Упаковочная линия может состоять из высокопроизводительного оборудования и при этом выпускать значительно меньше продукции, чем предусмотрено проектом.

Причина проста: номинальная скорость отдельной машины не всегда соответствует реальной эффективности всего производственного процесса.

Простои оборудования, микропростои, снижение скорости, проблемы с подачей продукции, неправильно рассчитанные зоны накопления, переналадки и брак могут существенно снизить фактическую производительность.

Для измерения этих потерь в промышленности используется особенно важный показатель: OEE — Overall Equipment Effectiveness (общая эффективность оборудования).

Что такое OEE

OEE, сокращение от Overall Equipment Effectiveness, — это показатель, используемый для измерения реальной эффективности оборудования или производственной линии.

Его значение определяется сочетанием трех основных факторов:

OEE = Доступность × Производительность × Качество

Каждый из этих факторов отражает отдельный источник производственных потерь.

Как рассчитывается OEE

Расчет OEE начинается с определения трех основных факторов.

Доступность

Доступность показывает соотношение фактического времени работы линии и общего запланированного времени производства.

Доступность = Время работы / Запланированное время производства

Производительность

Производительность показывает соотношение фактической скорости линии и теоретически достижимой скорости.

Производительность = Фактический объем производства / Теоретический объем производства

Качество

Качество показывает долю годной продукции в общем объеме производства.

Качество = Годная продукция / Общее количество продукции

Пример расчета OEE для упаковочной линии

Рассмотрим простой иллюстративный пример.

Линия работает в течение запланированной смены продолжительностью 8 часов, то есть 480 минут.

В течение смены суммарные простои, связанные с регулировками, сменой формата и небольшими техническими вмешательствами, составляют 60 минут.

Фактическое время работы линии составляет:

480 — 60 = 420 минут

Доступность будет равна:

420 / 480 = 87,5%

Предположим, что теоретически линия способна производить 100 упаковок в минуту, однако в течение смены средняя фактическая скорость составляет 90 упаковок в минуту.

Производительность составит:

90 / 100 = 90%

Предположим также, что 98% произведенной продукции соответствует требованиям качества.

В этом случае OEE составит:

87,5% × 90% × 98% = около 77%

Таким образом, линия, которая на первый взгляд может казаться очень эффективной, фактически использует примерно 77% своего теоретического производственного потенциала.

Почему скорость отдельной машины не отражает эффективность всей линии

В промышленной упаковочной линии машины не работают полностью независимо друг от друга.

Каждый этап влияет на следующий.

Упаковочная машина может работать на очень высокой скорости, однако эта возможность практически не дает преимуществ, если продукция поступает неравномерно или последующая машина постоянно вызывает замедления.

Поэтому реальную эффективность необходимо оценивать с учетом работы всей линии как единой системы.

Эффективность определяется между отдельными машинами

Во многих производственных системах основные потери возникают не обязательно на самой сложной машине.

Они могут появляться в точках соединения между отдельными этапами:

• неравномерная подача продукции;
• нестабильная ориентация продукции;
• неправильно рассчитанные конвейеры;
• отсутствие достаточных зон накопления;
• недостаточная синхронизация между двумя машинами;
• частые остановки и повторные запуски;
• различия в скорости между отдельными этапами линии.

Именно поэтому правильное проектирование систем транспортировки и перемещения продукции играет ключевую роль в общей эффективности упаковочной линии.

Микропростои: небольшие потери, которые становятся значительными

Одним из наиболее трудно заметных явлений являются микропростои.

Остановка продолжительностью 10 или 20 секунд может показаться незначительной.

Однако если одно и то же событие повторяется десятки или сотни раз в течение производственной смены, общие потери могут стать существенными.

Причины могут быть различными:

• продукты поступают слишком близко друг к другу;
• временное отсутствие продукта;
• датчики обнаруживают некорректные условия;
• зоны накопления переполнены;
• нарушение выравнивания продукции;
• частые повторные запуски последующей машины.

Анализ таких событий часто позволяет повысить эффективность без вмешательства в основную машину.

Узкие места в упаковочных линиях

В каждой линии существует этап, определяющий максимальную производительность всей системы.

Этот элемент обычно называют узким местом.

Узкое место не обязательно является машиной с самой низкой номинальной скоростью.

Им может быть этап, вызывающий нестабильность потока, постоянное накопление продукции или повторяющиеся остановки.

Правильное определение узкого места позволяет понять, где необходимо вмешательство для достижения максимального прироста производительности.

Поэтому увеличение скорости основной упаковочной машины далеко не всегда приводит к реальному увеличению производительности всей линии.

Роль буферов и систем накопления

Системы накопления позволяют временно разделить два производственных этапа, предотвращая немедленную остановку всей линии при кратковременном сбое.

Правильно спроектированный буфер способен компенсировать небольшие различия в скорости и уменьшить распространение микропростоев по всей линии.

Задача заключается не просто в накоплении продукции, а в управляемом обеспечении непрерывности производственного потока.

Смена формата и OEE

Еще одним фактором, непосредственно влияющим на OEE, является время, необходимое для перехода с одного продукта или формата на другой.

Во время смены формата линия не производит продукцию.

Сокращение времени переналадки напрямую увеличивает доступность оборудования.

Возможные решения включают:

• упрощенные регулировки;
• автоматическое позиционирование;
• сохраненные рецепты;
• сокращение ручных операций;
• компоненты, разработанные для быстрой смены формата.

Как повысить OEE без замены всей линии

Низкое значение OEE не обязательно означает необходимость замены всего оборудования.

Очень часто достаточно оптимизировать отдельные этапы линии.

Например:

• оптимизировать систему подачи продукции;
• улучшить транспортировку продукции;
• добавить зоны накопления;
• автоматизировать этап, который все еще выполняется вручную;
• улучшить синхронизацию между двумя машинами;
• сократить время смены формата;
• устранить повторяющиеся микропростои.

Такой подход позволяет направить инвестиции именно туда, где они способны обеспечить наибольший прирост производительности.

От скорости отдельной машины к эффективности всей линии

При проектировании упаковочной линии главный вопрос должен звучать не только так:

«Насколько быстро работает эта машина?»

но прежде всего:

«Какой стабильный объем продукции способна выпускать вся система?»

OEE позволяет рассматривать линию именно с этой точки зрения.

Доступность, производительность и качество становятся конкретными показателями для выявления потерь, узких мест и возможностей для улучшения.

В современной упаковочной линии эффективность зависит не только от характеристик отдельных машин, но прежде всего от того, насколько хорошо они работают вместе.

Материалы Cosmopack по теме

• Промышленная автоматизация упаковочных линий
• Системы подачи и транспортировки продукции