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OEE:
één vlag, vele ladingen (deel 2)
version française
Het tweede deel van dit artikel exploreert twee real-life voorbeeldjes van
OEE-implementatie en stelt een framework voor het definiëren van een aan
de bedrijfscontext aangepaste OEE voor.
De OEE (overall equipment effectiveness) is een tool
dat inzicht geeft in de performantie van de productie-installaties en de
types productieverliezen. De OEE is sinds zijn eerste verschijnen in de
80er jaren in de TPM context erg populair geworden. Heel wat bedrijven
hanteren de OEE als kwantitatief instrument voor het opvolgen van
productieperformantie en asset utilization. De oorspronkelijke definitie
werd aangepast aan de eigen noden en vandaag de dag varieert de exacte
definitie van OEE van bedrijf tot bedrijf. Niettegenstaande een
zorgvuldige definitie van de OEE de kwaliteit van de verstrekte informatie
bepaalt, bestaan er geen echte richtlijnen voor dit aanpassen van de OEE.
Hieronder illustreren twee voorbeeldjes (West-Euopa) hoe uiteenlopend de
OEE definities kunnen zijn, vervolgens wordt een framework gepresenteerd
dat kan helpen bij het op maat definiëren van de OEE.
Bedrijf A is een chemisch bedrijf. De OAE (overall asset effectiveness)
wordt er gehanteerd als tool om de productie-output te maximaliseren. De
productie-output (in ton) wordt gebruikt om de productieverliezen te
kwantificeren. Hiertoe wordt het schema in Figuur 1 gebruikt.
In dit schema staan naast de klassieke verliezen (kwaliteit, change-over
en operating performance) ook nog andere types verliezen. Zo wordt
bijvoorbeeld “lack of commercial demand”, een terugval in marktvraag dus,
ook in de OAE gebracht. Verder komen ook een element als “external lack of
reliability” aan bod, dit capteert o.a. problemen met leveranciers,
onderbrekingen in energietoevoer, transportproblemen en slechte
weersomstandigheden. Het element “internal lack of reliability” slaat op
o.a. installatiepannes, storingen in utilities, personeels- en
organisatieproblemen. Sterk punt van deze OAE is het uitgebreide gamma van
elementen dat in rekening gebracht wordt. Zwak punt is het gebrek aan
aandacht voor individuele probleemoorzaken, wat maakt dat het definiëren
van specifieke, correctieve acties moeilijk wordt.
Bedrijf B is actief in de verpakkingsindustrie. De OEE wordt er gebruikt
om de voornaamste drivers in de performantie van de productielijnen te
identificeren en verbeteringsacties af te lijnen. Het gebruikte schema
wordt weergegeven in Figuur 2.
Er worden zeven types van productieverliezen geïdentificeerd: grote
storingen (omwille van machinepannes), kleine storingen, verliezen t.g.v.
slijtage aan de snijbladen, omstellingen, start-ups en shutdowns,
snelheids- en kwaliteitsverliezen. Geplande en ongeplande stilstanden
worden ook gemeten. De ongeplande stilstand geeft de ongebruikte
capaciteit in de plant aan. Bedrijf B heeft de operationele verliezen met
dit schema accuraat in kaart gebracht. Elementen die te maken hebben met
commerciële fluctuaties werden niet beschouwd, idem voor de interne en
externe betrouwbaarheid die bij bedrijf A werden in rekening gebracht.
Een framework om de verschillen in OEE applicaties in de industrie te
harmoniseren bleek niet voorhanden, daarom werd het framework in Figuur 3
ontwikkeld. Er worden drie niveaus van effectiviteitsmeting voorgesteld,
namelijk:
§ equipment level effectiveness, het installatieniveau gebaseerd op de
originele OEE definitie;
§ operational level effectiveness, het operationele niveau;
§ overall production level effectiveness, het globale niveau;
Omwille van de hoge frequentie van het optreden van operationele
productieverliezen is het belangrijk om de respectievelijke factoren apart
te meten. Operationele verliezen bv. zijn opgesplitst om zo de gepaste
aandacht te kunnen geven aan de onderliggende elementen. Zo is “unplanned
downtime” bepalend voor de beschikbaarheid van de installatie voor
productie. Deze beschikbaarheid is functie van betrouwbaarheid, typisch
gemeten als MTBF, en onderhoudsbaarheid, typisch gemeten als MTTR. De MTBF
meet de lengte van de storingsvrije periodes. De MTTR wordt bepaald
enerzijds door de design van de installatie in kwestie en anderzijds door
de logistieke ondersteuning (bv. ondersteuning voor diagnose en
beschikbaarheid van materialen). Het managen van al deze elementen valt
onder de verantwoordelijkheid van de onderhoudsdienst. Het framework
brengt verder de business gerelateerde problemen in rekening, alsook een
reeks van externe problemen. Het effect van een daling van de productie
omwille van een terugval in marktvraag bv. kan dus indien gewenst in
rekening gebracht worden. Het framework biedt een gezonde basis voor het
definiëren van een aan de bedrijfscontext aangepaste OAE.
De OAE/OEE is ongetwijfeld een interessante tool. Dit tool zal vooral zijn
nut bewijzen in situaties - in discrete en continue productie-omgevingen -
met een hoog productievolume waar capaciteitsgebruik centraal staat en
elke stop of storing duur uitvalt. Het gebruik van het OAE/OEE concept is
iets minder nuttig in situaties waar er capaciteitsoverschot is. Er dient
ook altijd voor ogen gehouden te worden dat de OEE ontstaan is in een
Japanse productiecontext, met eenvoudige productielijnen waar systematisch
elke verspilling (ruimte, materialen, storingen, ...) wordt geëlimineerd.
Dit betekent dat de OEE vrij gemakkelijk te analyseren is. Voor sommige
Westerse productielijnen waar voorraadbuffers zijn, waar redundantie werd
ingebouwd, waar rework is, waar ingewikkelde relaties tussen
productielijnen bestaan, ... is een zuivere definitie van een OAE/OEE
moeilijk, net als de interpretatie ervan.
Een laatste opmerking geldt het oude cliché “garbage in, garbage out”. De
kracht van de OAE/OEE berekening staat of valt met de kwaliteit van
inputgegevens. De grootste zorg dient aan de dag gelegd te worden bij de
gegevenscollectie. Het automatiseren van deze stap brengt meestal (!)
soelaas. Voor de nog manuele input helpt een sensibilisering van de
betrokkenen veelal de kwaliteit van de input te verbeteren.
Dit artikel is gebaseerd op lopend doctoraatsonderzoek aan het Centrum
voor Industrieel Beleid, KULeuven. Indien u op de hoogte wenst te blijven
van dit onderzoek, mag u een mailtje sturen naar
Peter.Muchiri@cib.kuleuven.be.
Prof. Dr ir Liliane Pintelon - Drs ir Peter Muchiri
OEE:
un seul pavillon, plusieurs chargements (2)
La seconde partie de cet article explore deux
exemples réels d’une implémentation OEE et propose un cadre pour la
définition d’une OEE adaptée au contexte de l’entreprise.
L’OEE (Overall Equipment Effectiveness ou Efficacité
générale des équipements) est un outil permettant de visualiser les
performances des installations de production et les différents types de
pertes de production. Depuis sa première apparition dans le paysage TPM
(Total Productive Maintenance) dans les années 80, l’OEE est devenue
particulièrement populaire. De nombreuses entreprises utilisent l’OEE en
tant qu’instrument qualitatif permettant d’assurer le suivi des
performances de production et d’utilisation des équipements. La définition
d’origine a été adaptée aux besoins propres et la définition exacte de
l’OEE varie aujourd’hui d’une entreprise à l’autre. Malgré le fait qu’une
définition soigneuse de l’OEE détermine la qualité des informations
fournies, il n’existe aucune véritable directive pour l’adaptation de
l’OEE. Les deux exemples suivants (Europe occidentale) illustrent la
divergence que peuvent présenter les définitions de l’OEE. Nous proposons
ensuite un cadre qui peut s’avérer une aide précieuse pour la définition
sur mesure de l’OEE.
La société A est une entreprise chimique. L’OAE (Overall Asset
Effectiveness) est utilisée par cette entreprise en guise d’outil
permettant de maximaliser le rendement de la production. Le rendement de
production (en tonnes) est utilisé pour quantifier les pertes de
production. Le schéma repris dans la Figure 1 est utilisé à cet effet. En
plus des pertes classiques (qualité, transitions et performances
opérationnelles), ce schéma reprend aussi d’autres types de pertes. Le
facteur du «lack of commercial demand», une régression de la demande du
marché donc, est également introduit dans l’OAE. Il aborde également des
éléments comme «external lack of reliability», qui englobe entre autres
les problèmes avec les fournisseurs, les interruptions au niveau des
approvisionnements d’énergie, les problèmes de transport et les mauvaises
conditions atmosphériques. L’élément «internal lack of reliability» se
rapporte entre autres aux pannes des installations, aux dysfonctionnements
en termes de consommables, ainsi qu’aux problèmes de personnel et
d’organisation. Le point fort de cette OAE est la vaste gamme d’éléments
pris en compte. Son point faible est le manque d’attention pour les causes
individuelles des problèmes, ce qui complique la définition des actions
correctives spécifiques. L’entreprise B est active dans l’industrie de
l’emballage. Elle utilise l’OEE pour identifier les principaux moteurs de
performances des lignes de production et pour définir des actions
d’amélioration. Le schéma utilisé est reproduit dans la Figure 2.
Sept types de pertes de production sont identifiés : les pannes
importantes (suite à des pannes de machine), les petites pannes, les
pertes dues à l’usure des lames de coupe, les réglages des machines, les
démarrages et arrêts des machines, ainsi que les pertes en termes de
vitesse et de qualité. Les arrêts planifiés et non planifiés sont
également mesurés. L’arrêt non planifié indique la capacité inutilisée
dans l’usine. L’entreprise B a dressé un inventaire précis des pertes
opérationnelles grâce à ce schéma. Les éléments liés aux fluctuations
commerciales ne sont pas pris en compte et il en va de même pour la
fiabilité interne et la fiabilité externe, qui étaient prises en compte
dans l’entreprise A.
Il s’est avéré qu’un cadre permettant d’harmoniser les différences au
niveau des applications OEE dans l’industrie n’était pas disponible et
c’est la raison pour laquelle on a développé le cadre repris dans la
Figure 3. Trois niveaux de mesures d’efficacité sont proposés, à savoir :
§ Equipment Level Effectiveness, le niveau de l’installation sur base de
la définition originale de l’OEE
§ Operational Level Effectiveness, le niveau opérationnel
§ Overall Production Level Effectiveness, le niveau global
Compte tenu de la fréquence élevée des pertes de production
opérationnelles, il est important de mesurer séparément les facteurs
respectifs. Les pertes opérationnelles sont par exemple subdivisées afin
de pouvoir accorder l’attention requise aux éléments sous-jacents. Un
facteur comme “unplanned downtime” est ainsi déterminant pour la
disponibilité de l’installation dans le cadre de la production. Cette
disponibilité est fonction de la fiabilité, mesurée sous forme du facteur
MTBF (Mean Time Between Failures) et des possibilités d’entretien, qui
sont typiquement mesurées sous forme d’un facteur (Main Time To Repair).
Le facteur MTBF mesure la durée des périodes sans pannes. Le facteur MTTR
est déterminé d’une part par la conception de l’in-stallation en question
et d’autre part par le soutien logistique (par exemple le soutien en
termes de diagnostic et la disponibilité du matériel). La gestion de tous
ces éléments fait partie des responsabilités du service d’entretien. Le
cadre prend également en compte les problèmes liés aux activités, ainsi
qu’une série de problèmes externes. Un facteur comme par exemple l’effet
d’une chute de production suite à une régression des demandes du marché
peut donc être pris en compte si l’entreprise le souhaite. Le cadre offre
une base saine pour la définition d’une OAE adaptée au contexte de
l’entreprise.
L’OAE/OEE est sans aucun doute un outil intéressant. Cette outil prouvera
surtout son efficacité dans des situations (dans des environnements de
production discrets et continus) impliquant un volume de production élevé,
où l’utilisation de la capacité occupe une place centrale et ou chaque
arrêt ou panne s’avère coûteux. L’utilisation du concept OAE/OEE s’avère
un peu moins utile dans les situations impliquant des excédents de
capacité. Il convient donc de toujours garder en mémoire le fait que l’OEE
est née d’un contexte de production japonais, comptant des lignes de
production simples où chaque gaspillage (espace, matériel, pannes,…) est
systématiquement éliminé. Cela signifie que l’OEE peut s’analyser
relativement simplement. Pour certaines lignes de production occidentales,
qui englobent des stocks tampons, où une redondance a été intégrée aux
processus, où des activités de reprise sont prévues, où les lignes de
production sont sujettes à des interrelations complexes,… une définition
pure de l’OAE/OEE s’avère difficile, tout comme son interprétation.
Une dernière remarque : le vieux cliché «garbage in, garbage out»
s’applique ici comme ailleurs. Le calcul OAE/OEE est une réussite ou un
échec en fonction de la qualité des données introduites. Il s’agit donc
d’apporter le plus grand soin à la collecte des données. L’automatisation
de cette étape constitue généralement (!) une bonne solution. En ce qui
concerne l’introduction manuelle des données, la sensibilisation de la
personne concernée permet généralement d’améliorer la qualité de
l’enregistrement des données.
Cet article est basé sur des recherches effectuées dans le cadre d’un
doctorat au Centre de Politique industrielle (Centrum voor Industrieel
Beleid) de l’Université catholique de Louvain. Si vous souhaitez être
informé de la progression de ces recherches, il vous suffit de faire
parvenir un e-mail à Peter.Muchiri@cib.kuleuven.be.
Prof. Dr ing. Liliane Pintelon – Dr. ing. Peter Muchiri
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