Gesamtanlageneffektivität (OEE) besser nutzen dank Datenvisualisierung

In der produzierenden Industrie gehen die Experten mit einer Vielzahl von Kennzahlen um. Eine der wichtigsten davon ist die sogenannte OEE, die der Beschreibung der Gesamtanlageneffektivität dient. Wer diese einsetzt, kann die ungeplanten Verluste einer ganzen Anlage einfacher erfassen. 

 
In diesem Beitrag erfahren Sie, was die OEE genau macht und können Ihre OEE mit unserem kostenlosen OEE-Rechner ausrechnen. Außerdem lesen Sie wie die Kennzahl in der Praxis, mit den richtigen Werkzeugen, produktiv nutzbar ist.  

Was ist die Overall Equipment Effectiveness (OEE)?

Die Overall Equipment Effectiveness (OEE) ist eine Kennzahl für die Erfassung der Gesamtanlageneffektivität (GAE). Das Japan Institute of Plant Maintenance hat diese Kennzahl entwickelt, basierend auf der Total Productive Maintenance (TPM). TPM ist ein grundlegendes Programm für die Erzielung von Verbesserungen in allen Bereichen eines produzierenden Unternehmens.  
Anhand der Gesamtanlageneffektivität lässt sich die Wertschöpfung einer Anlage messen. Der Wertebereich der Kennzahl liegt zwischen 0 und 1 bzw. zwischen 0 und 100 Prozent.

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Wie setzt sich die OEE zusammen? 

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Die Gesamtanlageneffektivität setzt sich aus den drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zusammen:  

Der Verfügbarkeits- oder Nutzungsfaktor setzt die Zeit bis zum Fehlerauftritt ins Verhältnis zur Zeit des Funktionsausfalls. Die Berechnung erfolgt anhand dieser Formel:

Verfügbarkeitsfaktor = Laufzeit / (Laufzeit + Stillstandszeit)

Für den Stillstand der Maschine oder Anlage kommen verschiedene Ursachen infrage. Dazu gehören das Warten auf die Instandhaltung oder Qualitätsfreigaben. Möglich ist auch, dass kurzfristig nicht genug Material oder Personal für den Produktionsprozess zur Verfügung steht oder dass ein Fertigungsauftrag fehlt. Weiterhin sind Störungen aufgrund eines Stromausfalls oder Unfalls möglich. Es können sich Schäden an der Maschine ergeben oder es kommt zu Betriebsunterbrechungen. 
 
Der Leistungs- oder Effizienzfaktor erfasst in einer Maßzahl Verluste, die durch die Abweichung von der in der ursprünglichen Planung vorgesehenen Stückzeit entstehen. Es handelt sich also um das Verhältnis von Istleistung (= produzierte Menge) zu Sollleistung (= Planmenge). Die Berechnung erfolgt anhand dieser Formel: 

Leistungsfaktor = Istleistung / Solleistung   

Schwierigkeiten bei der Errechnung ergeben sich vor allem in Hinblick auf die Sollzeit. Hier liegen nicht immer Angaben des Maschinenherstellers vor. Zur Berechnung ziehen die Betriebe häufig die sogenannte bestdemonstrierte Stückzeit heran. Dabei blickt der Anwender auf die Produktionsgeschwindigkeiten der Vergangenheit und legt die höchste Geschwindigkeit als Sollwert fest. 
 
Der Qualitätsfaktor wiederum misst den Verlust, der sich durch defekte und zu überarbeitende Teile ergibt. Zu den Qualitätsverlusten gehören zum Beispiel der Ausschuss und Nacharbeiten. Die Berechnung erfolgt anhand dieser Formel: 
 

Qualitätsfaktor = (Anzahl produzierter Teile - Ausschuss - Nacharbeit) / Anzahl produzierter Teile 

 
Für die Berechnung der Gesamtformel genügt es, die drei Faktoren miteinander und dann mit 100% zu multiplizieren:  

 
OEE (GAE) = Verfügbarkeitsfaktor x Leistungsfaktor x Qualitätsfaktor x 100% 

Weiterhin lassen sich die Effektivität und die Effizienz berechnen. Die Effektivität gibt die Wirksamkeit an und ist damit ein Maß für die Erreichung des vordefinierten Ziels. Der Anwender weiß, wie nahe er dem Ziel gekommen ist. Der dafür erforderliche Aufwand bleibt außen vor. Die Berechnung der Effektivität ergibt sich aus dem Verhältnis von Ergebnis zu Ziel. Die Effizienz wiederum gibt die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens an. Sie errechnet sich als das Verhältnis von Ergebnis zu Aufwand.  

Warum ist die Kennzahl so wichtig? 

Die Gesamtanlageneffektivität trägt dazu bei, dass das Management anders auf den Wertschöpfungsanteil einer Anlage blickt. Sie macht den Wertschöpfungsanteil der Anlagen transparent und sie verhält sich robust gegenüber strukturellen Änderungen in der Produktion. Es ist einfach möglich, hinsichtlich der GAE-Steigerung Ziele vorzugeben. Der Erfolg ist dann gut messbar. 

Wann ist ein guter Wert für die GAE erreicht? 

Erreicht eine Anlage eine GAE von 85 Prozent, handelt es sich bereits um ein sehr gutes Ergebnis. Das ist jedoch bis zu einem gewissen Grad vom Anlagentyp bzw. dem verwendeten Produktionsmechanismus abhängig. Ein Extrembeispiel wäre eine Vollkonti-Anlage: hier wären 90 Prozent sogar nur eine sinnvolle Untergrenze. Sollte es sich um ein sehr schwer zu handhabendes Produktionsverfahren handeln, liegt die Obergrenze vielleicht bei 60 Prozent. 
 
Viele Faktoren beeinflussen den GAE und erschweren damit allgemeine Aussagen darüber, was ein guter Wert ist. Bei mehreren Anlagen, die per Pufferung miteinander verkettet sind, fällt die Ermittlung zum Beispiel besonders schwer. Das Unternehmen muss anfänglich investieren, um eine unverfälschte Gewinnung von Daten für die spätere Berechnung der Kennzahl sicherstellen zu können. Zudem ist Aufwand für die Schulung der Mitarbeiter erforderlich. 
 

Wie gelingt die Interpretation der GAE? 

Eine isolierte Betrachtung der Kennzahl ist nicht zielführend, wenn Sie zu einer aussagekräftigen Interpretation gelangen möchten. Ohne weitreichende Kenntnisse, in Bezug auf die Vorgänge in der Fabrik, ist eine Interpretation kaum möglich. Das bedeutet auch, dass es sich hierbei um eine betriebsspezifische Kennzahl handelt. Erkenntnisse aus einer Fabrik sind nur in seltenen Fällen problemlos auf Fälle in anderen Fabriken übertragbar. Ist hingegen eine identische Datenbasis gegeben, lassen sich einzelne Maschinen, Abteilungen oder sogar ganze Werke eines Unternehmens hervorragend miteinander vergleichen. 
 
Wer eine Steigerung der GAE erreichen möchte, muss sich die drei Bestandteile dieser Kennzahl genauer ansehen. Hier sind drei Fragen wesentlich:  

1. Warum konnten wir nicht zu 100 Prozent der Betriebszeit produzieren?  
2. Warum konnten wir nicht 100 Prozent der geplanten Geschwindigkeit fahren? 
3. Warum haben wir nicht 100 Prozent der Teile in der gewünschten oder erforderlichen Qualität gefertigt? 
    

Die Erfassung der Abweichungen erfolgt entweder manuell oder systemgestützt. Der Einsatz von Software, wie z. B. der IIoT-Software da³vid, bietet hier entscheidende Vorteile und sorgt für eine Vereinheitlichung und Verbesserung der Datenbasis. Immer mehr Unternehmen gehen daher für ihre Analyse der Kennzahl dazu über, sich auf Software zu verlassen, damit sie die Verlust-Quellen genauer erfassen und eine bessere Optimierung durchführen können. 
 
Der Einsatz eines KPI-Dashboards bietet dabei entscheidende Vorteile. Es handelt sich hierbei um eine zentrale Sammelstelle für viele wichtige KPI und damit nicht nur die GAE. Die Informationsaufbereitung erfolgt in visuell ansprechender und übersichtlicher Form. Damit gelingt es gerade bei der anspruchsvollen GAE einfacher, zu einer schlüssigen Interpretation zu gelangen und diese auch zu präsentieren. 

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