IT V PRŮMYSLU III: MES SYSTÉMY,

IT V PRŮMYSLU III: MES SYSTÉMY, 11.5.2016 Automatizované systémy sledování a vyhodnocení efektivity výroby (OEE) Ing. Pavel Říha Process Automation Solutions An ATS Company

Otázky z praxe  Pracuje náš výrobní proces opravdu efektivně?  Která výrobní linka/stroj pracuje efektivně a která ne? Kde jsou úzká hrdla ve výrobě?  Jaké jsou nejčastější příčiny ztrát?  Můžeme snížit ztráty a zvýšit efektivitu? Jak?  Kdy je optimální čas provést údržbu stroje?  Jaký výrobek způsobuje největší výrobní problémy a proč?  Vyrábíme kvalitně? Pokud ne, tak proč ne?  Jaká směna pracuje nejefektivněji?

 Pracuje naše údržba efektivně? Který pracovník resp. skupina údržby ano a který ne? Proč? © Process Automation Solutions

OEE-DTM systémy Systémy OEE-DTM (Overall Equipment Efficiency – DownTime Management) jsou určeny pro kontinuální sledování výrobních procesů (zařízení, linek, strojů, apod.), detekci a záznam jednotlivých událostí a stavů a identifikaci vzniku a příčin případných prostojů a dalších ztrát. Účel OEE-DTM systémů:  sledování výkonnosti a efektivity výroby v reálném čase  identifikaci neefektivních procesů, odhalení „úzkých hrdel“ výroby  přesné určení skutečné příčiny prostojů či snížení výkonnosti,  optimalizace rutinních prostojů  minimalizaci neplánovaných odstávek a výpadků  odhalení skryté kapacity výroby  optimalizaci preventivní údržby i údržby po poruše  okamžitý a snadný přístup k aktuálním i historickým informacím o využití výrobního zařízení © Process Automation Solutions

OEE-DTM a Process Automation Solutions  Zkušený, proškolený integrátor řešení: 

GE Digital OEE



Wonderware Performance Software



SimaticIT OEE

 PMSOEE (modul systému PMS)  Výsledek výzkumně-vývojového projektu „Informační systém monitoringu efektivity a výkonnosti výrobních zařízení OEE-DTM“ za přispění dotace Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci programu TIP pro podporu výzkumu a vývoje (2010 – 2011). 

Spoluřešitelé a garanti správnosti metodiky: 

Technická Fakulta České zemědělské univerzity (katedra jakosti a spolehlivosti strojů)



Česká společnost pro údržbu

© Process Automation Solutions

Teoretický úvod

Process Automation Solutions An ATS Company April 2015

Doc. Vers.: 2

Ztráty výkonnosti a efektivity

Quality

Performance Availability

Calendar Time Loading Time

Non production time

Operating Time

Downtimes Planned:

Maximal Possible Production Real Production Real Production

Flawless Production

Quality Loss -

Speed Loss -

speed reduction

-

small stops

-

maintenance setup/changeover production startup cleaning

-

general factory vacation

-

public holidays

-

weekends

-

general maintenance

-

no 3rd shift

Non Planned -

failures reparation after failure material shortage operator shortage delay of planned downtime

rejects © Process Automation Solutions

Klíčové ukazatele výkonnosti a efektivity Availability A

A [%] = Operating Time / Loading Time

Poměr času, kdy zařízení „pracuje“ (vyrábí) vůči celkovému času, kdy bylo plánováno aby pracovalo

Failure rate F

F [%] = Failure Time / Loading Time

Poměr času, kdy je zařízení v poruše vůči celkovému času, kdy bylo plánováno aby pracovalo.

Performance W Poměr reálné „rychlosti“ zařízení k „rychlosti“ ideální.

Quality Q Podíl kvalitních výrobků vůči všem vyrobeným.

OEE [%] (Overall Equipment Effectiveness) OEE = A * W * Q

NEE [%] (Net Equipment Effectiveness) NEE = F * W * Q

W [%] = Ideal Cycle Time / Real Cycle Time = (Total Pieces – Ideal Pieces) / Operating Time Q [%] = Good Pieces / Total Pieces

MTTF (Mean Time To Failure) střední doba do vzniku poruchy

MTTR (Mean Time To Repair) střední doba mezi vznikem poruchy a navrácením systému do provozuschopného stavu, tj. času pro odstranění poruchy

TEEP [%] (Total Effective Equipment Performance)

MTBF (Mean Time Between Failures)

OEE vztažené k celkovému kalendářnímu času

střední doba mezi výskyty poruch v systému

TEEP = OEE x (Loading Time / Calendar Time) © Process Automation Solutions

OEE – Overall Equipment Effectiveness  Klíčový ukazatel efektivity činnosti výrobních zařízení

OEE =

Availability

x

Performance

x

Quality

x 100

[%]

 Hodnota pro světové špičky

85%

OEE factor

World Class

 Běžné firmy

40 – 60%

Availability

90.0%

Performance

95.0%

Quality

99.9%

Total OEE

85.0%

 Denní odchylky mohou činit až

Identifikace, analýza a minimalizace prostojů

10%

 Cílem je maximalizovat absolutní hodnotu OEE a minimalizovat odchylky © Process Automation Solutions

Analýzy výkonnosti a efektivity  OEE a další ukazatele (A, W, Q) zodpovídají otázky typu: 

Máme dobrou/špatnou efektivitu výroby



Která linka / stroj je lepší než jiná



Největší ztráty máme např. ve výkonnosti

Neodpovídají na otázky PROČ? – stanovení příčiny (a tedy i rady, co konkrétního je třeba zlepšit) .

 Pokročilé analýzy:  Downtime Management  Performance Analysis  Quality Management

Detailní vyhodnocení událostí dle vzniku, příčiny, časových vazeb, produktu, směny. © Process Automation Solutions

Sledování mezičasů údržby Běžná porucha: příchod operátora

odstranění poruchy

diagnostika poruchy

nájezd stroje

TTR

Komplexní porucha: příchod operátora

diagnostika poruchy

pokus o odstranění poruchy

příchod specialisty

opakovaná diagnostika poruchy

odstranění poruchy

nájezd stroje

TTR © Process Automation Solutions

Základní postup implementace 1) Step-by-step: .

 Řešení začít na pilotním stroji / lince, která vykazuje největší příznaky úzkého hrdla efektivity.  Řešení postupně rozšiřovat na další linky / stroje. .

2) Six Sigma principy: .

 Definice požadavku, výběr procesu/stroje  Sběr dat – získání podkladů  Analýza dat – získání informací, stanovení doporučení  Provedení nápravných opatření  Sledování, zda opatření splnila účel.


Benefity zavedení automatizovaného sledování a vyhodnocení OEE 1) Zvýšení OEE (průměrně o 10 – 15%), tj. zvýšení kvalitní produkce bez nutnosti investic či jiných průvodních nákladů, z toho:  Kvalita: cca 1% (ale i až 40% u výrob s počáteční vysokou zmetkovitostí)

 Výkonnost: cca 2-5% (ale i až 25% u výrob s počátečním „nevyladěným“ strojním parkem)  Pohotovost: (technická dostupnost zařízení) až o 10 – 40%, zejména:  snížení počtu a délky trvání neplánovaných odstávek (poruchy)  snížení času potřebného k přestavení a nájezdu výroby při změně produkce  snížení času potřebného k sanitaci a čištění zařízení  snížení času na preventivní a operativní údržbu  minimalizace ztrátových časů vzniklých nedostatkem materiálu či nespolehlivostí obsluhy (zpoždění dodávky materiálu, opožděné zapnutí linky po začátku směny, apod.)

2) Optimalizace údržby:  Podpora proaktivní údržby na základě skutečného stavu zařízení  Zvýšení efektivity údržby po poruše – zkrácení mezičasů až o 20% © Process Automation Solutions

Je zvyšování OEE vždy pozitivní jev?  Zkrácení času do uvedení stroje do provozu

Zvýšení počtu operátorů / údržbářů – zvýšení nákladů (mzdy,...)  Minimalizace prostojů způsobených nedostatkem surovin

Navýšení množství surovin ve výrobních prostorách – navýšení skladových zásob, logistické problémy  Zvyšování rychlosti stroje

Zvýšení zmetkovitosti – finanční ztráty  Navýšení celkové produkce

Navýšení skladových zásob – nedostatečný odbyt

-- Vždy je nutno zvažovat i vedlejší náklady provázející zvyšování OEE -.


Informační systémy sledování výkonnosti a efektivity procesů výroby

Process Automation Solutions An ATS Company April 2015

Doc. Vers.: 2

Přehled funkcí 

Sběr a archivace dat ze strojů souvisejících se stavem a provozem strojů



Vyhodnocení a archivace událostí strojů, automatická detekce a přiřazení příčin formou tzv. reason tree, možnost manuální kategorizace a specifikace událostí operátorem



Sledování aktuálního stavu zařízení



Vedení elektronického provozního deníku zařízení



Automatizované výpočty OEE, jeho složek a dalších ukazatelů



Downtime management – zpracování a vyhodnocení odstávek



Performance analysis – zpracování a vyhodnocení výkonnosti zařízení (optimalizace taktu)



Quality management – zpracování a vyhodnocení zmetkovitosti



Záznam a vyhodnocení činnosti údržby



Bilancování, statistické zpracování OEE-DTM dat, reporting



Zpracování všech informací v kontextu výrobní zakázky



Propojení s okolními systémy (ERP, MES, CMMS/EAM) © Process Automation Solutions

Typická topologie

klienti management: - analýzy - reporting, ...

server systému: - historizace - OEE engine

klienti výroba: - monitoring - specifikace prostojů - poznámky sběr dat: - chod/stoj - délka taktu - dobré/vadné výrobky - alarmy a chybové stavy - další veličiny © Process Automation Solutions

Architektura

Operator Client

Report Server

ERP Connector (ISA.S95, ODI)

Engine

Configuration

Historian

SQL RDB

Application

Data

Process control

other data sources


Konfigurace (1) Hlavní funkce:

 Nevýrobní čas, plánované odstávky

 Definice výrobního času

 Definice časů směn

 Kategorizace příčin ztrát, definice

 Rozvrhování pracovních skupin

hierarchických stromů příčin (reason-trees)  Model výrobního procesu  Zabezpečení  Administrace systému


Konfigurace (2) Hlavní funkce:

 Definice kategorií příčin

 Definice výrobního času

 Analýza a definice konkrétních příčin ztrát


 Sestavení do hierarchických stromů



Konfigurace (3) Hlavní funkce:  Definice výrobního času  Kategorizace příčin ztrát, definice

 Hierarchické modelování procesů  Vazby položek modelu na reason-tree  Vazby položek modelu a jednotlivých událostí

na procesní hodnoty



Konfigurace (4) Hlavní funkce:  Definice výrobního času  Kategorizace příčin ztrát, definice

 Správa uživatelů  Správa bezpečnostních skupin  Přiřazení oprávnění  Audit Trail



Konfigurace (5) Hlavní funkce:  Definice výrobního času

 Předvolby  Číselníky  Všeobecná administrace




Analýzy a reporting Operátorský klient

Manažerský klient

(“Real-time” aplikace)

(“Off-line” aplikace)

Funkce:

Funkce:



vizualizace aktuálního stavu linky / stroje



off-line analýzy a reporting



individuální on-line analýzy



komplexní analýzy podle:



záznamy mezičasů údržby



linky / zařízení



supervizní řízení



typu události / příčiny



definice zakázek,



produktu



management událostí (manuální vstupy, ...)



času / směny



sumární / detailní



kombinace textových, tabulkových i grafických výstupů


Operátorský klient (1) Vizualizace OEE a jeho faktorů


Operátorský klient (2) Downtime Management


Operátorský klient (3) Event Logbook


Operátorský klient (4) Trendy


Operátorský klient (5) Timeline – časová souslednost dějů


Operátorský klient (6) Produkty a zakázky  Příjem zakázek z ERP  Detekce zakázky/produktu z ŘS stroje  Manuální definice


Manažerský klient (1) Ukázky výstupů analýz


Manažerský klient (2) Ukázky výstupů analýz


Speciální klientská zařízení – příklady  Sumární OEE informace na velkoplošném displeji ve výrobních prostorách

 Průmyslová uživatelská konzole pro záznam

mezičasů údržby


Děkuji za pozornost...

Ing. Pavel Říha Process Automation Solutions s.r.o. [email protected] www.pa-ats.com/cz

Process Automation Solutions An ATS Company

IT V PRŮMYSLU III: MES SYSTÉMY,

Recommend Documents