真空鍍膜機的設備綜合效率計算方法研究

魏昌盛

（上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200030）

引言

設備綜合效率（OEE）是工廠經營管理中重要指標和持續改善中行之有效方法。二十世紀六十年代后期，設備綜合效率（OEE）由日本汽車零部件主要制造商Nippondenso創建，設備綜合效率OEE起初是用于決定有多少損失與設備有關，以及這些損失在何處發生。

隨著全員生產維修(TPM)的廣泛應用，設備綜合效率這一概念也被人們熟知，使用。設備綜合效率作為在全員生產維修(TPM)理念的一部份，也是實施全員生產維修(TPM)主要目標之一，國際通用的質量體系也把設備綜合效率指標作為持續改進的有效技術措施之一，從而突現出設備綜合效率在制造企業的重要性。

在全員生產維修(TPM)中,世界級的維修水平要求達到以下目標:設備的時間開動率≥90%;性能開動率≥95%;合格品率≥99%;設備綜合效率≥85%。

設備綜合效率作為設備有效利用率的衡量指標,是實施TPM的基礎。設備綜合效率不是被動的控制工具,而是改善的驅動力。

1 設備綜合效率計算

通常對設備綜合效率計算表述如下：

⑴設備綜合效率=設備時間開動率×性能開動率×合格品率

⑵設備時間開動率=開動時間/負荷時間

負荷時間=日歷工作時間-計劃停機時間

開動時間=負荷時間-故障停機時間-設備調整初始化時間

設備時間開動率反映了設備的時間利用情況。

⑶性能開動率=凈開動率×速度開動率

凈開動率=加工數量×實際加工周期/開動時間；

速度開動率=理論加工周期/實際加工周期性能開動率反映了設備的性能發揮情況。

⑷合格品率=合格品數量/加工數量合格品率則反映了設備的有效工作情況。

按照通常OEE計算，最初上海公司對于真空鍍膜機也沿用此OEE計算方法，相應真空鍍膜機的OEE與時間損失關系如下：

圖1:真空鍍膜機設備綜合效率與時間損失的關系

2008年真空鍍膜機的OEE統計情況如下：

圖2 2008年真空鍍膜機OEE趨勢圖

根據2008年真空鍍膜機OEE趨勢圖，影響OEE最主要的是設備利用率過低，設備效率及良品較差。因此重點是需要改善設備利用率。公司定義日歷時間包括：生產時間﹑生產實驗時間﹑工程實驗時間﹑計劃當機時間﹑非計劃當機時間﹑沒有無計劃生產時間。由于對時間損失的分類過于籠統，很難從數據中發現何種時間損失影響設備利用率。

設備效率改善需要將真空鍍膜整個工序進行細分，且相應測定出各工序的標準時間，然后與實際真空鍍膜機生產的時間進行對比，從而找到其中的差距。

從設備利用率報表可以看到對時間損失的分類過于籠統，由此很難從數據中發現何種時間損失影響設備利用率。

要提高真空鍍膜機設備綜合效率，首先是需要找到影響設備綜合效率是哪些時間損失，其后要明確各種時間損失與企業中哪個部門相關，最后由相關責任部門尋找方法去改善。

2 真空鍍膜機設備綜合效率計算

在本企業中真空鍍膜機是整個企業最核心的生產設備，是企業最具有競爭優勢點，由此，對真空鍍膜機的有效利用在一定程度上就決定整個企業經營狀況。

真空鍍膜機主要生產特點：

⑴單機生產。⑵產品種類多，相應生產程序多。⑶原材料消耗完后更換費時。⑷夾具，輔助工件需定期清潔。

在計算設備綜合效率時，由于真空鍍膜機的主要生產特點，會導致真空鍍膜機許多時間上損失。在導入設備綜合效率時，真空鍍膜機的設備有效利用率很低，運行二年后，設備綜合效率沒有改善，因此考慮對設備綜合效率的計算方法進行修改。考慮本企業真空鍍膜機主要生產特點，結合企業組織架構，由此給真空鍍膜機的設備綜合效率計算方法修改并給出詳細定。

⑴設備綜合效率=設備利用率×設備效率×產品直接合格率；⑵設備效率=理論時間×數量/實際時間；⑶品直接合格率=（總產出一特殊處理后產品）/總投入；⑷設備利用率=開動時間/（日歷時間-計劃停機時間-無計劃生產時間）；⑸日歷時間=計劃停機時間+無計劃時間+開動時間+非計劃當機時間；⑹開動時間=生產時間+工程實驗；⑺非計劃當機時間=設備故障時間+設備換型時間+制程問題時間+等待原料時間+等待夾具時間+工廠設施故障時間。

企業對各種時間的定義如下：

生產時間：凈生產產品時間。工程實驗時間：用于工藝或產品研發的實驗時間或樣品時間。計劃停機時間：計劃的日常維護保養時間。無計劃生產時間：國定節假日，時間沒有訂單時間。設備故障時間：設備軟件或硬件問題導致的停機維修時間。設備換型時間：更換產品時，相應更換夾具時間和所需要做的實驗時間。制程問題時間：工藝參數調整或使工藝恢復到正常使用狀態時所做的實驗時間。等待原材料時間：因原材料不足等待時間。等待夾具時間：因缺少夾具而等待時間。工廠設施故障時間：工廠設施故障（水，電，氣，空調，潔凈度….)

圖3:各種時間與責任部門關系

從上述公式，分類及對各種時間的定義就可以看出，影響設備綜合效率的六大損失，在本企業真空鍍膜機應用時有所細分，為了盡快將真空鍍膜機的設備綜合效率提高，從而對設備綜合效率地計算方法進行修改，將各種時間損失因子細分，這樣有利于直接發現時間損失所在，同時也確定各時間損失的責任部門。如圖所示：設備綜合效率的各種時間責任部門關系。

3 應用新設備綜合效率計算

在真空鍍膜機應用改進后的設備綜合效率計算方法后，按照對各種時間定義，讓生產線嚴格對真空鍍膜機生產過程中各種時間進行記錄，然后根據記錄，定期地對數據進行統計分析。這樣對影響設備綜合效率的各種時間損失一目了然，隨之相應時間損失的相關負責部門或人也確定，因此各部門間對時間損失的責任也沒有了以前相互推諉的情況，對提高各種時間損失有明顯的改善，而且是一改以前那種被動的完成任務式改善局面，變為主動的有效地改善。經過近一年半時間地各個部門協作，持續不斷地改進，真空鍍膜機的設備綜合效率有較大幅度的提高。經過近一年地各個部門協作，持續不斷地改進，真空鍍膜機的OEE提高近218.96%。

圖4 2010上半年真空鍍膜機的OEE趨勢圖

結語

企業在導入設備綜合效率時，應該結合企業的實際生產條件與設備特性，明確地定義影響設備綜合效率各種時間損失，并將各種時間損失與相應責任部門對應起來，適當地修改設備綜合效率計算公式使得在不同的企業中更具有可操作性。

[1]徐保強，李葆文，TnPM推進實務和案例分析，機械工業出版社，2007.2.

[2]史長銀，TPM現場執行手冊，深圳：海天出版社，2005.

[3]郁黎揚，"設備綜合效率"在寶鋼的應用與分析，化工設備與防腐，2002年6月第5卷第3期，164-167.

[4]胡朝暉，劉大成，劉穗宏等，基于OEE的企業設備效率診斷與改善，制造技術與機床，2008年第一期，81-84.