Zusammenfassung: Die OEE bzw. Gesamtanlageneffektivität ist eine Kennzahl der industriellen Fertigung zur Analyse der Produktionsleistung und Bewertung der Effizienz von Anlagen. Sie setzt sich aus den Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zusammen. OEE wird weltweit eingesetzt, um Produktionsverluste zu analysieren. Gezielte Verbesserungen der OEE ermöglichen eine erhebliche Effizienzsteigerung – Studien zufolge bis zu 25 %¹. Eine verbesserte OEE führt zudem zu niedrigeren Kosten, höherer Produktqualität und gesteigerter Wettbewerbsfähigkeit.
¹Jonsson, P., & Lesshammar, M. (1999). Evaluation and improvement of manufacturing performance measurement systems – the role of OEE. Int. J. of Operations & Production Management, 19(1), 55-78.
Was ist Overall Equipment Effectiveness (OEE)?
Die Overall Equipment Effectiveness (OEE) bzw. Gesamtanlageneffektivität ist eine Kennzahl zur Messung der Effizienz von Anlagen in der Fertigung. Sie setzt sich aus den drei Hauptfaktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zusammen. Durch OEE werden ungeplante Verluste und geplante Stillstände aufgedeckt. Ein Prozentsatz der produzierten Teile wird ermittelt, um Effizienzverluste zu identifizieren und Maßnahmen zur Verbesserung der OEE zu entwickeln. Methoden wie Six Sigma und Lean Production tragen zur Optimierung der Produktionsprozesse bei, indem sie die Instandhaltung und Wartung der Anlagen fördern. Durch die Bewertung der tatsächlichen Produktionsleistung im Verhältnis zur maximal möglichen Kapazität erhält man eine klare Übersicht über die Soll-Leistung und die tatsächliche Effektivität der Anlagen.
Entwicklung der OEE
Die OEE wurde vom Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM) entwickelt, um die Effizienz von Maschinen und Anlagen zu verbessern. Im Rahmen des 1971 eingeführten Total Productive Maintenance (TPM) – Konzepts, das Mitarbeiter aktiv in die Instandhaltung einbindet, wurde die OEE zur zentralen Messgröße. Ab 1982 bekannt, hat sie sich bis 1988 in der Industrie etabliert. Ziel der OEE ist es, Schwachstellen in Produktionsprozessen zu identifizieren und durch gezielte Optimierungen die Effizienz zu steigern und Verschwendung zu minimieren.
Nutzen der OEE
Die OEE wird berechnet, um die Effizienz und Produktivität von Produktionsanlagen zu maximieren. Durch die Erfassung von Leistungskennzahlen werden ungeplante Verluste wie Stillstandszeiten, Materialengpässe oder Qualitätsprobleme sichtbar gemacht. Das Ziel der OEE-Berechnung ist es, Verluste zu minimieren, um die Betriebszeit der Anlagen zu verlängern und die Produktivität zu steigern.
Six Big Losses: Die sechs Hauptverluste in der Produktion
Ein wesentlicher Bestandteil der OEE sind die „Six Big Losses“, also die sechs wesentlichen Ursachen für Effizienzverluste in der Produktion. Diese umfassen:
- Ungeplante Ausfälle
- Umrüstzeiten, um Anlagen oder Prozesse auf neue Produktionsanforderungen umzustellen
- Verringerte Arbeitsgeschwindigkeiten
- Häufige kurze Unterbrechungen
- Ausschuss
- Verluste, die beim Hochfahren der Produktion entstehen
Komponenten der Overall Equipment Effectiveness (OEE)
Die OEE lässt sich durch drei zentrale Faktoren messen: Verfügbarkeitsfaktor, Leistungsfaktor und Qualitätsfaktor. Jeder dieser Faktoren spielt eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Produktionsabläufe und Maximierung der Effizienz einer Anlage.
Verfügbarkeit
Dieser Wert misst das Verhältnis zwischen der geplanten Produktionszeit und der tatsächlichen Betriebszeit der Anlage. Ungeplante Ausfälle, wie technische Störungen, Wartungsarbeiten oder Personalmangel, verringern die Verfügbarkeit. Auch notwendige Rüstzeiten, etwa für Umstellungen oder Reinigungsarbeiten, senken die verfügbare Produktionszeit. Eine optimale Verfügbarkeit ist dann gegeben, wenn die Anlage über den gesamten geplanten Zeitraum ohne Unterbrechungen in Betrieb ist.
Leistung
Neben der Verfügbarkeit beeinflusst auch die tatsächliche Leistung der Anlage den Gesamteffizienzgrad. Leistungsverluste entstehen durch kleine Stopps oder einen Betrieb unter der maximal möglichen Geschwindigkeit. Diese Unterbrechungen können durch falsche Einstellungen, Störungen im Materialfluss oder abgenutzte Anlagenteile verursacht werden. Eine hohe Leistung bedeutet, dass die Anlage ohne Geschwindigkeitsverluste kontinuierlich arbeitet.
Qualität
Der Qualitätsfaktor bewertet, wie viele der produzierten Teile den Qualitätsanforderungen entsprechen. Ausschuss oder fehlerhafte Teile, die nachgearbeitet werden müssen, mindern diesen Faktor. Fehler entstehen durch ungenaue Geräteeinstellungen oder Prozessstörungen, vor allem während der Start- oder Rüstphase einer Produktion. Eine hohe Qualität erreicht man, wenn der Anteil fehlerfreier Teile hoch ist und keine Nacharbeit erforderlich wird.
Berechnung der Kennzahl OEE
Die OEE (Overall Equipment Effectiveness) wird durch die Multiplikation der drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität berechnet:
OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität
Verfügbarkeitsfaktor
Der Verfügbarkeitsfaktor berechnet sich als das Verhältnis der Betriebszeit zur geplanten Produktionszeit:
Verfügbarkeit = Betriebszeit / Geplante Produktionszeit
Leistungsfaktor
Der Leistungfaktor misst die Produktionsgeschwindigkeit im Verhältnis zur maximal möglichen Geschwindigkeit:
Leistung = Tatsächliche Produktionsgeschwindigkeit / Maximale Produktionsgeschwindigkeit
Qualitätsfaktor
Der Qualitätsfaktor berücksichtigt den Anteil der fehlerfreien Produkte an der Gesamtproduktion:
Qualität = Fehlerfreie Produkte / Gesamtproduktion
Ungeplante Verluste
Ungeplante Verluste werden durch folgende Formel berechnet:
Ungeplante Verluste = Kalenderzeit – (Betriebszeit + Geplante Stillstände)
Maßnahmen zur Steigerung Overall Equipment Effectiveness (OEE)
Die Optimierung der OEE ist entscheidend, um die Produktivität in der Fertigung zu steigern und die Effizienz der Produktionsanlagen zu maximieren. Dabei sind verschiedene Faktoren für eine kontinuierliche Verbesserung der Anlagenleistung relevant:
1. Ermittlung ungeplanter Verluste
Die Identifikation ungeplanter Verluste hilft, Störungen und ineffiziente Prozesse in der Produktion aufzudecken. Durch die Minimierung dieser Verluste kann die Anlagenverfügbarkeit erhöht und die Produktionskontinuität gesichert werden.
2. Einfluss des OEE-Werts
Der OEE-Wert liefert ein umfassendes Bild der Anlagenleistung, indem er Stillstandszeiten, Produktionsgeschwindigkeit und Qualitätsverluste berücksichtigt. Eine genaue Messung ermöglicht es, Engpässe zu erkennen und gezielte Verbesserungen durchzuführen.
3. Verlustanalyse und Maschinendaten
Die Analyse von Maschinendaten bietet wertvolle Einblicke in Ursachen von Produktionsfehlern und Unterbrechungen. Diese Informationen unterstützen Unternehmen dabei, Optimierungsmaßnahmen zu planen und die Effizienz ihrer Maschinen zu erhöhen.
4. Betriebszeit und Wiederherstellungszeit
Die Betrachtung der Betriebszeit sowie der Wiederherstellungszeit nach Störungen ermöglicht die Implementierung gezielter Maßnahmen zur Effizienzsteigerung. Dies trägt zur Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit und -leistung bei.
5. Optimierung der Betriebs- und Wiederherstellungszeiten
Methoden wie Lean Management und SMED unterstützen die kontinuierliche Verbesserung der OEE. Durch die Anwendung solcher Ansätze können Produktionsprozesse optimiert und die Wettbewerbsfähigkeit gesteigert werden.
FAQ I Gesamtanlageneffektivität
Was ist die Gesamtanlageneffektivität?
Die Gesamtanlageneffektivität ist eine Kennzahl, um die Effizienz einer Fertigungsanlage zu bewerten. Sie berücksichtigt Verfügbarkeit, Leistung und Qualität, um die Gesamtproduktivität zu messen.
Wie wird die Gesamtanlageneffektivität berechnet?
OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität
- Verfügbarkeit: Prozentualer Anteil der tatsächlich genutzten Produktionszeit an der geplanten Produktionszeit.
- Leistung: Prozentualer Anteil der tatsächlichen Produktionsgeschwindigkeit im Vergleich zur idealen Produktionsgeschwindigkeit.
- Qualität: Prozentualer Anteil der produzierten Teile, die den Qualitätsanforderungen entsprechen.
Was sind die langfristigen Vorteile einer Messung der OEE?
Die Messung der OEE ermöglicht es Unternehmen, ineffiziente Prozesse und Produktionsverluste zu identifizieren. Langfristig führt eine OEE-Messung zu verbesserter Produktionseffizienz, geringeren Kosten und höherer Produktqualität.
Wie oft sollte die Gesamtanlageneffektivität gemessen werden?
Die OEE sollte regelmäßig gemessen werden, idealerweise täglich oder wöchentlich, um schnell auf Abweichungen reagieren zu können und langfristige Trends zu erkennen.
Wie unterscheidet sich die OEE von anderen Effizienzkennzahlen?
Die OEE berücksichtigt drei zentrale Aspekte der Produktion: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität, während andere Kennzahlen oft nur einzelne Faktoren wie die Produktionsgeschwindigkeit oder Energieverbrauch erfassen.
Welche Vorteile bringt eine Verbesserung der Gesamtanlageneffektivität?
- Steigerung der Produktionskapazität
- Reduzierung von Ausfallzeiten und Produktionsverzögerungen
- Erhöhung der Produktqualität
- Bessere Nutzung von Anlagen und Ressourcen, was zu Kosteneinsparungen führt.
Was sind häufige Ursachen für eine niedrige Gesamtanlageneffektivität?
Zu den häufigsten Ursachen für niedrige OEE-Werte gehören: Ungeplante Anlagen- und Maschinenstillstände, ineffiziente Wartungs- und Reperaturprozesse, lange Rüstzeiten bei Maschinenwechseln, und Qualitätsprobleme.
Wie kann die Gesamtanlageneffektivität verbessert werden?
- Einführung präventiver Wartungspläne
- Optimierung der Produktionsprozesse und -geschwindigkeit
- Schulung des Personals, um Stillstände und Fehler zu reduzieren
- Implementierung moderner Überwachungs- und Analysesoftware zur Echtzeit-Überwachung
Welche Herausforderungen gibt es bei der Verbesserung der OEE?
Häufige Herausforderungen sind veraltete Maschinen, fehlende Datenintegration und unzureichende Schulungen der Mitarbeiter im Umgang mit neuen Technologien.
Welche Tools oder Software können zur Überwachung und Analyse der Gesamtanlageneffektivität eingesetzt werden?
Beispiele für OEE – Überwachungs-Software:
- Siemens MindSphere: Ein cloudbasiertes IoT-System zur Optimierung von Produktionsanlagen.
- ABB Ability: Ein Tool zur Überwachung der Leistung und Optimierung von Betriebsabläufen.
- OEE Tracker: Eine spezialisierte Software zur Überwachung der Gesamtanlageneffektivität.
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