OEE-Berechnung unter der Lupe: 5 häufige Fehler bei der Messung von Verfügbarkeit, Leistung und Qualität
Eine OEE-Berechnung kann auf den ersten Blick gute Ergebnisse liefern, obwohl die zugrunde liegenden Daten falsch definiert wurden. Meist liegt das Problem nicht in der Formel selbst, sondern darin, wie Produktionszeit, Stillstände, ideale Zykluszeit oder Gutteile berechnet werden. Wenn Sie für das Ergebnis einer Produktionslinie verantwortlich sind, sollten Sie genau diese Bereiche prüfen, bevor Sie aus einem Unterschied zwischen 72 und 78 % OEE Schlussfolgerungen ziehen.
OEE-Berechnung: Die Formel ist einfach, das größere Problem beginnt früher
Die grundlegende OEE Formel ist bekannt:
OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität
Die Verfügbarkeit zeigt, wie viel der geplanten Produktionszeit die Maschine tatsächlich gearbeitet hat. Die Leistung vergleicht die reale Produktionsgeschwindigkeit mit der idealen Zykluszeit. Die Qualität zeigt wiederum, wie viele produzierte Teile bereits beim ersten Durchlauf gut waren.
Genau hier beginnt jedoch häufig das Problem mit den Definitionen.
In einem Werk reduziert ein Rüstvorgang die Verfügbarkeit, in einem anderen wird ein Teil solcher Ereignisse aus der geplanten Produktionszeit herausgerechnet. Eine Produktionslinie erfasst kurze Stillstände automatisch, eine andere stützt sich auf Eingaben des Bedieners. In einem Bericht werden nachbearbeitete Teile wieder als Gutteile gezählt, in einem anderen bleiben sie als fehlerhaft klassifiziert.
Die Mathematik der OEE-Berechnung stimmt weiterhin. Die Ergebnisse beschreiben jedoch unterschiedliche Berechnungsregeln und nicht unbedingt tatsächliche Unterschiede in der Leistung der Produktionslinien.
ISO 22400-2 beschreibt Kennzahlen für das Produktionsmanagement zusammen mit ihren Formeln und Bestandteilen. Aus Sicht eines Produktionsleiters ist jedoch weniger die Norm selbst entscheidend als die Frage, ob klar ist, welche Daten tatsächlich in die Berechnung eingeflossen sind.
Wenn OEE Entscheidungen zu Ausfällen, Rüstzeiten, Qualität oder Investitionen beeinflussen soll, müssen die Regeln der OEE-Berechnung für die miteinander verglichenen Schichten, Maschinen und Produkte einheitlich sein.
1. Sie schließen zu viele Ereignisse aus der geplanten Produktionszeit aus
Die OEE Verfügbarkeit reagiert besonders empfindlich darauf, wie Ihr Unternehmen die geplante Produktionszeit definiert.
Ein Zeitraum, in dem von Anfang an keine Produktion vorgesehen war, sollte die OEE nicht reduzieren. Anders sieht es bei Ereignissen aus, die während einer bereits für die Produktion vorgesehenen Zeit auftreten.
Rüstvorgänge können als Verfügbarkeitsverluste betrachtet werden. Dadurch bleibt ihre Dauer sichtbar und es lässt sich messen, ob sich die Rüstzeiten tatsächlich verkürzen.
Wie geplante Ereignisse konkret ausgeschlossen werden, hängt jedoch von den im jeweiligen Werk geltenden Regeln ab. Entscheidend ist vor allem, dass diese Regeln konsequent angewendet werden.
Angenommen, eine Produktionslinie soll von 6:00 bis 14:00 Uhr arbeiten. Um 10:00 Uhr beginnt ein Rüstvorgang, der 35 Minuten dauert.
Wenn das Werk diese Zeit grundsätzlich als Teil der geplanten Produktionszeit betrachtet, sie später aber aus der OEE-Berechnung entfernt, sieht die Verfügbarkeit sofort besser aus.
Der Prozess selbst hat sich nicht verbessert. Geändert wurde lediglich die Berechnungsregel.
Das ist relevant, weil Rüstzeiten zu den Bereichen gehören, an denen gezielt gearbeitet werden kann. Wenn ein Rüstvorgang einmal die OEE beeinflusst und ein anderes Mal nicht, lassen sich Schichten, Produktionslinien oder aufeinanderfolgende Monate nur schwer fair vergleichen.
Beginnen Sie bei einer Überprüfung der OEE-Berechnung deshalb mit den Ereignissen, die vom System ausgeschlossen werden. Wählen Sie einige der längsten aus und prüfen Sie, warum sie nicht berücksichtigt wurden.
Wenn zwei Schichten vergleichbare Ereignisse unterschiedlich behandeln, sind die daraus resultierenden Werte möglicherweise nicht mehr sinnvoll vergleichbar.
Das gehört zu den häufigsten OEE Fehlern in Produktionsbetrieben, in denen sich Berichtsregeln in verschiedenen Bereichen unabhängig voneinander entwickelt haben.
2. Mikrostopps erscheinen nicht im Bericht, obwohl sie Produktionszeit kosten
Ein Bediener erinnert sich an einen Ausfall, der 20 Minuten gedauert hat.
Eine Reihe kurzer Stopps von jeweils wenigen oder mehreren Sekunden wirkt dagegen ganz anders. Bei manueller Datenerfassung wird ein Teil dieser Ereignisse häufig überhaupt nicht dokumentiert.
Bei der OEE-Berechnung reduzieren kurze Stillstände und langsamere Zyklen die Leistung, während längere Stillstände in der Regel die Verfügbarkeit beeinflussen.
Kurze Stopps und eine reduzierte Produktionsgeschwindigkeit können daher den Leistungsverlusten zugeordnet werden.
Diese Unterscheidung ist besonders für die OEE Leistung relevant.
Sonmez, Testik und Testik analysierten den Einfluss der Messqualität auf OEE. Sie wiesen darauf hin, dass die Art und Weise, wie Produktionsgeschwindigkeit und Stillstandsdauer erfasst werden, das Bild des tatsächlichen Prozesses verzerren kann.
In der Produktion zeigt sich das häufig als Differenz zwischen Plan und Ist, für die sich keine eindeutige Ursache finden lässt.
Es gab weder einen größeren Ausfall noch einen langen Stillstand, und trotzdem bleibt das Ergebnis schwach.
Wenn das System nur Stopps erfasst, die länger als ein bestimmter Schwellenwert dauern, kann sich ein erheblicher Teil des Verlusts genau in diesen kurzen Ereignissen verbergen.
Es gibt keinen universellen Grenzwert, der zu jedem Produktionsprozess passt.
Ein Unternehmen sollte einen Schwellenwert festlegen, der zur jeweiligen Datenerfassung passt, und ihn auf vergleichbaren Maschinen konsequent anwenden.
Anstatt ausschließlich die längsten Stillstände zu betrachten, lohnt es sich daher auch, ihre Anzahl und die Verteilung ihrer Dauer zu analysieren.
Für zuverlässige Daten zur OEE in der Produktion ist nicht nur entscheidend, wie lange eine Maschine stillsteht, sondern auch, ob alle relevanten Unterbrechungen in den Daten für die OEE-Berechnung sichtbar sind.
3. Die ideale Zykluszeit stammt aus der Produktionsplanung und nicht aus dem realen Prozess
Die ideale Zykluszeit gelangt häufig aus einem System in die OEE-Berechnung, das ursprünglich für einen anderen Zweck entwickelt wurde.
Die Produktionsplanung arbeitet mit einem Wert, die Verfahrenstechnik mit einem anderen, während die tatsächlichen Möglichkeiten der Maschine wiederum davon abweichen können.
Für OEE sollte die ideale Zykluszeit der minimalen Zeit entsprechen, die benötigt wird, um bei voller Prozessgeschwindigkeit ein Teil herzustellen.
Sie ist nicht zwingend identisch mit der Standardzeit im ERP-System oder mit einem Wert, der für Budgetierung, Kapazitätsplanung oder Produktionsplanung verwendet wird.
Angenommen, ein Bauteil kann in einem Zyklus von 40 Sekunden produziert werden, im System sind jedoch seit Jahren 48 Sekunden hinterlegt.
Wenn genau diese 48 Sekunden in die OEE-Berechnung einfließen, wird ein Teil des Geschwindigkeitsverlustes unsichtbar.
Die Produktionslinie erhält einen besseren Wert, obwohl sich an der Maschine selbst nichts verändert hat.
Ein klares Warnsignal ist eine OEE Leistung von mehr als 100 %.
Bei korrekt festgelegter idealer Zykluszeit sollte ein solcher Wert normalerweise nicht auftreten.
Wenn Sie ihn sehen, sollten Sie zunächst die Referenzdaten prüfen.
Kontrollieren Sie die Zykluszeiten, die einzelnen Artikeln, Rezepturen und Technologien zugeordnet sind, und vergleichen Sie sie anschließend mit der tatsächlich erreichbaren Prozessgeschwindigkeit.
Außerdem sollte geprüft werden, ob das System nach einem Produktwechsel immer den richtigen Wert verwendet.
Das ist ein wesentlicher Teil der Frage, wie sich OEE berechnen lässt.
Die Formel kann mathematisch vollkommen korrekt sein. Eine falsche Referenzzeit verfälscht dennoch die gesamte OEE-Berechnung.
4. Nachbearbeitete Teile werden wieder zu Gutteilen und erhöhen den Qualitätswert
Die Qualität lässt sich leicht zu hoch darstellen, wenn ein Bericht nur den endgültigen Status einer Charge betrachtet.
Angenommen, eine Produktionslinie fertigt 1.000 Teile. Die Qualitätskontrolle weist 30 davon zurück. Nach einer Nacharbeit können jedoch 20 Teile wieder der Versandcharge zugeordnet werden.
Wenn der Bericht anschließend 990 Gutteile ausweist, verschwindet ein Teil des tatsächlichen Prozessverlusts aus der OEE-Berechnung.
Der Qualitätsfaktor sollte auch Teile berücksichtigen, die eine Nacharbeit erforderlich gemacht haben.
Entscheidend ist in der Praxis, ob ein Produkt den Prozess bereits beim ersten Durchlauf korrekt durchlaufen hat.
Diese Logik ähnelt dem First Pass Yield, also dem Anteil der Teile, die bereits nach dem ersten Prozessdurchlauf die Anforderungen erfüllen.
Für die Produktion ist der Unterschied konkret messbar.
Nacharbeit benötigt Mitarbeiterzeit, Maschinenzeit, Prüfkapazität oder zusätzliche Arbeitsplätze.
Häufig werden außerdem Material und Produktionskapazität verbraucht, obwohl der abschließende Chargenbericht diesen ursprünglichen Verlust nicht mehr zeigt.
Prüfen Sie bei einem Audit der OEE-Berechnung deshalb genau, wann ein Teil als Gutteil eingestuft wird.
Wenn ein nachgebessertes Teil wieder in den Gutteilezähler zurückkehrt, ohne dass die vorherige Abweichung sichtbar bleibt, kann der Qualitätswert besser aussehen als der tatsächliche Prozess.
Bei der Gesamtanlageneffektivität geht es bei Qualität nicht nur darum, ob ein Produkt am Ende ausgeliefert werden kann.
Entscheidend ist auch, ob der Prozess das Produkt ohne zusätzliche Arbeit korrekt hergestellt hat.
Behalten Sie Ihre OEE mit dem Modul des Produktionsportals im Griff.
5. Das System sammelt Maschinendaten, aber die Ursachen der Verluste bleiben von schlechter Qualität
Die automatische Datenerfassung beseitigt einen Teil der Fehler, die durch manuelle Berichte entstehen.
Eine Maschine kann sehr genau erfassen, wie lange ein Stillstand gedauert hat, wie viele Zyklen durchgeführt wurden oder zu welchem Zeitpunkt die Produktion begonnen hat.
Deutlich schwieriger ist es, automatisch festzustellen, warum die Produktionslinie stillgestanden hat.
Eine von Hedman und Mitautoren in Procedia CIRP veröffentlichte Studie analysierte Daten aus 23 Unternehmen und von 884 Maschinen, bei denen OEE automatisch gemessen wurde.
Fast die Hälfte der erfassten Verluste konnte aufgrund fehlender oder unzureichend beschriebener Kategorien nicht klassifiziert werden.
Das verdeutlicht eine wichtige Einschränkung der Automatisierung bei der OEE in der Produktion.
Eine Steuerung kann erfassen, dass die Maschine um 10:14:22 Uhr stillstand.
Das reine Signal sagt jedoch nicht unbedingt aus, ob Material fehlte, eine Blockierung auftrat, eine Einstellung vorgenommen wurde oder der Bediener auf eine Qualitätsentscheidung warten musste.
Solche Informationen müssen durch Systemregeln, Daten aus anderen Quellen oder durch eine einfache und sinnvoll strukturierte Auswahl der Stillstandsursache durch den Bediener ergänzt werden.
In einer anderen Studie zur Halbleitermontage reduzierte die automatische Datenerfassung den Anteil nicht erkannter OEE-Verluste von 6 % bei manueller Erfassung auf einen Wert nahe null.
Das Ergebnis bezieht sich auf einen konkreten Produktionsprozess und sollte daher nicht direkt auf andere Werke übertragen werden.
Es zeigt jedoch, dass eine genauere Ereigniserfassung die Qualität der Analyse deutlich verbessern kann.
Automatisierung ist dann sinnvoll, wenn gleichzeitig der Ursachen- bzw. Verlustkatalog, die Klassifizierungsregeln und die Verantwortung für die Datenqualität strukturiert werden.
Eine Maschine lediglich mit einem System zu verbinden, löst diese Probleme nicht automatisch und garantiert noch keine zuverlässige OEE-Berechnung.
Wie Sie prüfen können, ob Sie Ihrer OEE-Berechnung vertrauen können
Für eine erste Überprüfung ist es sinnvoll, eine Produktionslinie, ein Produkt und mehrere aufeinanderfolgende Schichten auszuwählen.
Bei einem so begrenzten Umfang lässt sich leichter vom Prozentwert auf dem Dashboard zu den konkreten Ereignissen dahinter gelangen.
| Bereich | Was sollte auffallen? | Was sollte geprüft werden? |
|---|---|---|
| Geplante Produktionszeit | Stillstände verschwinden bereits vor der OEE-Berechnung | Ausschlussregeln, Produktionskalender, Rüstvorgänge |
| Stillstände | Es sind fast nur große Störungen sichtbar | Erfassungsschwelle, Mikrostopps, Signalquelle |
| Ideale Zykluszeit | Leistung nähert sich 100 % oder überschreitet 100 % | Referenzzeiten für Artikel und Rezepturen |
| Gutteile | Nachbearbeitete Teile werden wieder als Gutteile gezählt | Zeitpunkt der Abweichung und Art ihrer Erfassung |
| Verlustursachen | Hoher Anteil der Kategorien „Sonstiges“ oder „Keine Ursache“ | Ursachenkatalog und Klassifizierungsregeln |
Nach einer solchen Überprüfung sollten Sie in der Lage sein, eine Veränderung der OEE zu erklären, ohne raten zu müssen.
Wenn der Wert von 76 auf 70 % fällt, sollte der Bericht zeigen, welche Komponente dafür verantwortlich war, welche Ereignisse sie reduziert haben und wann diese auftraten.
Wenn zwei Schichten denselben Stillstand unterschiedlich beschreiben, wird der Vergleich ihrer Ergebnisse weniger zuverlässig.
Ähnlich ist es, wenn eine Produktionslinie bestimmte Rüstvorgänge ausschließt und eine andere nicht.
Die Prozentwerte können mathematisch korrekt berechnet sein und sich dennoch nur eingeschränkt zur Beurteilung von Teams oder Maschinen eignen.
Genau deshalb umfasst die OEE Bedeutung mehr als nur die Kenntnis einer Formel.
Man muss auch verstehen, welche Definitionen und Daten hinter den einzelnen Bestandteilen der OEE-Berechnungstehen.
Wie sich die Produktionseffizienz steigern lässt, wenn die OEE-Berechnung bereits zuverlässig ist
Eine zuverlässige OEE hilft dabei, den Analysebereich einzugrenzen. Ein Rückgang der OEE Verfügbarkeit lenkt den Blick auf Ausfälle, Rüstvorgänge und Wartezeiten.
Eine schwächere OEE Leistung spricht dafür, kurze Stopps, Zyklusgeschwindigkeit und Prozesseinstellungen zu überprüfen. Eine schlechtere Qualität führt die Analyse zu Ausschuss, Nacharbeit und Anlaufverlusten.
Erst dann lässt sich die Frage, wie die Produktionseffizienz gesteigert werden kann, auf einen konkreten Bereich und einen konkreten Verlust reduzieren.
Zuvor besteht das Risiko, Maßnahmen dort zu starten, wo der Bericht lediglich ein Symptom zeigt, obwohl die eigentliche Ursache in der Art der Datenerfassung liegt.
Wenn die OEE-Berechnung in Ihrem Werk heute aus Tabellen, manuellen Bedienereingaben und Informationen aus mehreren Systemen entsteht, sollten Sie prüfen, welche Daten direkt von den Maschinen erfasst werden können.
Das System explitia.OEE dient zur Erfassung von Produktionsdaten, zur Analyse von Stillständen sowie zur Darstellung von Verfügbarkeit, Leistung und Qualität auf Basis aktueller Prozessdaten.
Vor einer Implementierung lohnt es sich jedoch, zunächst eine Produktionslinie manuell zu analysieren.
So wird sofort sichtbar, welche Signale automatisch verfügbar sind, wo weiterhin Informationen vom Bediener benötigt werden und welche Definitionen zwischen Produktion, Instandhaltung und Verfahrenstechnik abgestimmt werden müssen.
In der Praxis beginnt die Verbesserung der Gesamtanlageneffektivität mit einer zuverlässigen Messung.
Erst wenn die Regeln hinter der OEE Formel einheitlich sind, wird der Kennwert zu einer belastbaren Grundlage für operative Entscheidungen.
FAQ
Kann OEE über 100 % liegen?
Korrekt berechnete OEE und ihre einzelnen Komponenten sollten 100 % nicht überschreiten.
Liegt die Leistung über 100 %, sollten Sie zunächst die ideale Zykluszeit und die übrigen Referenzdaten der OEE-Berechnung prüfen.
Sollte ein Rüstvorgang die OEE reduzieren?
Das hängt von den im jeweiligen Werk definierten Regeln ab.
OEE.com empfiehlt, Rüstvorgänge als Verfügbarkeitsverluste zu berücksichtigen, weil ihr Einfluss dadurch sichtbar bleibt.
Am wichtigsten ist, dass dieselbe Regel auf allen miteinander verglichenen Produktionslinien gilt.
Einheitliche Regeln sind entscheidend für eine zuverlässige OEE Verfügbarkeit und aussagekräftige Vergleiche.
Wie sollten Mikrostopps behandelt werden?
Kurze Stillstände werden üblicherweise den Leistungsverlusten zugeordnet, längere Stopps dagegen der Verfügbarkeit.
Es gibt keinen universellen Schwellenwert, der für jede Produktion geeignet ist.
Er sollte entsprechend der jeweiligen Datenerfassung festgelegt und anschließend konsequent angewendet werden.
Beseitigt eine automatische OEE-Messung Fehler?
Nein.
Automatisierung erhöht die Genauigkeit von Zeitmessungen und Produktionszählern. Verlustursachen können jedoch weiterhin falsch klassifiziert werden und Referenzdaten können fehlerhaft sein.
Eine Untersuchung mit 23 Unternehmen und 884 Maschinen zeigte, dass solche Probleme auch bei automatisierter OEE-Messung auftreten können.
Automatisierung verbessert die Datenbasis für die OEE-Berechnung, ersetzt jedoch weder klare Definitionen noch Klassifizierungsregeln oder eindeutige Verantwortung für die Datenqualität.
Was bedeutet OEE in der Produktion?
Die grundlegende OEE Bedeutung ergibt sich aus drei Faktoren: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.
Die OEE Formel multipliziert diese drei Komponenten miteinander und zeigt damit, wie effektiv die geplante Produktionszeit genutzt wird.
In der Praxis hängt eine aussagekräftige Gesamtanlageneffektivität jedoch von einheitlichen Definitionen und zuverlässigen Produktionsdaten ab.
Wie lässt sich OEE richtig berechnen?
Wenn Sie wissen möchten, wie sich OEE berechnen lässt, beginnen Sie mit der bekannten Formel:
OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität
Die eigentliche mathematische Berechnung ist unkompliziert.
Schwieriger ist es sicherzustellen, dass geplante Produktionszeit, Stillstandszeiten, ideale Zykluszeit, Gesamtmenge und Gutteile einheitlich definiert sind.
Eine zuverlässige OEE-Berechnung hängt deshalb ebenso stark von Datenqualität und Klassifizierungsregeln ab wie von der eigentlichen Mathematik.
Wir helfen Ihnen dabei, eine zuverlässige OEE in Ihrem Werk sicherzustellen.
