Dove si nasconde l’OEE?

Alzi la mano chi, in ambito di produzione industriale, non ha mai sentito parlare di Overall Equipment Effectiveness! L’OEE è probabilmente l’indicatore di performance produttiva più noto, grazie alla capacità di fornire in maniera concisa e intuitiva il rendimento di un macchinario (o di una linea o di un intero sito), tenendo conto di diversi fattori che influenzano l’efficienza produttiva.

È un indicatore apparentemente semplice da calcolare e che consente di avere un riferimento su quella che è la reale capacità di un’organizzazione di utilizzare le proprie linee produttive.

In questo articolo cercheremo di comprendere quelle che sono le insidie nel calcolo dell’OEE, ma soprattutto capiremo come e quando è realmente utile e quali sono le caratteristiche di un buon strumento per automatizzare il calcolo e la sua analisi.

"Cosa faccio una volta che ho calcolato il mio OEE? Se la mia linea ha un OEE del 74%, dove si nasconde il 26% di produttività che non riesco a sfruttare?"

Dove nasce l’OEE e come si calcola l'OEE?

Il termine OEE è stato menzionato per la prima volta da Seiichi Nakajima nel testo 'TPM Tenkai' nel 1982. L'OEE è stato descritto come una parte centrale della metodologia di Mantenimento Produttivo Totale. Negli anni si è consolidato come strumento di numerose metodologie di efficientamento della produzione.

La definizione di OEE è “semplicemente” il prodotto di tre fattori:

• Qualità: il rapporto tra la produzione considerata buona e quella totale (buona + scarti)
• Performance: il rapporto tra la produttività effettivamente raggiunta e la capacità ideale massima di una macchina
• Disponibilità: il rapporto tra il tempo in cui l’asset ha prodotto, rispetto al tempo totale in cui l’asset era disponibile per produrre

Tutti i termini sono in rapporto e quindi si esprimono in percentuale. L’OEE, di conseguenza, è anch’esso espresso con una percentuale.

Chi utilizza l’OEE?

L’OEE è un indicatore che si può trovare sul tavolo di lavoro di diverse figure.

A livello più alto il management lo può utilizzare per definire piani strategici di investimento, per confrontare siti produttivi differenti. In questo caso l’OEE viene tipicamente aggregato su periodi temporali lunghi (mesi/anni) e per aree di produzione, entrando raramente nel dettaglio delle singole macchine.

Un punto di vista differente è quello di chi governa quotidianamente la produzione (direttore di stabilimento, responsabile produzione e di manutenzione). Qui si ha l’interesse ad andare più nel dettaglio, si analizza su base giornaliera/settimanale.

Infine, anche gli operatori ed i manutentori potrebbero essere coinvolti nell’uso dell’OEE. Avere sott’occhio l’OEE su base turno, per esempio, aiuta a comprendere lo stato di avanzamento della produzione attuale e a stimolare una maggiore attenzione al risultato.

"Siamo in grado di automatizzare la generazione di visualizzazioni dell’OEE dal real time fino a report direzionali o investiamo molto tempo in estrazioni e report manuali?"

Quali sono le difficoltà nel calcolo dell’OEE

Ciascun elemento dell’OEE può nascondere trappole insidiose che possono portare a risultati incoerenti o fuorvianti. Vediamo le insidie di ciascun componente della formula dell’OEE.

Qualità

In un mondo ideale, ogni singolo item prodotto dovrebbe essere immediatamente catalogato secondo una classificazione binaria buono\non buono. Nel mondo reale però ci si trova a gestire:

• Diversi gradi di qualità
• Diverse ragioni di scarto
• Rivalutazioni a posteriori
• Analisi di qualità che richiedono tempo e quindi possono arrivare successivamente rispetto al momento dell’effettiva produzione (minuti\ore)

"Quando implementiamo il calcolo della qualità, siamo in grado di gestire le tempistiche operative e il dettaglio delle ragioni di scarto?"

2) Performance

L’indicatore di performance si basa sul rate ideale della macchina, la velocità massima che si può raggiungere e che non si dovrebbe superare. Tipicamente si assume che è un parametro dato dal costruttore della macchina. Nella realtà però ci si può trovare a gestire:

• Macchine con differenti velocità ideali, che cambiano al variare del prodotto
• Velocità massima rimodulata con l’esperienza
• Macchinari che superano il limite teorico previsto

"Quali sono i tempi ciclo ideali che applicate, riuscite a definirli anche al variare del prodotto?"

3) Disponibilità

Se la performance dipende da un parametro tecnico del macchinario, la disponibilità è fortemente legata a come è organizzata la produzione e a come si vogliono considerare le differenti fasi. Ci si trova quindi a dover gestire situazioni come:

• Se ho un fermo a causa di un guasto, come catalogo il tempo dedicato alla riparazione?
• Un macchinario attivo ma che non produce per problemi dovuti alle macchine che la precedono, come lo considero?
• Numerosi codici di causale di fermo, molti dei quali da inserire manualmente
• Necessità di rettifiche a seguito dell’analisi del fermo
• Macchinari simili con catalogazioni degli stati molti diversi tra loro
• Fermate molto brevi ma ripetitive (micro-fermate) che possono sfuggire ai sistemi di acquisizione
  

"Nella definizione degli stati macchina, avete un criterio standard tra i macchinari e la capacità di entrare nel dettaglio delle causali? Con che risoluzione gestisci i tempi di stato?"

Esiste poi un ulteriore elemento da considerare, ovvero come calcolare l’OEE di una linea composta da più macchinari in serie e/o in parallelo. Talvolta ci si limita a considerare la linea come un unico elemento concentrandosi sugli equipment collo di bottiglia. Tuttavia, questo fa perdere molti dettagli e non consente di approfondire le analisi di miglioramento. 

"Sei in grado di gestire l’OEE delle singole macchine e anche della linea completa?"

Questi esempi ci raccontano che dietro le tre componenti dell’OEE ci sono dettagli che possono fare la differenza. Risulta importante la capacità di fare un’analisi preliminare sui criteri di calcolo e quindi dotarsi di una soluzione di calcolo dell’OEE in grado di gestire questi aspetti nel dettaglio.

Come valutare il proprio OEE?

Una volta raggiunta la capacità di calcolare l’OEE e condividerlo tra i differenti stakeholder, l’organizzazione ha un riferimento su cui fare le proprie analisi.

Le dashboard forniscono informazioni, ma il miglioramento nasce dalle azioni che si decide di intraprendere. L’attenzione quindi si deve muovere sull’OEE che non stiamo utilizzando: dove si nasconde  il potenziale produttivo ancora inutilizzato?

Questa è decisamente la parte più complessa perché le cause di inefficienza possono essere numerose e di varia natura e non sempre una è decisamente più evidente delle altre. 

Esistono metodologie che guidano l’analisi delle performance, come ad esempio la Total Productive Maintenance (TPM) che identifica sei macro-famiglie di inefficienze:

• Guasti (impatto principale sulla disponibilità)
• Set up e cambi formato (impatto principale sulla disponibilità)
• Micro-fermate (impatto principale sulla performance)
• Riduzione della velocità (impatto principale sulla performance)
• Scarti in avviamento (impatto principale sulla qualità)
• Scarti durante la produzione (impatto principale sulla qualità)

Tutte queste macro-cause sono calate nelle specifiche fasi della produzione come impostazione macchina, avviamento, cambi formato. Questo ci fa comprendere quando sia importante caratterizzare l’OEE con il contesto produttivo.

"Siamo sempre in grado di tracciare tutte le fasi di lavoro dell’asset?"

Un'altra metodologia di analisi dei problemi, nota come diagramma di Ishigawa o Fishbone indica cinque macro-cause che influenzano la produzione:

• Manodopera: il fattore umano in termini di competenze ed efficienza
• Macchine: affidabilità, impostazioni, progettazione
• Materiali: non conformità disponibilità
• Metodo: come organizzo le risorse e le specifiche attività
• Ambiente: come impatta il contesto ambientale circostante

Questa metodologia invita quindi a considerare tutti i fattori che ruotano intorno alla produzione.

"Abbiamo a disposizione tutti i dati di contesto? Cosa stava accadendo quando l’OEE ha avuto un calo?"

L’OEE ci offre un punto di partenza, una baseline a cui fare riferimento, ma da solo non è in grado di guidarci a comprendere dove si annidano le cause di inefficienza che affliggono il processo. Facciamo qualche esempio in più. 

Quando analizziamo un parametro di Quality particolarmente basso riusciamo a capire se c’è relazione con il tipo di prodotto, o la materia prima, le condizioni ambientali o il turno?

Quando identifichiamo un macchinario con problemi di fermate frequenti, siamo in grado di entrare nel dettaglio dei suoi parametri tecnologici ed analizzare i dati di sensoristica insieme agli allarmi che ha gestito (o non gestito) l’operatore?

"Le squadre di manutenzione hanno una statistica puntuale dei fermi più impattanti e di quelli più frequenti?"
"Siete in grado di impostare piani di manutenzione preventivi o su condizione mirati?"

Il supporto della tecnologia

Riuscire a incrementare il proprio OEE in maniera consistente ed efficace è un’attività che richiede una serie di valutazioni che vanno oltre la lettura delle sue tre componenti.

Il ruolo della tecnologia è duplice:

• Rendere il più semplice ed automatico possibile la raccolta dei dati, il calcolo e l’accesso ai dati di OEE
• Fornire le misure di dettaglio per supportare le attività di analisi volte a scoprire dove si celano le inefficienze

Quali sono quindi i requisiti di una soluzione di calcolo dell’OEE?

• Connessione alle macchine flessibile in grado di lavorare sia che si disponga solo di un conta pezzi o dell’accesso a tutti i dati macchina disponibili nel PLC
• Un ambiente flessibile di configurazione, per consentire di catalogare fermi, stati macchina, ragioni di scarto, sia per i casi più semplici che per quelli più strutturati
• Gestione di dati real-time e anche differiti nel tempo, come i risultati di analisi di qualità o la giustificazione di un fermo
• Capacità di analizzare contemporaneamente sia le singole macchine che le linee composte da più elementi.
• Integrazione con sistemi di governo della produzione per contestualizzare i dati macchina con informazioni gestionali come work-order, tipo di prodotto, lotto materie prime, turno o squadra di lavoro
• Flessibilità nella creazione delle interfacce utente, da quella per gli operatori in linea fino alle dashboard per il management
• Disponibilità di dati di dettaglio contestualizzati con gli eventi per consentire attività di troubleshooting, root cause analysis e ottimizzazione dei settaggi.

Accontentarsi di un OEE basato sul minimo numero di dati, può accelerare il raggiungimento del risultato base, il calcolo, ma poi non supporta il vero scopo ovvero la definizione delle azioni di miglioramento.

"Che strumenti utilizzano i team di gestione della produzione per analizzare in dettaglio dove si nascondono le inefficienze?"

Cosa offre AVEVA per il calcolo dell’OEE?

La soluzione AVEVA per il calcolo dell’OEE consente di approcciare un progetto di OEE partendo dai casi più semplici, ma con la garanzia che ci si affida ad una piattaforma fortemente scalabile sia in termini di quantità di informazioni che possono essere analizzate, sia in termini di numero di macchinari, linee ed impianti integrabili.

👉 Tracciamento e analisi OEE 👈

Si può implementare il calcolo nel modo più immediato, basato su conta pezzi, stato macchina e velocità per poi crescere includendo la codifica dei fermi, delle ragioni di scarto ed i dettagli ad alta risoluzione dei parametri di macchina.  

👉AVEVA MES Operazioni 👈

La soluzione AVEVA è fortemente integrata con le tecnologie di campo, con un interfacciamento diretto ad esse, consentendo di acquisire in real time i parametri essenziali per il calcolo dell’OEE, insieme ad un ampio numero di misure e dati macchina ad alta risoluzione. Questo consente di poter acquisire con dettaglio gli eventi produttivi e quelli tecnologici e quindi di poter supportare le analisi di dettaglio per ogni singolo asset.  

👉Driver di comunicazione AVEVA |  Piattaforma di sistema AVEVA 👈

Inoltre, è possibile integrare le informazioni di gestione del processo, spesso in carico a sistemi IT come sistemi MES o gestionali. In questo modo l’OEE viene arricchito di tutto il contesto operativo immediatamente durante la sua creazione, evitando di dover fare laboriosi incroci di dati a posteriori. 

👉AVEVA MES Operazioni  |  AVEVA MES Quality  |  Infrastruttura di dati AVEVA PI 👈

Le soluzioni AVEVA accompagnano le aziende nel loro percorso di crescita digitale, offrendo un'infrastruttura scalabile che si adatta all'evoluzione della maturità digitale e alle esigenze operative.