考核方法上要比国内企业广泛使用的设备完好率、设备利用率等指标科学的多。但是，如何在生产中更加充分地利用OEE这一量化指标来解决产能和持续改进等问题，则是企业所面临的一个重要课题，也是能否达到增加设备的有效利用，提高生产能力，降低生产成本等目标的关键，还需要不断地进行科学探讨和逐步完善。