نحوه محاسبه بازده تولید تجهیزات

راندمان تولید تجهیزات الف متریک حیاتی برای مشاغلی که می خواهند عملیات خود را بهینه کنند و خروجی خود را به حداکثر برسانند. با درک نحوه محاسبه دقیق کارایی تولید، می‌توانید گلوگاه‌ها را شناسایی کنید، زمان خرابی را کاهش دهید و بهبودهایی را اجرا کنید که منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه و افزایش بهره‌وری می‌شود.

خوراکی های کلیدی

• اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) فرمول استاندارد طلایی برای اندازه گیری کارایی تولید تجهیزات است
• محاسبات بازده تولید به داده هایی در مورد نیاز دارد در دسترس بودن، عملکرد و کیفیت نرخ ها
• نظارت منظم به شناسایی کمک می کند فرصت های بهبود و از افت بهره وری جلوگیری می کند
• هر دو اندازه گیری های کمی و مشاهدات کیفی برای تجزیه و تحلیل جامع کارایی ضروری است
• فناوری های پیشرفته مانند حسگرهای اینترنت اشیا و نرم افزار تجزیه و تحلیل می تواند محاسبات کارایی را خودکار کند

راندمان تولید چیست؟

راندمان تولید به اثربخشی و بهره وری تجهیزات ساخت در تبدیل ورودی ها به خروجی این اندازه گیری می کند که یک ماشین، خط تولید یا تأسیسات چقدر از منابع (زمان، مواد، انرژی) برای تولید کالاهایی که استانداردهای کیفیت را رعایت می کنند استفاده می کند. راندمان تولید بالا نشان می دهد که تجهیزات نزدیک به حداکثر ظرفیت تئوری خود عمل می کنند و در عین حال ضایعات و زمان خرابی را به حداقل می رساند.

For manufacturing businesses, maintaining optimal production efficiency is not just about keeping machines running—it's about به حداکثر رساندن ارزش آفرینی از دارایی های موجود تجهیزات کارآمد، کالاهای بیشتری را با منابع کمتر تولید می کنند که منجر به سودآوری و رقابت بیشتر در بازار می شود.

چرا اندازه گیری کارایی تجهیزات مهم است؟

محاسبه و ردیابی کارایی تجهیزات فراهم می کند بینش های ارزشمند into your production processes. Without proper measurement, it's impossible to know if your equipment is performing at optimal levels or if there's room for improvement.

نظارت منظم بهره وری به شما کمک می کند:

• تجهیزاتی که عملکرد ضعیفی دارند و ممکن است نیاز به تعمیر و نگهداری یا تعویض داشته باشند را شناسایی کنید
• شناسایی تنگناها و ناکارآمدی های تولید
• تصمیمات مبتنی بر داده در مورد بهبود فرآیند اتخاذ کنید
• اهداف و برنامه های تولید واقعی را تنظیم کنید
• سرمایه گذاری در تجهیزات یا فناوری های جدید را توجیه کنید
• عملکرد ماشین‌ها، شیفت‌ها یا امکانات مختلف را مقایسه کنید

هنگامی که معیارهای کارایی کاهش می یابد، به عنوان یک عامل عمل می کند سیستم هشدار اولیه برای مشکلات احتمالی این به تیم های تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا مشکلات را قبل از اینکه منجر به خرابی فاجعه بار یا توقف طولانی مدت تولید شوند، بررسی کنند.

فرمول OEE: استاندارد طلایی برای محاسبه کارایی

اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) بیشترین میزان را دارد روش جامع برای محاسبه راندمان تولید این معیار سه عامل مهم را در نظر می گیرد که بر عملکرد تجهیزات تأثیر می گذارد:

فرمول OEE به صورت زیر است:

OEE = در دسترس بودن × عملکرد × کیفیت

هر جزء جنبه متفاوتی از کارایی را می سنجد:

• در دسترس بودن: درصد زمان برنامه ریزی شده ای که تجهیزات برای کار در دسترس هستند
• عملکرد: سرعتی که تجهیزات در مقایسه با سرعت طراحی شده آن کار می کنند
• کیفیت: درصد واحدهای خوب تولید شده نسبت به کل واحدهای شروع شده

نتیجه به صورت درصد بیان می شود، با 100% نشان دهنده تولید کامل (در حال اجرا با حداکثر سرعت، بدون توقف، و تولید تنها قطعات خوب). اکثر عملیات های تولیدی OEE را در نظر می گیرند 85% یا بالاتر تا عملکردی در سطح جهانی داشته باشد.

محاسبه نرخ در دسترس بودن

نرخ در دسترس بودن اندازه گیری مقدار از زمان تولید برنامه ریزی شده تجهیزات شما در واقع کار می کند. این تلفات ناشی از خرابی تجهیزات، راه اندازی و تنظیمات و سایر توقف ها را به حساب می آورد.

برای محاسبه نرخ در دسترس بودن:

در دسترس بودن = زمان اجرا ÷ زمان تولید برنامه ریزی شده

به عنوان مثال، اگر قرار بود تجهیزات شما به مدت 8 ساعت (480 دقیقه) کار کند اما به دلیل خرابی و تنظیمات 60 دقیقه از کار افتاد، محاسبه شما به این صورت خواهد بود:

Availability = (480 - 60) ÷ 480 = 0.875 or 87.5%

ردیابی در دسترس بودن به شناسایی کمک می کند علل اولیه از خرابی تجهیزات تلفات رایج در دسترس بودن عبارتند از:

• خرابی و خرابی تجهیزات
• زمان راه اندازی و تنظیم
• تغییر ابزار
• کمبود مواد
• در دسترس نبودن اپراتور

محاسبه نرخ عملکرد

نرخ عملکرد چگونگی را اندازه گیری می کند به سرعت تجهیزات شما در مقایسه با قابلیت سرعت طراحی شده خود عمل می کند. این تلفات سرعت را به دلیل کاهش سرعت های عملیاتی و توقف های کوچک یا زمان بیکاری محاسبه می کند.

برای محاسبه نرخ عملکرد:

عملکرد = (مجموع قطعات ÷ زمان اجرا) ÷ نرخ اجرای ایده آل

به طور متناوب، می توانید استفاده کنید:

عملکرد = (خروجی واقعی ÷ خروجی ممکن با سرعت استاندارد) × 100%

به عنوان مثال، اگر تجهیزات شما در طول 420 دقیقه زمان اجرا 400 دستگاه تولید کرده است و نرخ ایده آل 1.2 واحد در دقیقه است:

عملکرد = (400 ÷ 420) ÷ 1.2 = 0.79 یا 79%

دلایل رایج کاهش عملکرد عبارتند از:

• Operating below the equipment's designed speed
• توقف های جزئی و بیکار (کمتر از 5 دقیقه)
• ناکارآمدی اپراتور
• مواد یا ورودی های کمتر از حد مطلوب
• تغذیه نامنظم دستگاه

محاسبه نرخ کیفیت

نرخ کیفیت تعداد آنها را اندازه گیری می کند واحدهای خوب تجهیزات شما در مقایسه با کل واحدهای شروع شده تولید می کند. افت کیفیت ناشی از نقص و دوباره کاری را به حساب می آورد.

برای محاسبه نرخ کیفیت:

کیفیت = واحدهای خوب ÷ کل واحدهای تولید شده

به عنوان مثال، اگر تجهیزات شما در مجموع 400 واحد تولید کرده اما 20 دستگاه معیوب بوده است:

Quality = (400 - 20) ÷ 400 = 0.95 or 95%

افت کیفیت ممکن است به دلیل موارد زیر رخ دهد:

• Production defects (units that don't meet specifications)
• مواد قراضه
• الزامات دوباره کاری
• واحدها در هنگام راه اندازی آسیب دیده اند
• از دست دادن عملکرد در طول فرآیند تولید

قرار دادن همه چیز در کنار هم: مثال محاسبه OEE

Let's combine all three components to محاسبه OEE برای یک سناریوی تولید معمولی:

اطلاعات داده شده:

• زمان تولید برنامه ریزی شده: 8 ساعت (480 دقیقه)
• زمان توقف: 60 دقیقه
• کل واحدهای تولیدی: 400
• سرعت اجرای ایده آل: 1.2 واحد در دقیقه
• واحد معیوب: 20

مرحله 1: محاسبه نرخ دسترسی

Availability = (480 - 60) ÷ 480 = 0.875 or 87.5%

مرحله 2: محاسبه نرخ عملکرد

عملکرد = (400 ÷ 420) ÷ 1.2 = 0.79 یا 79%

مرحله 3: محاسبه نرخ کیفیت

Quality = (400 - 20) ÷ 400 = 0.95 or 95%

مرحله 4: محاسبه OEE

OEE = 0.875 × 0.79 × 0.95 = 0.657 یا 65.7%

This OEE of 65.7% suggests there's اتاق قابل توجه برای بهبود، زیرا OEE در سطح جهانی به طور کلی 85% یا بالاتر در نظر گرفته می شود.

معیارهای بهره وری جایگزین

در حالی که OEE جامع ترین معیار کارایی است، موارد دیگر محاسبات تخصصی می تواند بینش های اضافی ارائه دهد:

TEEP (عملکرد کامل تجهیزات موثر)

TEEP measures how effectively you're using your equipment relative to all available time (24/7), not just planned production time. It's calculated as:

TEEP = OEE × در حال بارگذاری

محل بارگیری = زمان تولید برنامه ریزی شده ÷ تمام زمان های موجود (24/7)

TEEP به شما کمک می کند بفهمید که آیا باید برنامه ریزی کنید یا خیر زمان تولید بیشتر برای پاسخگویی به تقاضا به جای سرمایه گذاری در تجهیزات جدید.

استفاده از ظرفیت

This metric focuses specifically on how much of your equipment's designed capacity you're utilizing:

ظرفیت استفاده = خروجی واقعی ÷ حداکثر خروجی ممکن × 100%

استفاده از ظرفیت به ویژه برای برنامه ریزی استراتژیک و تعیین زمان گسترش قابلیت های تولید.

نرخ بهره برداری

توان عملیاتی میانگین خروجی را در یک دوره خاص اندازه گیری می کند:

نرخ بهره = کل خروجی ÷ دوره زمانی

این معیار ساده به ردیابی کمک می کند روندهای بهره وری و می تواند برای شناسایی زمانی که عملکرد تجهیزات رو به کاهش است استفاده شود.

جمع آوری داده ها برای محاسبات بازده

محاسبات دقیق بازده بستگی به داده های قابل اعتماد. در اینجا نکات کلیدی داده ای است که باید جمع آوری کنید:

داده های زمان

• زمان تولید برنامه ریزی شده
• زمان اجرای واقعی
• زمان از کار افتادن (طبقه بندی بر اساس علت)
• زمان راه اندازی و تغییر
• دوره های نگهداری

داده های عملکرد

• تعداد واقعی تولید
• نرخ تولید استاندارد
• زمان چرخه
• تلفات سرعت
• توقف های جزئی

داده های کیفی

• مجموع واحدهای تولید شده
• واحدهای خوبی تولید شده است
• نرخ نقص
• دوباره کاری لازم است
• قراضه تولید شده است

بیشترین رویکرد موثر جمع‌آوری خودکار داده‌ها (از طریق سیستم‌های SCADA، حسگرهای اینترنت اشیا یا کنترل‌کننده‌های ماشین) را با مشاهدات دستی و بررسی‌های کیفیت ترکیب می‌کند.

ابزارها و فن آوری ها برای نظارت بر کارایی

امکانات تولید مدرن از انواع مختلفی استفاده می کنند راه حل های تکنولوژیکی برای محاسبه و نظارت بر بازده تولید:

MES (سیستم های اجرایی ساخت)

این سیستم‌های جامع به‌طور خودکار داده‌های تولید را جمع‌آوری می‌کنند و معیارهای کارایی را در زمان واقعی محاسبه می‌کنند. آنها اغلب داشبوردها و گزارش هایی را ارائه می کنند که به مدیران کمک می کند روندها و مشکلات کارایی را به سرعت شناسایی کنند.

حسگرها و دستگاه های اینترنت اشیا

حسگرهای اینترنت اشیا متصل به تجهیزات می توانند نظارت مستمر پارامترهای عملیاتی مانند سرعت، دما، ارتعاش و تعداد تولید. این داده‌ها مستقیماً به سیستم‌های محاسبه کارایی وارد می‌شوند.

CMMS (سیستم های مدیریت نگهداری کامپیوتری)

این سیستم‌ها تاریخچه تعمیر و نگهداری تجهیزات و زمان خرابی را ردیابی می‌کنند، داده‌های حیاتی را برای محاسبات در دسترس بودن فراهم می‌کنند و به جلوگیری از تلفات کارایی ناشی از خرابی تجهیزات کمک می‌کنند.

نرم افزار OEE

راه حل های نرم افزاری تخصصی به طور خاص بر روی محاسبات OEE و تحلیل آنها معمولاً ابزارهای تجسم، روندهای تاریخی و هشدارهایی را ارائه می دهند که کارایی به زیر سطح هدف می رسد.

سیستم های ERP (برنامه ریزی منابع سازمانی).

بسیاری از سیستم‌های ERP شامل ماژول‌های تولیدی هستند که می‌توانند معیارهای کارایی را ردیابی کنند و آنها را با داده‌های تجاری گسترده‌تر مانند هزینه‌ها و تخصیص منابع ادغام کنند.

بهبود بهره وری تولید

Once you've calculated your equipment's efficiency, the next step is to بهبودها را اجرا کنید. در اینجا استراتژی هایی وجود دارد که هر جزء OEE را هدف قرار می دهد:

بهبود در دسترس بودن

• اجرای برنامه های نگهداری پیشگیرانه برای کاهش خرابی ها
• بهینه سازی مراحل راه اندازی و تغییر (تکنیک های SMED)
• اپراتورها را برای عیب یابی سریع برای مشکلات رایج آموزش دهید
• از موجودی قطعات یدکی کافی برای قطعات حیاتی اطمینان حاصل کنید
• از فن آوری های تعمیر و نگهداری پیش بینی برای پیش بینی خرابی ها استفاده کنید

بهبود عملکرد

• علل کاهش سرعت را شناسایی و برطرف کنید
• تنظیمات دستگاه را برای محصولات مختلف بهینه کنید
• اپراتورها را برای جابجایی بهینه ماشین آموزش دهید
• تجهیزات را مطابق با مشخصات سازنده نگهداری کنید
• توقف های جزئی را از طریق بهبود فرآیند حذف کنید

بهبود کیفیت

• پیاده سازی سیستم های نظارت بر کیفیت در خط
• اپراتورها را در مورد استانداردهای کیفیت و بازرسی آموزش دهید
• از طریق روش های حل مسئله، علل ریشه ای نقص ها را برطرف کنید
• بهینه سازی پارامترهای فرآیند برای کاهش تنوع
• پیاده سازی سیستم های ضد اشتباه (poka-yoke).

بیشترین رویکرد موثر این است که ابتدا با بزرگترین ضررهای بهره وری مقابله کنیم، که اغلب بیشترین بازده سرمایه را به همراه دارد.

تعیین اهداف بازده واقعی

While 100% efficiency might seem like the ideal goal, it's rarely achievable in practical operations. Instead, set چالش برانگیز اما قابل دستیابی اهداف بر اساس:

• معیارهای صنعت برای تجهیزات و فرآیندهای مشابه
• عملکرد تاریخی تجهیزات خودتان
• مشخصات سازنده تجهیزات
• روند بهبود و نرخ پیشرفت
• منابع موجود برای ابتکارات بهبود

یک رویکرد متداول این است که اهداف پله‌ای را تعیین کنیم که با اجرای بهبودها به تدریج افزایش می‌یابند. به عنوان مثال، اگر OEE فعلی شما 65% است، ممکن است اهداف 70%، سپس 75%، سپس 80% را در بازه های زمانی مشخص تعیین کنید.

مشکلات رایج در محاسبات کارایی

مراقب اینها باشید اشتباهات رایج هنگام محاسبه و تفسیر بازده تولید:

تعاریف متناقض

استفاده از تعاریف مختلف برای زمان تولید برنامه ریزی شده، زمان خرابی یا نقص در محاسبات یا دوره های زمانی مختلف، مقایسه را بی معنی می کند.

نادیده گرفتن زمینه

اعداد کارایی بدون زمینه ممکن است گمراه کننده باشند. به عنوان مثال، کارایی ممکن است به طور طبیعی در طول تغییر محصول یا معرفی محصول جدید کمتر باشد.

تمرکز فقط روی سرعت تجهیزات

اجرای تجهیزات با حداکثر سرعت اغلب منجر به مشکلات یا خرابی بیشتر کیفیت می شود. هدف این است بهره وری بهینه، نه حداکثر سرعت.

حساب نکردن تمام زیان ها

برخی از تلفات، مانند توقف های جزئی یا نقص های کیفی کوچک، ممکن است ناچیز به نظر برسند، اما می توانند در طول زمان منجر به تخلیه عمده کارایی شوند.

اتکای بیش از حد به میانگین ها

استفاده از ارقام بازده متوسط می تواند تغییرات قابل توجهی را پنهان کند. یک ماشین ممکن است در بیشتر مواقع راندمان عالی داشته باشد اما گاهی اوقات خرابی فاجعه باری دارد.

رویکرد بهبود مستمر به کارایی

Calculating efficiency isn't a one-time activity but part of a بهبود مستمر چرخه:

1. کارایی جریان را اندازه گیری کنید

معیارهای پایه را با استفاده از فرمول OEE و سایر محاسبات مربوطه ایجاد کنید.

2. تلفات را تجزیه و تحلیل کنید

تلفات کارایی را بر اساس دسته بندی تقسیم کنید تا بزرگترین فرصت ها را شناسایی کنید.

3. اولویت بندی بهبودها

ابتدا روی پرداختن به بزرگترین یا راحت ترین تلفات کارایی تمرکز کنید.

4. پیاده سازی راه حل ها

تغییراتی در تجهیزات، فرآیندها یا آموزش برای رسیدگی به مسائل شناسایی شده ایجاد کنید.

5. دوباره اندازه گیری و تأیید کنید

برای تأیید بهبودها و تعیین کمیت مزایا، کارایی را دوباره محاسبه کنید.

6. استانداردسازی و مستندسازی

ثبت پیشرفت های موفق و استانداردسازی روش های جدید.

7. چرخه را تکرار کنید

برای بهبود به حوزه اولویت بعدی بروید.

این رویکرد روشمند این کارایی را تضمین می کند به طور مداوم بهبود می یابد در طول زمان به جای اینکه به طور موقت افزایش یابد و فقط به عقب برگردد.

نمونه های مطالعه موردی

در اینجا چند نمونه از چگونگی محاسبه و بهبود کارایی تولید برای عملیات تولید واقعی آورده شده است:

کارخانه فرآوری مواد غذایی

یک غذاساز محاسبه کرد که خط بسته بندی آنها تنها با 62% OEE کار می کند. تجزیه و تحلیل نشان داد که بیشترین ضرر و زیان ناشی از آن است توقف های جزئی مکرر به دلیل نامناسب بودن مواد بسته بندی آنها با طراحی مجدد سیستم تغذیه و اجرای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، OEE را در عرض سه ماه به 78% رساندند و بدون افزودن تجهیزات، خروجی را بیش از 25% افزایش دادند.

تولید کننده قطعات خودرو

یک شرکت قطعات خودرو متوجه شد که مراکز ماشینکاری آن‌ها دارای نرخ‌های مناسب (92%) و کیفیت (98%) اما عملکرد ضعیف (71%) هستند. بررسی نشان داد که اپراتورها بودند به عمد در حال اجرا تجهیزات کندتر از سرعت طراحی شده به دلیل نگرانی در مورد سایش ابزار. با بهینه سازی پارامترهای برش و اجرای یک سیستم مدیریت ابزار موثرتر، آنها عملکرد را به 86% افزایش دادند و در عین حال عمر ابزار را حفظ کردند.

مونتاژ الکترونیک

یک تولید کننده لوازم الکترونیکی با نرخ بالای نقص در خط مونتاژ برد مدار، با نرخ کیفیت تنها 88% دست و پنجه نرم کرد. با پیاده سازی بازرسی نوری خودکار در اوایل فرآیند و رسیدگی به علل اصلی نقص، آنها نرخ کیفیت خود را به 97% ارتقا دادند که به طور قابل توجهی به بهبود کلی OEE آنها از 69% به 81% کمک کرد.

محاسبه کارایی در صنعت 4.0

انقلاب Industry 4.0 نحوه محاسبه و بهبود کارایی تولید را تغییر می دهد فن آوری های پیشرفته:

نظارت در زمان واقعی

حسگرهای هوشمند و ماشین‌های متصل بازخورد فوری در مورد معیارهای بهره‌وری ارائه می‌کنند و امکان تنظیمات فوری را در صورت کاهش عملکرد فراهم می‌کنند.

تجزیه و تحلیل پیش بینی کننده

الگوریتم‌های یادگیری ماشینی می‌توانند زمان کاهش کارایی را بر اساس الگوهای موجود در داده‌های تاریخی پیش‌بینی کنند و مداخلات پیشگیرانه را ممکن می‌سازند.

دوقلوهای دیجیتال

کپی های مجازی تجهیزات فیزیکی امکان شبیه سازی و بهینه سازی کارایی را بدون ایجاد اختلال در تولید واقعی فراهم می کنند.

واقعیت افزوده

ابزارهای AR می‌توانند اپراتورها را از طریق روش‌های بهینه راهنمایی کنند و به تکنسین‌های تعمیر و نگهداری کمک کنند تا به سرعت مسائلی را که بر کارایی تأثیر می‌گذارند، رسیدگی کنند.

بهینه سازی مستقل

سیستم های پیشرفته می توانند به طور خودکار پارامترهای ماشین را برای حفظ تنظیم کنند اوج بهره وری با تغییر شرایط

این فناوری‌ها نه تنها محاسبات راندمان را دقیق‌تر و به موقع‌تر می‌کنند، بلکه استراتژی‌های بهبود پیچیده‌تری را نیز ممکن می‌سازند.

سوالات متداول

درصد OEE خوب چقدر است؟

Generally, an OEE of 85% or higher is considered world-class. Most manufacturing operations operate in the 60-75% range. However, what's "good" varies by industry and equipment type. For new equipment or processes, even 50% might be acceptable initially, with improvement targets set over time.

چند وقت یکبار باید بازده تولید را محاسبه کنم؟

برای اکثر عملیات، محاسبات روزانه تعادل خوبی بین داشتن اطلاعات به موقع و مدیریت تلاش برای جمع آوری داده ها فراهم می کند. با این حال، با سیستم های خودکار، محاسبات زمان واقعی یا ساعتی به طور فزاینده ای رایج است. حداقل، محاسبات هفتگی برای شناسایی روندها توصیه می شود.

کدام مهم تر است: در دسترس بودن، عملکرد یا کیفیت؟

هر سه جزء بخش‌های اساسی کارایی کلی هستند، اما اهمیت نسبی آنها ممکن است بر اساس عملیات متفاوت باشد. در تولید با حجم بالا، عملکرد ممکن است بسیار مهم باشد. برای تجهیزات دقیق، کیفیت ممکن است در اولویت باشد. برای تجهیزاتی که هزینه‌های راه‌اندازی بالایی دارند، در دسترس بودن می‌تواند نقطه تمرکز اصلی باشد.

Can I calculate OEE if I don't know the ideal run rate of my equipment?

If manufacturer specifications aren't available, you can establish your ideal run rate by analyzing historical data to identify the best sustainable performance your equipment has achieved. This becomes your baseline for performance calculations.

آیا زمان تعمیر و نگهداری باید به عنوان زمان از کار افتادگی در محاسبات راندمان محاسبه شود؟

Planned maintenance is typically excluded from downtime calculations. The availability component of OEE only considers unplanned downtime against planned production time. However, if you're calculating total equipment effectiveness performance (TEEP), all non-productive time, including planned maintenance, is factored into the equation.