Die OEE-Kennzahl – Versuche eine Beschreibung

Im Folgenden wird versucht eine genaue Definition der OEE-Kennzahl darzustellen.

 

Verfügbarkeit und Technische Verfügbarkeit

Die Verfügbarkeit kann definiert werden über die beiden Kennzahlen Gesamtnutzungsgrad und Technische Verfügbarkeit. Die Differenzierung beider Größen liegt in der Einbeziehung bzw. nicht Einbeziehung organisatorischen Störungen.

Der Gesamtnutzungsgrad und die Technische Verfügbarkeit sind die entscheidenden Kenngrößen zur objektiven Charakterisierung des Leistungsgrades von Produktionssystemen in einem definierten Betrachtungszeitraum. Diese Werte, die verschiedenen, teilweise unternehmensspezifischen Ausprägungen unterliegen, werden nachfolgend entsprechend dem Entwurf zur VDI–Richtlinie 3423 definiert.

 

 

 

Bild: Zeitmodell zur Definition von Verfügbarkeit und Technischer Verfügbarkeit

Die Technische Verfügbarkeit wir zwischen Kunde und Hersteller vielfach in Verträgen zur Festlegung des zu erfüllenden Leistungsvermögens von Anlagen oder Maschinen herangezogen. In der VDI–Richtlinie 3423 ist diese Kenngröße festgelegt als der prozentuale Anteil an der Belegungszeit, für den ein System ohne technische Mängel der Produktion zur Verfügung steht. Die mathematische Berechnung der Technischen Verfügbarkeit VT bzw. des identisch definierten Technischen Nutzungsgrades NT erfolgt entsprechend der Beziehung:

Technische Verfügbarkeit: VT = NT = 100% - (TT/TB*100%) = (1-TT/TB)*100%

Die zweite Kenngröße, die Verfügbarkeit, gibt den prozentualen Anteil der Nutzungszeit zur Belegungszeit an. Im Gegensatz zur Technischen Verfügbarkeit werden hier zusätzlich zu den technischen Ausfallzeiten auch organisatorische und wartungsbedingte Zeitintervalle betrachtet. Die Verfügarkeit gibt somit die Effektivität der Nutzung beim Kunden an, da er neben technischen zusätzlich noch umfeldbedingte Stillstandszeiten berücksichtigt.

Verfügbarkeit: V = TN/TB = (TB – TO – TT – TW)/TB *100% = (1 – (TO+TT+TW)/TB) * 100%

Die Verfügbarkeit wird in einigen Definitionen auch als Gesamtnutzungsgrad NG bezeichnet.

In der Fachwelt werden häufig der Begriff Mean Down Time (MDT) für die nicht produktiven Zeiten, d.h. Stillstandszeiten und der Begriff Mean Time Between Failure (MTBF) für die mittlere stillstandsfreie Laufzeit verwendet. Der Kennwert MDT ist ein arithmetischer Mittelwert aus den einzelnen Ausfallzeiten beim Auftreten einer Störung im Betrachtungszeitraum. Analog dazu ist der Kennwert MTBF der arithmetische Mittelwert der Zeitabstände zwischen dem Auftreten von Störungen im Betrachtungszeitraum.

Für den Faktor „Verfügbarkeit“ in der OEE-Kennzahl sollte der beim Anwender sollte die Verfügarkeit und nicht die Technische Verfügbarkeit verwendet werden, da nur die Verfügbarkeit auch die Verluste durch Wartungszeiten und organisatorische Störungen berücksichtigt.

Wird hingegen für den Faktor „Verfügbarkeit“ die Technische Verfügbarkeit VT benutzt, so ergibt sich der sogenannte NEE-Faktor, welcher eine rein technische Betrachtung der Anlage liefert.

 

Produktivität

Der Faktor Produktivität drückt aus, ob die Anlage mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit läuft, d.h. die maximale Menge an Teilen produziert. Grundsätzlich kommen hier folgende beiden Verluste zu tragen:

  • Reduzierte Geschwindigkeit der Anlage

  • Kurzstillstände welche zu verlängerten Taktzeiten führen, wie bspw., dass ein Teil beim ersten mal nicht richtig gegriffen wird und somit ein zweiter Greifvorgang notwendig ist.

Produktivität = Ist-Menge / Soll-Menge

In der diskreten Fertigung kann hierzu das Verhältnis von Ist-Stückzahl zu Soll-Stückzahl genutzt werden.

Die Festlegung der Soll-Menge kann in der praktischen Umsetzung entweder Anhand von Vorgaben des Anlagen-/Maschinenherstellers getroffen werden oder aus Erfahrungswerten indem die höchste erzielte Menge hierfür angesetzt wird.

Wichtig bei diesem Faktor ist, dass hier in der Regel (außer bei der Massenfertigung eines Teiles) immer ein Bezug zum Auftrag bzw. zum zu fertigenden Teil gegeben ist. Dies liegt darin begründet, dass unterschiedliche Teile in der Regel differenzierte Soll-Bearbeitungszeiten haben.

 

Qualität

Der Faktor Qualität gibt an, welcher Anteil der Teile in der gewünschten Qualität im Verhältnis zur Gesamtzahl der gefertigten Teile hergestellt werden.

Qualität = Gut-Menge / Gesamt-Menge

Analog zur Produktivität kann hierbei in der diskreten Fertigung die Anzahl der Gutteile ins Verhältnis zur Gesamtanzahl der produzierten Teile gesetzt werden. Die Gut-Stückzahl ist durch nachfolgend dargestellten Ansatz ermittelbar:

Gut-Teile = Gesamtanzahl produzierter Teile - Anzahl Ausschussteile - Anzahl Teile mit Nacharbeit

Bei dem Faktor Qualität ist zu beachten, dass Qualitätsprobleme an einer Maschine / Anlage nicht unbedingt durch diese selbst verursacht werden, sondern durch Qualitätsproblemen bei Zulieferteilen von Fremdfirmen oder durch in vorangegangen Prozess-Schritten mangelhaft produzierte Teile. Dies ist bei der Analyse der OEE-Kennzahl zu berücksichtigen.

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