Hlavním cílem každého manažera výroby je zajistit efektivitu výrobní linky. Jedním ze způsobů, jak měřit výkon a identifikovat prostor pro zlepšení, je výpočet celkové efektivnosti zařízení (OEE). OEE je základní metrika pro hodnocení výkonnosti strojů a zařízení ve výrobních procesech. Zohledňuje výkonnost výroby včetně kvality na výstupu a rychlosti výrobního cyklu i provozuschopnosti zařízení.

Pravidelným sledováním OEE mohou výrobní podniky:

• optimalizovat své procesy,
• zlepšit využití strojů,
• zvýšit výrobní kapacitu
• a zlepšit kvalitu produktů.

Celková efektivnost zařízení (OEE) měří tři kritické faktory ve výrob­ních procesech: provozuschopnost, výkon a kvalitu. Provozu­schop­nost se vztahuje na dobu, po kterou je stroj připraven k provozu, s výjimkou odstávek způsobených údržbou, seřizováním nebo jinými zásahy. Výkon je míra, při které zařízení pracuje v porovnání s jeho maximální potenciální rychlostí. Nakonec kvalita označuje podíl vyrobených dobrých produktů v porovnání s celkovým výstupem.

Například v automobilovém závodě může OEE pomoci identifikovat úzká místa na výrobních linkách, jako jsou pomalé svařovací stroje nebo vadné lakovací roboty. Vyřešením těchto problémových míst může závod zvýšit svoji propustnost a udržet vyšší úroveň kvality hotových produktů.

Využití technologií Industry 4.0 pro zlepšení OEE

Technologie Industry 4.0, jako je internet věcí (IoT), strojní učení a analýza velkých dat, pomáhají výrazně zlepšit OEE. Zařízení internetu věcí dokážou monitorovat výkon stroje v reálném čase a sbírat cenné údaje o provozuschopnosti, výkonu a kvalitě.

Algoritmy strojního učení pak mohou tyto údaje analyzovat, aby identifikovaly vzorce a trendy, což pomůže výrobcům odhalit oblasti pro zlepšení a implementovat adresní zlepšení. Například společnost vyrábějící polovodiče může používat senzory internetu věcí ke sledování úrovní teploty a vlhkosti ve výrobních prostorách.

Algoritmy strojního učení mohou tyto údaje analyzovat a odhalit jakékoli anomálie nebo vzorce ovlivňující kvalitu polovodičových destiček. Řešením těchto problémů může společnost zlepšit své OEE a zajistit výrobu vysoce kvalitních produktů.

Technologie Industry 4.0 pomáhají zlepšit OEE i následujícími způsoby:

1. Monitorování a analýza údajů v reálném čase: Senzory a zařízení internetu věcí shromažďují údaje z výrobních procesů, což umožňuje monitorování výkonu zařízení v reálném čase. Tyto údaje lze pak použít na optimalizaci výrobních a montážních operací, snižování prostojů, a tudíž zvýšení celkové efektivity.
2. Prediktivní údržba: Algoritmy strojního učení mohou analyzovat údaje ze senzorů a identifikovat vzory naznačující potenciální selhání zařízení, což umožňuje proaktivní údržbu, snížit neplánované prostoje a zvýšit provozuschopnost výrobních zařízení.
3. Adaptivní výrobní procesy: Technologie Industry 4.0 mohou usnadnit flexibilní výrobu přizpůsobováním procesů měnícím se podmínkám, jako jsou výkyvy poptávky nebo dostupnost materiálů. To vede k vyšší produktivitě a optimalizaci podnikových zdrojů.
4. Digitální dvojčata: Digitální reprezentace fyzických objektů na provozu lze použít k optimalizaci výrobních procesů, což podnikům umožňuje přesněji odstraňovat úzká místa, koordino­vat výrobní procesy a montážní operace navzájem v reálném čase a eliminovat neefektivní řízení podnikových zdrojů.
5. Pokročilá robotika a automatizace: Integrace pokročilé robotiky a automatizace zlepšuje přesnost, rychlost a konzistentnost výrobních procesů, což vede i k vyšší kvalitě produktů a zkrácení výrobních cyklů.
6. Rozšířená a virtuální realita: Technologie AR a VR lze použít na školení a pomoc na dálku, díky čemuž se zlepšují i dovednosti pověřených zaměstnanců a zkracuje se čas potřebný k řešení problémů se zařízením.
7. Energetický management: Technologie Industry 4.0 dokážou optimalizovat spotřebu energie monitorováním a řízením používání výrobních zařízení a dalších technologií na provozu, což má za následek nižší náklady za energii a snížení environmentální stopy.
8. Integrace dodavatelského řetězce: Transparentní komuni­ka­ce a sdílení údajů mezi dodavateli, výrobci a zákazníky zefektivňuje celý dodavatelský řetězec, zkracuje dodací lhůty a snižuje náklady na zásoby, následkem čehož se zlepší OEE.
9. Zabezpečení a kontrola kvality: Pokročilé inspekční systémy v kombinaci s algoritmy strojového učení odhalují vzniklé chyby a identifikují problémy s kvalitou v reálném čase, což umožňuje aplikovat okamžitá nápravná opatření a snižovat tak míru zmetků.
10. Kustomizace a personalizace: Technologie Industry 4.0 umožňují větší přizpůsobení a personalizaci výrobků pro klienty prostřednictvím automatizace a optimalizace výrobních procesů například s MES systémy, což vede k vyšší spokojenosti zákazníků a lepšímu OEE.

OEE jako nástroj kontinuálního zlepšování

OEE hraje klíčovou roli v neustálém zlepšování a metodologiích štíhlé výroby, jejichž cílem je eliminovat plýtvání a optimalizovat procesy ve výrobě. Identifikací oblastí zlepšení pomáhá OEE výrobcům zaměřit se na nejvýznamnější změny, které povedou k efektivnějšímu provozu a snížení nákladů.

Kupříkladu podnik zabývající se zpracováním potravin může využít OEE k identifikaci neefektivnosti své balicí linky. Analýzou údajů OEE může podnik zjistit, že konkrétní stroj neustále neplní balení, což následně vede k plýtvání potravinami, nespokojenosti zákazníků a poškození firemní reputace. Řešením tohoto problému může podnik zlepšit své OEE a optimalizovat proces balení, čímž se minimalizuje vznik odpadu.

OEE je důležitým nástrojem pro výrobní manažery, kteří se snaží optimalizovat své výrobní linky a zvýšit efektivitu. Měřením výkonu napříč více procesy může OEE pomoci odhalit oblasti na zlepšení a pomoci při adresných zásazích, které vedou k lepšímu využívání strojů, zvýšení výrobní kapacity a vyšší kvalitě produktů.

Využitím technologií Industry 4.0 a integrací OEE do metodologií kontinuálního zlepšování a štíhlé výroby se mohou výrobci dostat před konkurenci a prosperovat v dnešním rychle se měnícím průmyslovém prostředí.

Jak štíhlá výroba pomáhá vylepšit provozní OEE

1. Neustálé zlepšování (Kaizen): Štíhlá výroba podporuje kulturu neustálého zlepšování, v níž zaměstnanci pomáhají identifikovat a řešit sníženou výrobu v provozních procesech. Díky tomu lze pomoci zvýšení výkonu výrobních zařízení, zkrácení prostojů a zlepšení OEE.
2. Standardizovaná práce: Standardizace pracovních postupů a výrobních procesů pomáhá snižovat variabilitu, zajišťuje konzistentní kvalitu a zlepšuje efektivitu výrobních technologií. Snížením lidských chyb a zjednodušením úkolů přispívá standardizace práce a úkolů k vyššímu OEE.
3. Výroba just-in-time (JIT): Přístup JIT se zaměřuje na výrobu správných produktů ve správném množství ve správný čas a na správných o místech. Tímto přístupem se zamezuje nadměrným zásobám a rozpracovaným výrobkům a zlepšuje se dostupnost podnikových zdrojů.
4. Totální produktivní údržba (TPM): TPM zdůrazňuje důležitost proaktivní a preventivní údržby s cílem minimalizovat prostoje zařízení a neustále udržovat jejich optimální výkon. Tím se zvyšuje dostupnost a provozuschopnost zařízení.
5. SMED (Single Minute Exchange of Dies): SMED je metodika, jejímž cílem je zkrátit časy nastavování a výměny zařízení, minimalizovat činnosti bez přidané hodnoty a zvýšit využití zařízení.
6. Analýza základní příčiny (Root Cause Analysis): Tato metoda štíhlé výroby se zaměřuje na identifikaci a odstranění základních příčin problémů, a nejen řešení symptomů. Tak se dosahuje dlouhodobých řešení a menšího počtu opakujících se problémů.
7. Vizuální management: Vizuální pomůcky, jako jsou kanbanové tabule a systémy Andon, usnadňují komunikaci a zprostředkují relevantní informace o stavu a výkonu zařízení v reálném čase. Tyto pomůcky pomáhají rychle identifikovat a řešit problémy, čímž se zlepšuje výkon výrobních zařízení.
8. Mapování hodnotového toku (Value Stream Mapping): Tento nástroj štíhlé výroby umožňuje výrobním podnikům analyzovat a optimalizovat celý výrobní proces, od materiálů až po hotové výrobky. Identifikací úzkých míst a postupů, kde vzniká odpad, mohou společnosti podniknout cílená opatření ke zlepšení OEE.
9. Transparentnost mezi pracovními týmy a odděleními: Štíhlá výroba podporuje spolupráci mezi různými odděleními a rolemi, což vede k efektivnějšímu řešení problémů a lepší celkové efektivnosti zařízení.
10. Školení zaměstnanců: Štíhlá výroba se zaměřuje i na rozvoj kvalifikované pracovní síly. Investováním do školení zaměstnanců a poskytováním potřebných nástrojů a zdrojů mohou společnosti zlepšit produktivitu a výkon zařízení, což v konečném důsledku povede i k vyšší OEE.

Peter Bílik Smart Industry solution designer, ANASOFT

Martin Kudláč Marketing specialist, ANASOFT