Was ist GAE (OEE)?

OEE ist ein Maß zur Ermittlung der Auslastung von Maschinen. Die Kennzahl kann auf mehreren Ebenen berechnet werden: für einzelne Maschinen und Anlagen, für Produktionsschichten, auf allgemeiner Ebene sowie für ganzes Unternehmen.

Wozu wird die GAE ermittelt? Ein Produktionsunternehmen, das große Aufträge abwickelt, möchte selbstverständlich eine maximale Wertschöpfung erzielen. Theoretisch können Maschinen und Anlagen rund um die Uhr 7 Tage die Woche mit einem optimalen Tempo arbeiten. In Wirklichkeit gibt es eine Reihe von Faktoren, die sich auf die Wertschöpfung auswirken können.  Zum Beispiel Mikroausfälle, Umrüstungen, Störungen und sonstige Faktoren, die die Maschinenverfügbarkeit bedeutend beeinflussen können.

Wie ermitteln wird die GAE? Die Gesamtanlageneffektivität wird meistens mit der Produktionsmenge assoziiert, die eine bestimmte Maschine in einer Minute, einer Stunde oder innerhalb einer Schicht herstellen kann. Unter diesem Begriff versteckt sich aber mehr. Neben dem Leistungsfaktor sind ebenfalls Verfügbarkeit und Qualität zu berücksichtigen.

  • Leistungsfaktor – ist ein Vergleich zwischen der tatsächlichen Produktion und der Stückzeit, die gemäß der Verfahrenstechnik produziert werden soll.
  • Verfügbarkeitsfaktor – vergleicht die Zeit, in der die Maschine in der Produktion eingesetzt war mit der geplanten Einsatzzeit.
  • Qualitätsfaktor – ist der Vergleich zwischen der Menge an guten (die Qualitätsnorm erfüllenden Produkten) und der Gesamtmenge an hergestellten Produkten.

Erst nachdem wir die Leistung, Verfügbarkeit und Qualität mit Hundert multiplizieren, bekommen wir die prozentual erfasste Gesamtanlageneffektivität.

Überblick über die Verluste

Die Gesamtanlageneffektivität zeigt auf eine überschaubare Art und Weise Daten die während der Maschinen- bzw. Anlagenbetriebs erfasst wurden. Die graphische Gestaltung erfasst die tatsächliche Arbeitszeit der Maschine, also eine effektive Arbeitszeit. Dargestellt werden auch Zeitverluste, die durch Störungen im Produktionsprozess verursacht werden und die Maschinenverfügbarkeit einschränken. Das Bild unten ist eine graphische Wiedergebe des Produktionsprozesses.

In dem System, das als Total Productive Maintenance (TPM) bekannt ist,  werden sechs grundlegenden Verlustarten unterschieden, die man drei OEE-Komponenten zuordnen kann. Zu den Komponenten zählen:

Verfügbarkeit– es handelt sich hier um Verluste, die durch Anlagenstillstände verursacht werden wie:

  • Störungen,
  • Umrüstungszeit.

Leistung– es handelt sich hier um Verluste, die durch das Arbeitstempo verursacht werden wie:

  • Mikroausfälle,
  • geringere Produktionsgeschwindigkeit.

QualitätVerluste, die Fehlproduktion verursacht werden:

  • Mängel, Nacharbeit
  • Verluste durch die Inbetriebnahme von Maschinen.

Verfügbarkeit

Gemeint wird die Zeit, in der die Maschine verfügbar war und in der Produktion eingesetzt wurde. Es gibt zwei grundlegende Faktoren, die die Maschinenverfügbarkeit einschränken: Störungsfälle und Umrüstungen. Maschinen, die in heutigen Produktionsbetrieben eingesetzt werden, setzten sich aus mehreren beweglichen Teilen und verschiedenen Baugruppen zusammen, die beschädigt werden können. Ist eines der Teile defekt, kommt es zur Störung der ganzen Maschine, die außer Betrieb gesetzt werden muß, bis der Fehler behoben ist.

Mit der Umrüstungszeit wird die Zeit gemeint, in der die Maschine auf die Produktion einer anderen Ware umgestellt wird. Die Umrüstung hat öfters eine geringere Verfügbarkeit der Maschine zur Folge. Neben Tätigkeiten, die mit dem Austausch von Matrizen, Formen oder sonstigen wertschöpfenden Elementen anfallen, ist zur Umrüstung auch zusätzliche Vorbereitung der Ausrüstung erforderlich. Unter zusätzliche Tätigkeiten fallen auch solche Arbeiten wie Reinigung, Justierung und Wartung der Maschine, mit dem Zweck eine richtige Produktionsqualität sicherzustellen.

Neben Störungen und Umrüstungen gibt es eine Reihe von sonstigen Faktoren, die die Maschinenverfügbarkeit beeinträchtigen – hier sind u.a. Verluste infolge von Werkzeugschäden, Verluste bei Inbetriebnahme sowie eingeplante Stillstände zu nennen.

Leistung

Maschinen arbeiten öfters langsamer, als sich das aus ihren tatsächlichen Möglichkeiten und Kapazitäten ergibt. Effizienz- und Leistungseinbußen sind insbesondere auf eine instabile Qualität der bei voller Geschwindigkeit erzeugten Produkten zurückzuführen.

Ein weiterer Faktor, der sich bedeutend auf den Produktionsfluß auswirkt, sind Mikrostillstände. Unter Mikrostillständen werden Stillstände verstanden, die nicht länger als 10 Minuten sind. In der Regel dauern sie nicht länger als ein paar Sekunden. So geringe Zeiträume werden nicht als Zeitverluste erfasst, jedoch bei Leistungseinbußen mitberücksichtigt, da sie zur Verringerung der Endproduktion beitragen.

Qualität

Die Qualität umfaßt alle Verluste aus Erzeugung von Produkten, welche die Qualitätsnormen nicht erfüllen, einschließlich Ausschuß. Die übrige Zeit gilt als Zeit einer effektiven Produktion.

Bei vielen Maschinen braucht man eine gewisse Zeit bis sie nach Inbetriebsetzung richtige Betriebsparameter erreicht haben. In dieser Zeit können sie die mangelbehaftete Ware produzieren, bis die Bediener den jeweiligen Prozeß nicht stabilisiert haben. Meistens werden solche Verluste als Mängel eingestuft, es ist jedoch durchaus möglich diese Art separat zu betrachten.

Verfahren zur Ermittlung von OEE

Eine regelmäßige Ermittlung der Gesamtanlageneffektivität ist ein wichtiges Mittel zur Überwachung von Verlusten, die die Maschinenleistung beeinträchtigen. Sie erlaubt es, Arten und wiederkehrende Ursachen von Problemen zu erkennen, die in Produktionsanlagen auftreten. Bei Ermittlung, Speicherung und Nutzung von OEE sollten die Bediener die wichtigste Rolle spielen. Sie sind diejenigen, die sich mit der Anlage am besten auskennen und viel Wert darauf legen, daß sie möglichst optimal funktioniert.

Verluste durch Außerbetriebsetzung

Verluste durch Außerbetriebsetzung (Verfügbarkeitsverlust) werden in Zeiteinheiten gemessen. Diese umfassen die Zeit der Störung, der Instandsetzung, der Umrüstung, der Justierung sowie sonstige Verluste, die die Maschinenverfügbarkeit einschränken. Die Zeit der Störung und Instandsetzung umfasst den ganzen Zeitraum, bis die Maschine erneut mangelfreie Produkte erzeugt. Die Zeit, die für Umrüstung und Justierung benötigt wird, umfasst den Zeitraum zwischen der Herstellung des letzten guten Produktes A und des ersten guten Produktes B.

Verluste, die durch das Arbeitstempo verursacht werden

Verluste, welche durch Arbeitsgeschwin- digkeit bedingt sind, werden mit Produktmenge gemessen. Zur Ermittlung von OEE nimmt man die tatsächlich produzierte Menge an Produkten  sowie einen potentiellen Produktionswert, den die Maschine bei optimaler Arbeitsgeschwindigkeit erreichen soll.  Verluste durch Arbeitstempo sind meistens auf Mikrostillstände bzw. auf eine reduzierte Geschwindigkeit der Maschine zurückzuführen.

Verluste durch mangelhafte Produkte

Verluste, die mit mangelhaften Produkten (dem Qualitätsverlust) verbunden sind, werden ebenfalls durch Größe der Produktion ermittelt. Ermittelt wird in diesem Fall wird die Differenz zwischen der tatsächlichen Produktionsgröße und der Menge, welche die Qualitätsanforderungen erfüllt.  Verluste durch Qualitätseinbußen umfassen Produkte, die verbessert werden sollen sowie Ausschuß, der entsorgt werden muß. Das Ziel ist die beste Quälität bereits beim ersten Mal zu erreichen.

Verfahren zur Speicherung und Verarbeitung von Angaben

Die Speicherung von Angaben, die bei der Ermittlung von OEE relevant sind, bedarf keiner spezifischen Dokumentation. Die meisten dieser Angaben werden durch Produktionsfirmen eher gespeichert – es langt somit, diese im Rahmen eines richtig entworfenen Formulars zusammenzufassen, um die Arbeit wesentlich zu erleichtern und zu beschleunigen.

Berichte zu OEE-Kennzahlen

Die Darstellung der OEE-Daten ist notwendig, um die ausrüstungs- und anlagenbedingten Verluste auszuschließen.   Die Kennzahlen sollten an Tafeln in Produktionshallen ausgehängt und bekannt gemacht werden, so daß die Bediener einen direkten Zutritt an sie haben. Der Aushang mit Kennzahlen und Leistungen hat eine maßgebende Bedeutung für Optimierung und Verbesserungsprozesse. Die Verfolgung von diesen Informationen läßt die OEE-Trends für einzelne Maschinen festlegen und eine Reihe von wichtigen Fragen beantworten wie z.B.:

  • Ist mit der Zeit eine Optimierung zu beobachten?
  • Was sind die wichtigsten Probleme die zur Außerbetriebsetzung von Anlagen führen?
  • Wann war zum letzten Mal eine Anlage außer Betrieb?
  • Wie war die Qualität im letzten Monat?
  • Wie ist die Auslastung von Maschinen und Anlagen?
  • Was ist die durchschnittliche Zeit zwischen einzelnen Störfällen? Wie oft kommt es zu Störungen? Wie lange dauern im Schnitt die Instandsetzungsarbeiten?