通过电线电缆领域的OEE助力大幅提高资产生产力

在一个典型的线缆工厂中，其设备的资产价值可能高达数千万美元/欧元。这些设备可以运行多年，并且经常会随着产品设计和生产组合的改变而进行调整。

如果一间工厂已经满负荷运行，但因销量增长需要额外供货，那么通常只能增加工作时间，要么延长工时，要么增加班次。虽然这种方法能够让设备生产更多产品，并且对短期财务绩效的增长有积极影响，但这不会提高生产力。

如果影响整体设备效能 (OEE) 的问题得不到解决且标准降低，那么设备的生产力只会越来越低，或者永远无法达到初期设计时预测的该有水平。

本文将探讨设备从设计到退役的整个生命周期的优秀实践，并说明如何使用 OEE 衡量设备的生产率，还说明了技术、工艺工程、维护、规划和生产管理等支持部门对设备生产率的影响。

本文探讨以下内容：

• 规划对 OEE 的影响。
• 维护对 OEE 的影响。
• 工艺工程对 OEE 的影响。
• 生产管理层、主管和操作员对 OEE 的影响。
• 测量和记录 OEE 的有效方式。
• 设定 OEE 目标。
• 技术如何助力提高线缆制造的 OEE。

什么是整体设备效能？

整体设备效能 (OEE) 以百分比的形式计算，它能有效反映一件设备、一组设备或整个工厂在特定时间段内生产了多少可销售或可用的产品。把可用性、性能和质量三个比例相乘，即可得出这个数值。

• 可用性——衡量在特定时间段内生产优质产品所花费的时间。可以计算出净值和总值。净值是设备计划运行总时间中，生产优质产品所花费的时间（可能每一天仅有一班或两班）。总值可以是周一至周五 120 小时，也可以是 7 天 168 小时。
• 性能——比较在某段时间内的实际产出与计划产出，称为净速率，或者与资产的理论设计速率比较，称为总速率。由于工艺波动对质量的影响，或者工艺工程工作的不充分，企业的设备运行速度通常低于上限。因此，企业必须了解净值和总值之间的差异，并随着时间的推移尽力缩小该差异。
• 质量——计算制造的优质产品的长度以及总制造长度，两者之差通常就是废料。

使用上述定义，净 OEE 可衡量生产部门按商定标准生产的效能。总 OEE 是一个更具战略性或中期战术性的衡量指标，可揭示与最高理论产能的差异。当考虑新合同、高峰时期和工程改进时，这可能很有用。净 OEE 则通常被纳入企业的规划和成本计算系统，作为其标准的基础。

参见该等式：

影响 OEE 的因素

规划对 OEE 的影响

规划部门使用的生产计划与调度系统应使用根据生产确定、并经过验证的净 OEE 数值。并根据趋势，上下浮动更新使用的净 OEE。使用不正确的值可能导致规划的生产任务过多，这可能影响客户服务或库存水平，也可能导致规划的生产任务过少，这可能造成机器等待工作，且人工闲置。

在考虑规划对效率的潜在影响时，要重点考虑工单切换的时间和顺序。例如，将浅色聚合物排在深色聚合物之前可以加快颜色切换。充分理解拉丝股线以及应如何优化更改（如线径）也能帮助提高效率。

此外，安排绞合，成缆和铠装时，如果能够减少轴具更换次数，也可以大大减少停机时间。

生产管理团队可以使用成熟的调度软件进行规划和有限产能调度，也可以灵活地对其作业进行排序来提高效率。当使用集成制造执行系统 (MES) 执行规划时，可以大大简化在整个企业传达调度计划的工作。

维护对 OEE 的影响

经常因为故障而意外停机的工厂会影响效率，一个区域发生故障后，可能会牵一发而动全身，累及整个工厂。这些意外事件通常需要等待外部技术专家来处理，并可能需要采购备件，从而导致停机时间进一步延长。

线缆工厂属于资本密集型工厂，必须能够根据故障时间或频率，利用适合的预测技巧来有效规划维护制计划。通常，意外停机时间应少于机器总运行时间的 3%，最多只能占计划维护时间的 5%。

除了停机时间，维护不佳也可能导致速率损失和质量不佳。维护不佳的机器可能会暂时或永久地降低速率，进行规划时，可以在净 OEE 中进行调整，但这会使总 OEE 下降。例如，挤出机中有磨损的螺丝，导致拉丝和绝缘的张力控制不佳，或在成缆或挤包护套时限制大型轴具的转速，这些最终都会给总 OEE 造成负面影响。

维护人员及时响应生产部门的机器维护请求，同样有助于保持设备生产率。等待维护不应成为 OEE 降低的主要原因。

工艺工程对 OEE 的影响

工艺工程应贯穿新设备的整个招采设计过程。在购买设备之前，应明确目标速度、计划工单切换时间和固有废料率，并将这些要求落实到购买合同中。而在工厂验收测试 (FAT) 和现场验收测试 (SAT) 时，只有达到目标生产率水平，才能判定合格。

而实际上，经常是设备匆忙投产，没有经过彻底的测试和优化。设备要调试达到目标性能水平可能需要几周时间，但这件事情一定要做，完成之后，才能将设备正式移交给生产部门。还应定义每个待制造产品的标准，并记录到工厂的系统和标准中。这些将构成净 OEE 的基础。

当生产部门报告工艺工程问题导致废料或设备运行缓慢时，工程团队应快速出面解决问题。

生产管理层、主管和操作员对 OEE 的影响

生产部门是实现计划 OEE 性能的关键。工艺操作员的水平高低，直接影响能否高速生产，能否高效进行工单切换，以及能否保持低废料率。认真、尽职尽责地操作机器是生产操作员的基本职责。而主管则应在轮班期间频繁进行定期的评估，并完成工单切换的准备工作。

主管有责任减少“等待材料”、“等待指令”、“等待工具”或“等待作业”等类型的停机。在整个生产运行过程中，主管需要尽职尽责地确认操作员能够以计划速度操作机器。他们还必须主动快速地采取行动，确认OEE是否处于目标水平。

当速率、可用性或质量发生差异时，主管需要能及时发现这些差异。他们应该在轮班结束时说明其负责区域的表现，并积极主动地跟进需要其他职能部门支持的行动。主管应该让操作员意识到他们个人和集体的表现，以及有关差异对效率的影响以及对客户服务和成本的潜在影响。

通常来说，生产管理层每天的第一件任务，就是回顾各班次前一天的表现。还需要重点关注遗留到当天仍未解决的问题。

每个月，应由生产部门领导，工艺工程、维护和计划部门参与，共同回顾 OEE，并制定必要的纠正措施，以应对明显的主要损耗。

OEE 的测量和记录

有几种方式可以收集用于计算 OEE 的数据，例如：

• 生产线旁白板可跟踪实际产出与计划产量、停机和废料。可在每班结束时手动计算 OEE。这种方法的好处是清晰明了且责任明确。坏处是会可能分散操作员的注意力，而且发生问题后到开始记录前，中间有一段时间差，这会导致数据不准确。这种方法也很难在整个企业普及。
• 短间隔控制表，通常是预设置格式的 A3 表格，可由操作员在轮班期间完成，并以预定的间隔（例如 15 分钟间隔）记录数据。操作员或主管可以在轮班结束时对这些数据进行分析，并由行政人员输入生产办公室数据库。这样做的好处是通过数字方式记录数据，便于自动进行趋势分析。
• 电脑可直接从生产线上进行自动化生产数据采集，操作员可输入停止代码来说明机器停止运行的原因。如果机器不得不以低于计划的速度运行，则可以使用计算机创建在线笔记并输入废料数据。这些计算机可以是独立的，也可以连接到一个中心点；它们还可以比较实际性能和计划性能。有了计算机，就可以实时计算和显示 OEE，还可以设置警报以提高意识并迅速采取行动。

但是，测量结果和记录只有在推动相关人员迅速采取行动时才有价值。生产管理人员、主管和日常操作员就肩负着落实这些行动的重要职责。

OEE 目标应如何设置？

OEE 取决于很多因素，尤其是待制造线缆的性质。如果使用通用子元件制造种类有限的线缆，则工单切换应该很少且可预测。如果安排了五天 24 小时的运行，则只有一次冷启动。

如果经常七天 24 小时连续运行，则可能没有冷启动。在这些环境中，预计目标净 OEE 为 90% 至 95%。此外，净 OEE 和总 OEE 之间的差距也可能缩小，因为生产种类单一有利于实现这种优化。

反之，如果一间工厂经常生产多种类型的定制订单，那么设置较低净 OEE 可能更合适，因为工单切换会更频繁更复杂，且只有在质量明显可控的情况下，才会提高该批次的运行速率。线缆工厂忌讳追求速度而忽视质量，因为线缆价值高昂，报废所导致的损失，不是提高生产速度带来的些许收益所能挽回的。此类情况下，净 OEE 和总 OEE 之间的差距可能较大。

可以为单台机器、机器组、生产单元和关键路径或瓶颈工艺路线分别设置 OEE。在存在产能瓶颈的工厂中，如果瓶颈后道的 OEE 远低于目标，会带来很大麻烦，整个工厂的高 OEE 指标反而会掩盖核心的问题。在这种情况下，产出会受限，客户服务很差，只有 OEE 看起来很漂亮。因此，不要迷信 OEE，众多 KPI 中，这只是其中之一，一定要综合多个指标整体进行评估。

技术是否能助力提高 OEE？

资产效率对于资产密集型产业和流程制造业的竞争力至关重要。尽管 85% 的制造企业认识到了数字技术和工业 4.0 在提高资产效率方面 的作用和潜力，只有 15% 的公司制定了专门战略来提高资产效率的 这说明在整个制造工艺中，有大量低效之处，同时也存在着大量机遇。

数字化战略包括线缆和工艺设计、物料需求规划 (MRP)3、调度和制造执行，可助力确认整个公司是否使用一致的关键工艺和产品数据来管理业务，并可记录和可视化的差异。

如果能够获得用于提升性能的重要实时信息，则性能改进计划可将运营效率提升 25%。这可让线缆工厂达成截然不同的财务绩效。

自动获取 OEE 的解决方案

CableMES 专为线缆企业开发。它能使高级别业务目标和低级别车间和工艺职能之间形成闭环。

CableMES 位于业务系统（即企业资源规划 (ERP) 和工厂系统（即监控和数据采集 (SCADA) 及过程控制）之间，可助力加速实现有效且具有成本效益的运营和生产环境。

CableMES 提供自动获取 OEE 及其基础组成数据所需的工具，助力确认车间团队可以立即对所在区域的任何生产绩效问题作出反应。工艺改进团队可研究过去的趋势以改进工艺。

CableMES 自动收集 OEE 分析的三个元素（可用性、性能和质量），从而减少文书工作和数据输入。

• 对于质量，CableMES 通过与线缆设计软件 CableBuilder Enterprise 集成，助力确认为每次生产运行定义质量计划和产品/机器公差。
  
  CableMES 通过与 Aveva 系统平台（即以前的 Wonderware）集成，记录影响质量的实际过程值。因此可以确定优质和不良线缆长度。
  
  CableMES 可自动为每台机器的每次生产运行计算 OEE 的质量元素。这意味着能够及时发现不合标准的产品，并可采取补救措施。此外，将自动隔离不良产品，阻止其向后续流程移动，防止扩大损失（和成本）。
• 对于性能，CableMES 记录每次生产运行的目标生产线速度，并计算每次生产运行的平均实际生产线速度，由此计算出每台机器每次生产运行的 OEE 的性能元素。这意味着能够及时发现运行缓慢的机器，并可采取补救措施。
• 对于可用性，CableMES 记录每台机器的运行状态。因此可计算出每台机器每次生产运行的 OEE 的可用性元素。这意味着能够及时发现停止的机器，并可采取补救措施。

总结

测量 OEE 可助力提高设备生产率

测量线缆制造设备的生产率非常重要。OEE 以百分比的形式计算，它能反映一件设备、一组设备或整个工厂在特定时间段内生产了多少可销售或可用的产品，从而建立基准和工艺改进计划。

如果影响 OEE 的问题得不到解决且标准降低，那么设备的生产率只会越来越低，或者永远无法达到初期设计时预测的该有水平。

车间的每个职能部门必须携手合作以尽可能提高生产率

检查生产工作流程非常重要。通过这项工作，能够助力及时发现痛点和瓶颈，对车间各种岗位的人员进行分析，并对工作流程中的技术和机器进行持续评估，有助于确定需要改进的领域。

从手动获取转向数字化方式获取 OEE 数据

数字化正在改变制造业的格局。通过监测生产流程和获取实时可靠的数据，可迅速且准确地计算出 OEE。依赖手动流程和人工数据输入可能会给整个企业带来不必要的风险。例如，计算中的一个数字错误就可能波及整个车间，导致很多其他职能部门的计算也出现错误。

智能工厂解决方案将助力提高 OEE 计算准确性

通过与成熟的多方位解决方案提供商合作，可轻松过渡至智能工厂状态并集成软件以简化整个生产工作流程。无论公司规模和预算如何，都可通过安装专业的软件程序来提高生产率和利润率，例如 CableMES 就是很好的选择，该软件可助力自动且准确地计算 OEE。 

关键要点

1. 有效地管理工单切换的时间和顺序，例如，将浅色聚合物排在深色聚合物之前以加快颜色切换。
2. 利用可靠的调度减少停机时间，例如，安排绞合，成缆和铠装时如果能够减少轴具更换次数，将有效缩短停机时间。
3. 安装制造执行系统 (MES) 以便在整个企业范围内传达计划和自动获取 OEE。
4. 根据时间或频率并利用适当的预测技巧建立有效的维护制度。
5. 建立稳健的响应性维护程序——等待维护不应成为 OEE 降低的主要原因。
6. 在采购设备之前，为速度、计划工单切换时间和固有废料率设定目标。
7. 只有达到目标生产率水平时，工厂验收测试 (FAT) 和现场验收测试 (SAT) 才能判定合格。
8. 如果未进行综合测试和优化，则不应匆忙将设备投产。
9. 助力主管承担起尽可能减少停机时间的责任以确认 OEE 处于目标水平。
10. 建立每月例行回顾制度以分析 OEE 并确定所需的纠正措施。