Hiệu suất thiết bị tổng thể (OEE)

OEE là gì ?

OEE - Overall Equipment Effectiveness hay Hiệu Suất Tổng Thể Thiết Bị là thước đo hiệu quả hoạt động (effectiveness) của một thiết bị (equipment) một cách tổng thể (overall) thông qua cả 3 mặt nguồn lực: thời gian, chất lượng, và tốc độ vận hành dựa trên việc quản lý hiệu suất của người quản lý và qua đó giúp chỉ ra các vùng cơ hội để cải tiến. Cho đến nay là cách bao quát nhất để đo hiệu quả sản xuất các thiết bị của nhà xưởng.

2020-02-26_220031.jpg

Mô hình OEE

OEE là mối quan hệ của số lượng sản phẩm được sản xuất so với công suất lý thuyết của thiết bị đó

1.  Availability, tạm dịch là tỷ lệ hữa dụng, đo lượng tổn thất thời gian vận hành (downtime).
                        Availability = (Thời gian hoạt động thực tế)/(Thời gian chạy máy theo kế hoạch) x 100%

2. Quality, tạm dịch là tỷ lệ chất lượng, đo lượng tổn thất chất lượng
                        Quality = (Tổng sản phẩm đạt chất lượng)/(Tổng sản phẩm sản xuất) x 100%

3. Performance, tạm dịch là tỷ lệ hiệu suất, đo lượng tổn thất tốc độ vận hành
                        Performance = (Tổng sản phẩm sản xuất)/(Thời gian chạy máy thực tế x công suất thiết kế) x 100%

4. Overall Equipment Effectiveness             
                        OEE = Availability x Quality x Performance
Một trong nhưng điều cơ bản nhất của OEE đơn giản là mối quan hệ của các bộ phận tốt đã được sản xuất so với số lượng bộ phận tốt có thể sản xuất được. Tuy nhiên, một trong những lợi ích của OEE là hiển thị chi tiết về lý do tại sao lại sản xuất ít hơn so với lý thuyết và đồng thời giúp tìm ra những hao tổn này.

Ví dụ ứng dụng OEE

Kết quả các thông số của OEE trên thiết bị được trực quan hóa như biểu đồ minh họa sau

ung-dung-oee.png

Một cách để diễn giải ý nghĩa biểu đồ OEE của báo cáo trên như sau:
Avaiability = 97%: nguồn lực về mặt thời gian được tận dụng 97% và 3% còn lại là khoảng thời gian chết (tất nhiên con số này là không đúng và có thể lớn hơn nhiều, chỉ mang tính trình bày và minh họa là chủ yếu).
Quality = 90%: cứ 100 lượt nguyên liệu vào dây chuyền thì chỉ có 90 sản phẩm được chứng nhận loại A về chất lượng ở đầu ra, hoặc cứ 100 tiếng sản xuất thì 10 tiếng là lãng phí do các vấn đề về chất lượng.
Performance = 102%: chỉ ra rằng tốc độ sản xuất của chuyền vướt mục tiêu 2% về mặt thời gian. Một cách chi tiết, chỉ số này được tính như sau:

Mục tiêu là 220 sp/giờ với chất lượng loại A của chuyền trong tổng thời gian sản xuất thực tế (bao gồm tăng ca và sau khi trừ đi các thời gian ước lượng về lãng phí và downtime) là 198 giờ.
Thực tế, báo cáo chỉ ra sản xuất được 39,764 sản phẩm trong tháng 1, vậy thời gian mà chuyền đã sản xuất đạt chất lượng theo mục tiêu 220 sản phẩm/giờ là:
- Thời gian sản xuất loại A = (Sản lượng mục tiêu của chuyền)/(Sản lượng đạt được Loại A) = (220 sp/giờ)/(39,764 sp/tháng1 ) = 180.7455 giờ
Chỉ số QIP (Quality In Product) chỉ ra RFT (Right First Time) là 90% (Cắt + May + Lắp Ráp), vậy thời gian thực sự mà chuyền đã thực hiện sản xuất:
- Hiệu quả sản xuất theo giờ = (Thời gian sản xuất loại A)/Quality = (180.7455 giờ)/(90% ) = 200 giờ
Cuối cùng:
- Performance = (Hiệu quả sản xuất theo giờ)/(Thời gian sản xuất thực tế) = 200/198 ≈ 102%
Vị vậy, với trường hợp này thì mục tiêu 220 sp/giờ là không phù hợp nữa.

OEE loại bỏ 6 loại tổn thất lớn

Giả sử một máy chạy hoàn hảo có thể sản xuất 100 sản phẩm  mỗi ngày mà không có bất kỳ điểm dừng, sự cố hoặc sự chậm trễ nào khác. Nếu, vào cuối ngày, máy chỉ sản xuất 67 sản phẩm  tốt, thì OEE là 67 trên 100 hoặc 67%. Điều này có nghĩa là 33% đã thực hiện không đạt yêu cầu, chủ yếu do 6 tổn thất lớn và là nguyên nhân chính gây ra tổn hao trong sản suất.

 oee-six-big-losses.png

Tổn thất 1 – Hỏng hóc máy móc, thiết bị

Hỏng hóc của máy móc, thiết bị là tổn thất dễ dàng nhìn thấy nhất trong hoạt động sản xuất bởi tính bất thường và sự tác động rõ ràng của nó đến hoạt động sản xuất liên tục trong nhà máy.
Lý do: Các trường hợp xảy ra tổn thất này bao gồm hỏng hóc của khuôn/gá, các hoạt động bảo dưỡng không nằm trong kế hoạch, hỏng hóc chung về cơ/điện hoặc bộ phận của thiết bị hoặc các trường hợp thiết bị không vận hành theo yêu cầu (chức năng/thông số)
Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất dừng máy không kế hoạch (Unplanned stop)” trong Availability Loss.

Tổn thất 2 – Thiết lập và điều chỉnh thiết bị

Tổn thất về thiết lập và điều chỉnh thiết bị thường được cảm nhận ít rõ ràng hơn trong quá trình sản xuất.
Lý do: Một trong những lý do cho việc này có thể là sự “tiêu chuẩn hóa” việc thiết lập và điều chỉnh thiết bị trong các quy trình sản xuất. Ví dụ minh họa cho tổn thất này bao gồm thiết lập & khởi động vào đầu ca làm việc, khi thay đổi đơn hàng, thay đổi khuôn, thay đổi thông số, thiếu/thay đổi nguyên liệu.
Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất dừng máy có kế hoạch (Planned stop)" trong Available Loss.

Tổn thất 3 – Dừng vặt khi vận hành thiết bị

Các trường hợp dừng vặt, để phân biệt với các tình huống hỏng hóc, thường bao gồm các sự cố gây ra thời gian dừng máy ngắn – ví dụ dưới 5 phút – và thường không yêu cầu sự có mặt của nhân viên kỹ thuật/bảo dưỡng.
Lý do: Các tình huống thực tế có thể bao gồm sự cố đầu/cuối trên dây chuyền, kẹt vật liệu, dòng sản phẩm bị chặn, cài đặt sai, sắp xếp sai(misaligned), bộ phận cảm biến bị che khuất, vấn đề bản thiết kế sản phẩm, vệ sinh nhanh.
Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất dừng nhỏ (Small stop)” trong Perfomance loss.

Tổn thất 4 – Thiết bị vận hành với tốc độ thấp

Trong một số trường hợp, thiết bị được vận hành ở tốc độ thấp hơn so với thiết kế hoặc tiêu chuẩn gây ra tổn thất đối với OEE.
Lý do: một số tình huống gặp phải của tổn thất này có thể là vận hành thiết bị ở điều kiện không phù hợp (môi trường, nguyên liệu,…), làm nóng thiết bị hoặc vết bẩn, dầu bôi trơn hết tác dụng, môi trường ô nhiễm, thiếu kinh nghiệm vận hành của quản lý, tắt và khởi động.
Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất tốc độ chu kỳ (Slow cycle)” trong Performance loss.

Tổn thất 5 – Lỗi khi khởi động

Khi khởi động hoặc điều chỉnh thiết bị, tổn thất với OEE không chỉ nằm ở chỗ dừng máy mà còn gây ra tổn thất khi tạo ra các sản phẩm không đảm bảo chất lượng. Các sản phẩm lỗi này có thể được phát hiện ngay để loại bỏ, sửa chữa hoặc có thể bị đi lọt vào các quá trình tiếp theo và gây tác động lớn hơn đến chất lượng.
Lý do: cài đặt sai thiết bị, lỗi xữ lý của thiết bị hoặc máy móc và hết hạn(lot expriration in pharmaceutical plants) 
Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất khởi động (Startup reject)” trong Quality loss.

Tổn thất 6 – Lỗi trong sản xuất

Tổn thất này bao gồn các sản phẩm sai lỗi được tạo ra khi thiết bị được cho là hoạt động trong tình trạng ổn đinh, nó còn xảy ra phổ biến sau giao ca (changeovers) và biểu hiện qua các sản phẩm phải làm lại ngay tại công đoạn đó, dẫn đến phế liệu và các sự cố chất lượng ở những công đoạn tiếp theo khi các sản phẩm lỗi bị giữ lại.
Tổn thất này được xếp vào nhóm “Tổn thất chất lượng trong sản xuất” trong Quality loss.

Ứng dụng IoT trong đo lường OEE thời gian thực (Real-time OEE)

iot-va-oee.jpg

Internet of Things (IoT) giúp các ban quản lý sản xuất cải thiện đánh giá OEE của họ với sự hiểu biết chi tiết về hiệu suất thiết bị thông qua thiết bị đo đạc và phân tích. Các giải pháp IoT giúp cải thiện các giá trị OEE theo nhiều cách.

1. Phân tích quá trình lịch sử và dữ liệu hiệu suất để tối ưu hóa quy hoạch bảo trì, lịch biểu và tài nguyên.

2. Nhận cảnh báo trước về sự xuống cấp của máy của họ, với bảo trì dự đoán để tránh thời gian chết.

3. Mục tiêu dẫn đến chi phí bảo trì thấp hơn, vật liệu và nguồn cung cấp giảm, và có sẵn thiết bị lớn hơn.

4. Chất lượng dây chuyền sản xuất sẽ được theo dõi cẩn thận. Nó sẽ giúp bạn theo dõi các thông số quá trình, tìm ra hiệu chuẩn, nhiệt độ, tốc độ và thời gian sản xuất của máy.

5. Nó sẽ giúp trong việc quản lý chuỗi cung ứng. Các ngành công nghiệp sẽ có thể so sánh các kết quả sản xuất trước đó với những kết quả mới. Nó sẽ giúp họ quyết định cách họ có thể làm việc theo lịch trình tương lai của họ