Mit visuellen und auditiven Hinweisen kann ein erfahrener Fertigungsmanager oft erkennen, wann eine Fabrik gut läuft. Schweigen bedeutet keine Produktion. Keine Arbeiter anwesend, keine Produktion. Es ist eine informelle und sehr subjektive Form der Maschinenüberwachung mit „Daten“, die durch „Verwalten durch Herumlaufen“ (MBWA) gewonnen werden.)

Die Praxis hat viel zu empfehlen, aber es reicht nicht aus, um den Output zu maximieren und die Kosten zu minimieren: Das erfordert echte Messungen. Die meisten Fabriken verwenden hierfür eine Kombination aus Effizienz, Auslastung und Produktivität. In den letzten Jahren haben viele OEE zu diesem Mix hinzugefügt. Aber was messen diese Metriken? Werden sie genaues Feedback geben? Sind diese Metriken die am besten geeigneten Messungen?

MESSUNG DER FERTIGUNGSLEISTUNG

MRP-Systeme planen Produktion, Effizienz und Log-Output. Manufacturing Execution Systems (MES) organisieren und verfolgen die Arbeit, während sie sich durch die Fabrik bewegt. Beide liefern Daten darüber, was wann produziert wurde, sind aber nur begrenzt hilfreich bei der Kontrolle der Kosten und der Maximierung der Produktion aus einem festen Satz von Ressourcen.

Hier setzen Effizienz-, Nutzungs- und Produktivitätsmaßnahmen an.

Effizienz ist ein Verhältnis von Input zu Output. Ein effizienter Prozess wandelt den größten Teil des Inputs in Output um, einer, der ineffizient ist, verschwendet einen höheren Anteil. Einige Prozesse sind jedoch inhärent ineffizient. Bei der Bearbeitung einer Luft- und Raumfahrthalterung wird der größte Teil des Metalls weggeschnitten und verschwendet. Ist das effizient? Vielleicht wäre der 3D-Druck effizienter, auch wenn er länger dauert und mehr Verarbeitungsschritte erfordert.

Kurz gesagt, Effizienz als Maßstab kann mehrdeutig und sogar irreführend sein.

Wie wäre es mit der Nutzung? Dies ist ein Maß für die Ressourcenaktivierung. Eine Presse, die Metallteile ausstanzt, wird verwendet. Einer, der auf Reparatur wartet, ist es nicht. Aber ist eine geringe Auslastung notwendigerweise negativ? Eine Presse, die Teil einer Fertigungszelle ist, arbeitet möglicherweise nur einmal pro Minute, da dies die Taktzeit vorschreibt. Die Pressenauslastung ist gering, obwohl die Zelle effizient läuft.

Die Produktivität wird dadurch bestimmt, wie viel pro Inputeinheit produziert wird. Meistens wird es in Bezug auf die Arbeitsproduktivität ausgedrückt: Wie viele Arbeitsstunden zum Beispiel benötigt werden, um ein Auto zu montieren. Weniger Stunden pro Fahrzeug bedeuten geringere Kosten.

Das mag vor der weit verbreiteten Automatisierung der Fall gewesen sein, aber die Maßnahme hat heute weniger Wert. In hochautomatisierten Fabriken sind nur sehr wenige Menschen direkt an der Herstellung beteiligt, und der Beitrag der direkten Arbeit zu den Gesamtkosten ist gering.

EINE BESSERE BERECHNUNG DER FERTIGUNGSLEISTUNG?

In den letzten 25 Jahren haben viele Hersteller auf der Suche nach einer besseren Methode zur Messung der Fabrikleistung die Gesamtanlageneffektivität (OEE) übernommen OEE ist ein Prozentsatz, der durch Multiplikation der Verfügbarkeit mit der Leistungsrate und der Qualitätsrate ermittelt wird. Um den Wert von OEE zu verstehen, ist es notwendig, in diese Begriffe zu bohren.

• Verfügbarkeit – Dies ist der Prozentsatz der Gesamtzeit, die eine Maschine ausgeführt werden könnte. (Es gibt 168 Stunden in einer Woche, also benutze das als Nenner.) Es beinhaltet set-up stunden und zeit, wenn es ist nicht verfügbar aufgrund zusammenbruch. Hinweis: Wie sich dies von der Auslastung unterscheidet, die nur misst, ob die Maschine läuft.
• Leistungsrate – Dies ist die tatsächliche Leistung, die erreicht wird, als Prozentsatz dessen, wozu die Maschine oder der Prozess in der Lage ist. Es berücksichtigt reduzierte Laufgeschwindigkeiten, um die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen oder den Ausschuss sowie die Mikrostillstände, die einige Vorgänge plagen, zu reduzieren.
• Qualitätsrate – Dies ist der Prozentsatz des verkaufsfähigen Produkts, das aus dem Prozess kommt, verglichen mit der Gesamtleistung. Es berücksichtigt Ausschuss aufgrund von Prozess- und Materialschwankungen sowie Start- und Stillstandsverluste.

OEE-WERT UND EINSCHRÄNKUNGEN

OEE zeigt Verbesserungsmöglichkeiten auf. Es hilft Managern zu erkennen, worauf sie sich konzentrieren und was sie übersehen sollten. Wenn die Einrichtung einer Maschine oder Linie lange dauert, kann sich dies in allen drei Faktoren widerspiegeln. Wenn der Prozess nicht in der Lage ist, die erforderlichen Toleranzen einzuhalten, zeigt sich dies in der Qualitätsrate. Ebenso verringern Mikrostillstände die Leistungsrate und eine schlechte Zuverlässigkeit tritt bei der Verfügbarkeit auf.

OEE weist zwei wesentliche Mängel auf. Es misst nicht die Produktivität und erfordert, wie bei jeder anderen Maßnahme, genaue Daten.

Adressierung der Produktivität Zuerst kann die Verfügbarkeitskomponente durch Hinzufügen von Arbeitskräften erhöht werden. Wie bei einem Boxenstopp für Rennwagen könnten mehr Personen die Rüstzeit verkürzen. In gleicher Weise kann es möglich sein, die Auswirkungen von Mikrostillständen zu verringern, indem Arbeiter an den Problemstellen stationiert werden. Die Qualitätsrate könnte möglicherweise durch Inspektion eingehender Komponenten oder Materialien vor dem Eintritt in den Prozess angegangen werden. Solche Maßnahmen könnten die OEE verbessern, jedoch auf Kosten der Produktivität. Fazit: OEE allein reicht nicht aus, um den Fabrikbetrieb zu steuern.

Ungenaue Daten sind ein Problem bei allen Leistungskennzahlen. In Fabriken ohne automatisierte Maschinenüberwachung stammen die Daten aus der manuellen Eingabe, möglicherweise kombiniert mit einer MES-Verfolgung, wann Jobs gestartet und beendet wurden.

In einer geschäftigen Fabrik können Vorgesetzte leicht vergessen, jeden Stillstand und Vorfall zu protokollieren, insbesondere solche mit geringen Auswirkungen. (Wenn sie jedoch häufig wiederkehren, stellen sie einen chronischen Verlust dar.) Die manuelle Dateneingabe ist ebenfalls subjektiv und birgt das Risiko einer bewussten oder unbewussten Verzerrung. Und wie allgemein bekannt ist, führen unzuverlässige Daten zu unzuverlässigen Leistungskennzahlen.

LÖSUNG DES DATENPROBLEMS

Genaue Fertigungsdaten darüber, was jede Maschine in einer Fabrik während der Schicht und des Tages tut, erfordern eine Maschinenüberwachungslösung. Historisch gesehen war dies teuer und schwierig. Heute machen es kostengünstige Sensoren und eine Reihe von Kommunikationstechnologien (MTConnect, OPC UA, Ethernet) kostengünstig und relativ einfach.

Zwei Begriffe, die mit Maschinenüberwachung verbunden sind, sind das industrielle Internet der Dinge (IIoT) und Industrie 4.0. Obwohl sie nicht identisch sind, überschneiden sie sich und beide beziehen sich auf die Erfassung hochgranularer Daten über Fabrik- und Maschinenaktivitäten zu jedem Zeitpunkt. Wie diese Diskussion über Fabrikleistungsmethoden gezeigt hat, werden Hersteller, die Maschinenüberwachungstechnologie implementieren, durch die Erfassung genauer Daten ihre Fähigkeit zur Messung und damit zur Verbesserung des Fabrikbetriebs verbessern.