月说·小飞象数智化交流会·第38期-曹老师

精益数字化之

OEE数字化整体解决方案苏州特比姆（TPM）智能科技有限公司

福莱斯勒&尹顿OEE数字化实践报告人：曹雪均苏州明基高级经理宝通电子（上海）有限公司CIO苏州特比姆智能科技有限公司CEO10年精益数字化资深咨询顾问个人履历康明斯（无锡、武汉）工厂东芝电梯（上海）有限公司佶缔纳仕机械（山东）工厂森萨塔（江苏）工厂………服务客户精益数字化TPM数字化OEE数字化工业物联网智造领域数十项发明专利专注行业20余年擅长领域专注探索精益生产与数字化最佳实践特点背景曹雪均认识一下目录认识OEE应用场景OEE数采OEE数字化OEE的定义、计算方式及重要作用计算工具产品化投资收益项目价值获取关联数据01PARTONE认识OEEOEE的定义、重要性、计算方式及重要作用OEE是什么？每一个生产设备都有自己的理论产能，要实现这一理论产能必须保证没有任何干扰和质量损耗。OEE就是用来表现实际的生产能力相对于理论产能的比率，

OEE的计算虽然简单，但是在实际的应用中，当与班次、员工、设备、产品等生产要素联系在一起时，便变得十分复杂、利用人工采集数据计算OEE显得麻烦费事、为了更有效的利用OEE这个工具，OEE数据采集信息化越来越成为人们关心的话题。用于测量在多大程度上能够以尽可能少的浪费，来生产的指标。OEE（OverallEquipmentEffectiveness）＝设备综合效率OEE重要性OEE是TPM的最重要指标，是设备管理的核心指标。OEE活动目的是以明确损失为目标。OEE指标对障碍损失的个别改善加以推进。以某工厂为例

OEE：７５％

时间开动率：８５％

性能开动率：９０％良品率：９９％避免:变成了只是掌握现状数据为目的活动。是异常停机多还是换型多？节拍降低了还是微停机过多？

世界制造业OEE指数水平一般管理水平无管理国际先进水平国内企业OEE是如何计算的呢？设备制度时间（上班时间、计划作业）负荷时间开工时间净开工时间价值开工时间计划停止停止损耗性能损耗不合格损耗8大损耗设备综合效率的计算②故障③切换准备、调整④刀具更换⑤开机下线换班⑥暂停空转小停机⑦速度低下⑧不合格手修设备综合效率=时间开工率×性能开工率×产品直通率0.91×0.75×0.98×100=66.6%时间开工率负荷时间--停止损耗负荷时间×100例：440分-40分440分×100=91%性能开工率基本周期时间X加工数量净开工时间×100例：0.5分/个×600个400分×100=75%产品直通率加工数量--不良数量加工数量×100例：600个-12个600个×100=98%=①

计划停机OEE是如何计算的呢？OEE（设备综合效率）＝时间开动率×性能开动率×良品率负荷时间停止时间计划节拍产量不良数………，如果（可采），OEE皆可计算。*时间开动率＝负荷时间－停止时间负荷时间*性能开动率＝计划节拍×产量开动时间*良品率＝产量－不良数产量如果计划节拍・产量知道的话就能够计算如果不良数知道的话就能够计算*开动时间＝负荷时间－停止时间

如果负荷时间·停止时间知道的话就能够计算*负荷时间＝制度时间－计划停机时间OEE是如何计算的呢？OEE（设备综合效率）＝时间开动率×性能开动率×良品率负荷时间－停止时间制度时间-计划停机计划节拍×产量良品数产量**负荷时间－停止时间制度时间－计划停机计划CT×良品数简化版＝＝TextTextTextText简化公式＊对以手工作业为主体的装配线来讲、非常难以使用。OEE对什么样的生产线适用？单台的机械加工设备拥有多台机械加工设备的自动搬运生产线加热机锻造机修边机

多台的机械加工设备以传送带来连接的生产线多台的设备相互协作构成生产线OEE传统法六步法选定设备对象确定计算方法及原则收集数据（日、周、月、年）计算OEE分析计算结果确定对策并进行改善效率低下虚假的多02PARTTWOOEE应用场景适合OEE的几种应用场合应用场景一：单台的机械加工设备单台的机械加工设备

OEE的值为当前设备的OEEOEE计算

OEE=时间利用率*性能利用率*产品合格率例:某工序的某天的负荷时间为22Hrs,按照理论加工周期,生产计划(PPMC)安排了4000SQF的生产任务,而生产部实际开动时间为21hrs,实际生产了3500SQF,实际加工时间为=19.5hrs,该天PROD的合格率为85%,返工率=12%,报废率=3%AE=21/22=95.4545%,理论加工周期=22hrs/4000SQF=0.0055hr/SQF=0.33min/SQF=19.8s/SQF.实际加工周期=19.5hrs/3500SQF=0.005571hr/SQF=0.3343min/SQF=20.057s/SQF.PE=净开动时间/开动时间=19.5/21=92.857%RQ=85%OEE=AEXPEXRQ=92.85%X85%=78.9%(停机损失:4.55%,效率损失:9.6%,质量损失:15%.)假设生产计划周期=理论加工周期计算范例例）假如各工序OEE是这样的OP1OP2OP3OP4OP5一工序停止则全产线停止ABOP1OP2OP3工序OEEOP185%OP280%OP390%OP375%

产线OEE=85%*80%*90%*75%=46%工序停止则全产线停止应用场景二：拥有多台加工设备的自动搬运生产线

我们举一个例子来说明OEE的计算方法：假如下面是某产线一个班次的记录：项目设备1设备2设备3班次时间8小时（480分钟）8小时（480分钟）8小时（480分钟）计划停机40min40min40min午饭时间1次（30分钟）1次（30分钟）1次（30分钟）维修时间2次（30分钟）1次（10分钟）1次（20分钟）理论节拍2min1min55s1min50s产出量160160160次品005OEE产线OEE=?%*?%*?%=?%OEE计算实例加热机锻造机修边机工序节拍１加热机１３０秒２锻造机１２５秒３修边机６０秒生产线全体１３０秒应用场景三：多台设备相互协作的产线（锻造为例）对多台的设备不能只看一块儿，对生产线全体进行OEE的管理。OEE设备停止不会影响到其它设备运行的产线OEE计算

取瓶颈设备OEE做为该产线OEE或车间OEE

我们举一个例子来说明OEE的计算方法：假如下面是某产线一个班次的记录：项目

数据

班次时间8小时（480分钟）

计划中断2次（每次15分钟）

进餐中断1次（30分钟）

故障停工47分钟设备1理想速度每分钟60件产品设备2理想速度每分钟65件产品设备3理想速度每分钟75件产品生产数量19，271（件）次品423有效率=开动时间/负荷时间=373/420=0.888(88.8%)

表现性=生产数量/（瓶颈设备理想速度

X工作时间）=19271/（60X373）=0.861(86.1%)

质量指数=良品/生产数量=18，848/19，271=0.978(97.8%)

OEE=有效率X表现性X质量指数=0.888X0.861X0.978=0.748(74.8%)OEE计算实例零件计划节拍生产数计划C/T×生産数A１３０秒１０００216.7分B１００秒５０００8,333.3分C１７０秒３０００8,500分D１５０秒２０００5,000分E１６０秒１０００2,666.7分・・・・・・・・・・・・合計１２０００23,000分实际生产时间＝∑(计划节拍×生产量）在同一条线中、生产节拍不同的零件时，实质开动时间应该如何计算呢？理论开动时间的计算为什么对以手工作业为主体的装配线

应用OEE是不合适的呢？参考手工作业为主体的装配线，比方说即使装配设备在工序内存在，但装配线的频颈还是人的工作，工作的标准时间成为了理论节拍。在1个作业周期内，由于作业的次序、熟练度、作业速度的偏差，存在物品的取放、行走、搬运、目测监视、修正调整、停工待料等的低附加值作业的损失、以及由于各作业工序间的作业节拍不同，而产生的生产线平衡损失(组成效率)等。如果要衡量整线的效率，在打包工位可以采集报工数据，也可以反映整条线的效率。不适合OEE的应用场合1数据记录的要求要做现场记录因为在现场每天的记录是必须的、所以只能让现场作业人员来做数据记录面临的问题现场作业人员对OEE活动的理解和协助不要让记录成为负担的做法现状把握・现场记录的重要性！

OEE的在实际的应用中，当与班次，员工，设备，产品等生产要素联系在一起时变得十分复杂，利用人工采集数据计算OEE显得麻烦费事，苏州特比姆提供多种OEE采集解决方案，专业解决企业OEE采集难题03PARTTHREEOEE数字化三个公式因子的数采方法OEE的损失树负荷时间－停机时间制度时间-计划停机计划节拍×产量良品数产量**负荷时间－停止时间＝OEE的数采目标理论CT时间损耗产量数据产能规划产品类型工艺测算ERP/MES、PLM关联工业工程/精益制度时间计划停机非计划停机划区分类基本固定划区分类班次、统计区域编号建模编号建模建立标准，改善有依据产量不良报工统计手工/自动关键数据传统OEE计算的难处操作工水平低下，本质工作做好已是不易难执行难计量难判别难发现难实时小停机、微停机瞬间即逝，难以捕捉停机多久、多少次、一共是多少？停机种类繁多，具体是哪一种，操作工的能力不定够。设备的6大损失，不能及时发现，即使发现了，也已经造成了巨大损失，反馈响应慢。5难OEE数字化的优点操作工文化不高，只要点选，简单方便易执行易计量易判别易发现实时强小停机、微停机瞬间即逝，数字化来实现停机多久、多少次、一共是多少？系统一目了然停机种类繁多，具体是哪一种，系统自动采集设备的数据，或半自动采集设备的6大损失，实时采集，实时计算，实时反馈，决策快。5优OEE数字化三要素CT时间产量按数据数量排序按系统关联度排序按系统成熟度排序OEE数字法步骤-1在进行数据采集前，需要对工业现场的设备进行调研，调研内容包括工业设备的设备类型、型号、通信协议、协议授权情况、硬件拓展情况、现有组网方式、现有网络情况等信息，以便后续进行网络规划和物料准备。具体需调研记录的信息条目如下：（1）选设备设备名称：工业现场的设备名称，命名需按一定的规则，方便理解和记忆，例如几个车间都有同一类设备，命名则需进行区分，如加车间名作为前缀等。设备品牌、型号、数量：按实际情况填写，主要用于计算实施工作量或采购所需准备的网关数量及耗材等。工作站控制器型号：按实际情况填写，便于采购匹配的工业网关。是否已经开通OPC/API：根据开通OPC或者API来确认采集方式，本项目不涉及此项。通信协议：便于后续选型可匹配支持该通信协议的工业网关。选设备查接口摸工况建立调研表做点表连网络OEE数字法步骤-2具体需调研记录的信息条目如下：（2）查接口通信协议是否授权：设备通信协议授权信息需要与甲方确认，查看是否有相关的授权，有些设备是专用控制器且不开放通信协议，通信协议没有得到授权则无法通过协议采集的方式进行采集，会增加采集难度和费用，此作为评估采集方式和成本的内容之一。是否组网（组网方式）：查看该设备是否与其他设备组网，并记录其组网方式及设备地址，便于后续网关的联网及地址配置。接口是否有空余：查看工业现场的网关口、串口是否有空余，如果没有则需要采购对应的拓展接口的配件，如交换机。选设备查接口摸工况建立调研表做点表连网络OEE数字法步骤-3具体需调研记录的信息条目如下：（3）摸工况硬件是否可拓展：例如哑设备是否可添加IO端口，PLC的IO端口是否可拓展等。有无源程序或点表：运行设备是否保留有源程序和数据点表，便于后续梳理采集点表。已有传感器类型及型号：按实际情况，主要是便于对采集的数据做业务分析。传感器作用：记录每个传感器的作用，如不同位置安装的光电传感器，起不同的作用，分别记录，以便理解采集的数据对应的业务信息。选设备查接口摸工况建立调研表做点表连网络OEE数字法步骤-4本案例中，经过调研得知，某公司有12吧机加工设备，每个生产工作站互相独立，没有组成车间局域网，每个工作站的生产执行设备、周边辅助设备和PLC通过一个小型交换机组网；他们根据现场情况，把设备调研信息填写到了的表格中，本书示例了其中一种设备的填写，如表所示。（4）建立调研表设备名称品牌型号数量控制器型号通信协议通信协议是否授权是否组网（组网方式）接口是否有空余（网口、串口）硬件是否可扩展有无源程序或点表（包括控制器及上位机）已有传感器类型及型号传感器作用PLC西门子S7-1200系列121212CS7是否是是是无无………………………………选设备查接口摸工况建立调研表做点表连网络OEE数字法步骤-5（5）做点表明确现场的设备情况和网络情况后，针对采集方案，接下来需要对具体设备数据采集数据和PLC的数据地址进行整理，梳理出完整的采集点表填入到表1-1-3中，表中已经示例列举了6个采集点。采集点名称描述数据类型信号地址读写要求采集频率StartSignal启动信号Bool%I0.0只读1000msStopSignal停止信号Bool%I0.1只读1000msUrgeyStop急停信号Bool%I0.2只读1000msAlarm报警信号Bool%Q0.0只读1000msWaiting待机信号Bool%Q0.1只读1000msWorking作业信号Bool%Q0.2只读1000ms………………采集点名称：可自定义，需要使用字符类型，建议按照一定的命名规则进行填写，如使用英文名、英文缩写等，便于识别；说明：描述：可自定义，进一步说明需要采集的点的作用或具体功能，对应设备的信号等；数据类型：需要根据采集的数据内容来定，比如位置信息是带有小数点的数值，使用浮点型数值更符合实际；选设备查接口摸工况建立调研表做点表连网络OEE数字法步骤-6完成工业现场调研后，需要根据实际情况规划网络拓补图。图1-1-2示例的是把12个生产工作站进行组网。Note:工业现场通常是一台设备使用一个网关，理论上可以多台设备共用一个网关，但是经过行业的实际验证发现使用效果并不好，网关的处理能力有限，节省的成本不能抵消网关功能不稳定带来的损失。（6）连网络选设备查接口摸工况建立调研表做点表连网络04PARTFOUROEE数字化工具系列如何来实现低成本、真实、快速又方便的OEE指标？OEE数字化是通过自动化或半自动化数采方式，获取设备运行的相关信息，为OEE计算提供真实可靠的数据，同时该系统也可以生成实时的生产信息报告，包括UPH、异常柏拉图、设备的6大损失和多个维度的OEE指标数据。什么是OEE数字化OEE数字化的价值自动或半自动代替人工记录

配合蓝牙设备计数采集器，采集设备所有产出及停机分布，减少人员参与度、提供数据准确性，实时性实时监控设备绩效

通过产品计数的采集、计划停机与非计划停机的采集，系统自动计算设备OEE，可通过APP、看板、作业平台等方式实时监控。自动分析报表

系统针对OEE六大损失进行分析展示，数据分析层层下探，找到根本原因，有效提高OEE水平。OEE数字化系统架构图OEE数字化应用连接图大屏数据实时显示，统计分析生成损失记录表模块自动获取数据产品加工结束录入不良数，选择不良分类操作人员在工位平板上选择停止原因自动化设备采集器计划停机非计划停机产能数据数据记录服务器蓝牙无线传输控制中心异常等级划分不良等级划分触发阙值设置不良升级设置服务器产品信息产品工时各种通知、数据汇聚、数据分析蓝牙无线传输获取CT值OEE数字化的快速导入立即提高现场目视化水平PAD实时显示实时数据看板移动端异常通知连接安装配置接入PLC、传感器等模块采集数据1小时将平板电脑定位在员工作业现场1小时网站上完成相关设备配置1小时业务价值异常发生，员工3s选择异常一级、二级损失异常一二级、不良一二级自定义自动记录时间代替手工记录时间实时监测设备绩效机器状态实时监测，异常通知人工选择一二级损失。设备运行指标实时监测：实时OEE、损失类型、产能UPH、损失柏拉图、不良分级。界面简洁模块全面显示过去1H/24H/7天OEE水平操机人员信息正在生产产品信息实时产量理论产量通知栏,记录停机时间24H停机时间记录明细每小时产能达成停机损失柏拉图不良品录入页面生产计划切换页面解决OEE采数难题通过设备对接采集实时OEE采集云端部署，SaaS化同步系统数据实时上传、运算、备份储存OEE智能采集器3H上线改善方便指标可视化成本低上线快：通电即采OEE通用性好：适合所有设备、产线、手工作业机台全部获取各种停机浪费数据，有利于改善设备。快速提升数字化水平B/S架构，实时查看设备运行状态，问题机台一目了然多种方式采集可供选择提供最高性价比解决方案OEE数字化的收益OEE三大指标MTTR&MTBF异常停机柏拉图不良分析柏拉图OEE趋势分析OEE数字化改善的价值获取小停工的发生次数或者停止时间数据，快速找到问题点，并改善。发生次数停止时间卡盘没有松动材料供给滑道挂材料供給滑道挂次工程传送滑道挂次工序传送滑道挂启动开关接触不良启动开关接触不良主轴被切屑缠绕主轴被切屑缠绕切屑堵塞切屑堵塞り卡盘没有松动从次数和停止时间多的部分开始对策！OEE数字法改善的价值现场采集数据小停机数据汇总设备实时状态采集90%通用通用于任何年代的设备通用于任何品牌通用于任何类型OEE数字化适用的设备范围05PARTFIVEOEE数字化的收益相关的一些案例PAD放置硬件部署PAD通过WIFI连接服务器基于现场粉尘、铁屑较多，采用工程PAD，不锈钢框架固定PAD放置在生产工位，高度与操作工相匹配，方便操作数据采集器放置于平板背面，通过蓝牙与平板通讯继电器连接设备PLC，并与数据采集器直连嘉兴一家汽车零部件厂相关的一些案例部分外企生产数据不透明，无法对订单过程进行实时监控OEE相关数据手工记录为主，存在数据缺失订单产品多变，OEE管理耗时耗力OEE改善方向不明-需求痛点

--预期收益--解决方案-减少故障，提高生产