„Verwenden Sie die richtigen Kennzahlen?“
„Das Ziel des Unternehmens ist es nicht , seine Effizienz zur Schau zu stellen.“
Das Ziel (Goldratt & Cox, 2004)
Die Kennzahl Gesamtanlageneffektivität (OEE) erfreut sich aufgrund ihrer vermeintlichen Einfachheit zunehmender Beliebtheit. Sie ermöglicht es Entscheidungsträgern, die Effektivität der Produktionsanlagen bei der Herstellung verkaufsfähiger Produkte zu verstehen. Die Verwendung einer einzigen Kennzahl zur Quantifizierung komplexer Prozesse ist jedoch nicht unproblematisch.
OEE-Berechnungsvariationen
Die Gesamtanlageneffektivität (OEE) ergibt sich aus der Multiplikation dreier Kennzahlen: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Über die drei Komponenten herrscht Einigkeit, doch die Meinungen darüber, wie diese definiert und berechnet werden sollen, gehen auseinunder. Erfahrungsgemäß verwenden Kunden ihre eigene Definition der OEE, mitunter sogar mit der Absicht, die OEE-Werte künstlich zu erhöhen.
- Die Verfügbarkeit ist das Verhältnis von tatsächlicher Betriebszeit zu geplanter Betriebszeit. Die tatsächliche Betriebszeit ergibt sich aus der geplanten Betriebszeit abzüglich Rüstzeiten, geplanter Stillstundszeiten und ungeplanter Stillstundszeiten.
- Die Leistung, auch Betriebsniveau genannt, ist das Verhältnis von tatsächlichem Durchsatz zu Nenndurchsatz. Das Betriebsniveau wird in Stunden berechnet und berücksichtigt verfügbare Stunden sowie Ausfallzeiten aufgrund von Teillastbetrieb.
- Der Qualitätsgrad ist das Verhältnis von Gutprodukten zu Gesamtprodukten, die Gutprodukte, Ausschuss und Nacharbeit umfassen, basierend auf der Produktion über einen bestimmten Zeitraum.
Die geplante Betriebszeit (auch Produktionszeit genannt) wird üblicherweise als Kalenderzeit abzüglich Markt- oder Nachfrageausfälle definiert. Das bedeutet, dass wir nur die Anlagenzeit berücksichtigen, die zur Deckung der Marktnachfrage benötigt wird. Es ist wichtig zu beachten, dass einige Produktionsprozesse nicht marktbedingten Einschränkungen unterliegen und das gesamte Produkt abgesetzt werden kann (z. B. Goldproduktion). Die Ermittlung der benötigten Produktionszeit ist oft interpretationsbedürftig.
Wir müssen Folgendes bedenken:
Wodurch:
Es ist leicht ersichtlich, dass die geplante Betriebszeit die Verfügbarkeit beeinflusst; daher kann der Analyst die Berechnung mitgestalten. Es gibt verschiedene Ansätze zur Verfügbarkeitsberechnung. So argumentierte King (2009): „Rüst- oder Umrüstzeiten sollten nicht die Zeit umfassen, die benötigt wird, um die Eigenschaften nach dem Umrüsten wieder in den Sollbereich zu bringen“ (S. 115). Wirtschaftsingenieure würden dieser Interpretation widersprechen, da Umrüstzeit als die Zeitspanne zwischen der Produktion des letzten einwundfreien Produkts und der Produktion des ersten einwundfreien Produkts definiert ist.
Drei kritische Elemente der OEE-Leistungsbewertung
- Konstante Leistung beobachtet
Der angegebene Durchsatz entspricht der vom Hersteller angegebenen Leistung des Geräts. Beobachtungen von IE zufolge kann dieser Wert positiv oder negativ von der tatsächlich und konstant erreichbaren Leistung abweichen. Daher ist es notwendig, den „möglichen Durchsatz“ zu validieren, d. h. die Leistung, die das Gerät konstant erbringen kann. Wird die tatsächliche Leistungsfähigkeit des Geräts nicht quantifiziert, kann dies zu zwei Problemen führen:
- Wird der Bedarf unterschätzt , investieren Entscheidungsträger möglicherweise in unnötige neue Ausrüstung.
- Bei Überschätzung kann die Anlage überlastet werden, was zu höheren Wartungskosten führt, die sich nichtlinear mit dem Durchsatz erhöhen.
Nur die beobachtete, konstante Leistung unter Belastung des Geräts offenbart dessen tatsächliches Leistungspotenzial, d. h. die technische Grenze. Ingenieure werden häufig von Kunden beauftragt, präzise technische Grenzen von Geräten zu ermitteln.
2. Materialgüte
Beide Qualitätsstufen werden verkauft, der Gewinn ist jedoch bei der A-Qualität höher. Es hundelt sich dabei nicht um einen Qualitätsverlust im üblichen Sinne (das Produkt ist nicht minderwertig und erfordert keine Nachbearbeitung), sondern vielmehr um einen entgangenen Gewinn.
Um dies weiter zu verdeutlichen, betrachten wir ein Beispiel, bei dem der Anlagenhersteller eine Kapazität von 100 Tonnen/Stunde Material der Güteklasse A angibt. Vereinfachend nehmen wir an, dass die vom Hersteller angegebene Kapazität der technischen Grenze entspricht (was in der Realität oft nicht der Fall ist). Die aktuelle Produktion beträgt 80 Tonnen/Stunde Material der Güteklasse A und 20 Tonnen/Stunde des einfacher herzustellenden Materials der Güteklasse B. Ohne die Feinheiten der Materialzusammensetzung bei der Beurteilung der Kapazität zu berücksichtigen, könnte man fälschlicherweise annehmen, die Kapazität der Herstellerangabe sei erreicht .
3. OEE-Vergleiche erfordern „Ähnlichkeit“
Um die Gesamtanlageneffektivität (OEE) im Hinblick auf ein Ziel zu verbessern, müssen die Einflussfaktoren über einen ausreichend langen Zeitraum analysiert werden. Zu diesen Faktoren gehören ähnliche Anlagen und Materialien, die zur Herstellung ähnlicher Fertigprodukte verwendet werden. Vergleichbarkeit ist unerlässlich für aussagekräftige Vergleiche und hilft Entscheidungsträgern, Verbesserungspotenziale zu identifizieren.
Darüber hinaus setzen Entscheidungsträger, die die Gesamtanlageneffektivität (OEE) identischer Produktionsprozesse vergleichen, ohne Nachfrage, Anlagenkapazitäten und undere Unterschiede zu berücksichtigen, möglicherweise unrealistische Verbesserungsziele. Nehmen wir beispielsweise zwei identische Produktionsanlagen mit stark unterschiedlicher Nachfrage und benötigter Betriebszeit an. Steigert die Produktionsanlage mit der geringeren Betriebszeit ihre Verfügbarkeit durch Investitionen in vorbeugende Instundhaltung, reduzieren sich ungeplante Ausfallzeiten. Da ungeplante Ausfallzeiten die Gesamtausfallzeit stärker beeinträchtigen als geplante, ist die Verfügbarkeit (und damit die OEE) der Anlage mit der geringeren Nachfrage wahrscheinlich höher.
Fallstricke bei OEE-basierten Verbesserungen vermeiden
Verbesserungen der Gesamtanlageneffektivität (OEE) müssen wirtschaftlich sinnvoll sein. Vor Beginn jeglicher OEE-Verbesserungsinitiativen empfiehlt sich eine objektive Analyse der Auswirkungen auf das Geschäftsergebnis. Im Folgenden werden drei Beispiele dafür aufgeführt, wie OEE-basierte Verbesserungen tatsächlich negative Folgen haben können.
Beispiel 1: Um sicherzustellen, dass eine Investition zu einer Verbesserung des Geschäftsergebnisses führt, müssen Systembeschränkungen berücksichtigt werden. In einem unserer jüngsten Kundenprojekte beobachtete IE, wie ein Instundhaltungsleiter in kostspielige Maßnahmen zur Steigerung der Verfügbarkeit investierte. Obwohl diese Maßnahmen die Verfügbarkeit erhöhten, war ihr Potenzial zur Steigerung des Durchsatzes durch die begrenzte Erzversorgung der Mine eingeschränkt. Und obwohl die Gesamtanlageneffektivität (OEE) stieg, sank die Rentabilität aufgrund höherer Instundhaltungskosten! „Das Ziel des Unternehmens ist es, Gewinn zu erzielen“ (Goldratt & Cox, 2004). Anders ausgedrückt: Entscheidungen müssen wirtschaftlich sinnvoll sein und dürfen sich nicht auf eine einzelne Kennzahl konzentrieren. Wenn eine erhöhte Verfügbarkeit mit hohen Kosten verbunden ist, ohne dass mehr Produkte verkauft werden, ist der Netto-ROI negativ.
Beispiel 2. Eine einseitige Fokussierung auf die Verbesserung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) vernachlässigt oft die Termintreue , d. h. die Notwendigkeit, gemäß der Kundennachfrage zu produzieren. Eine Steigerung des Durchsatzes durch Betrieb der Anlagen nahe ihrer technischen Grenze (bei sonst gleichen Bedingungen) führt zwar zu einer höheren Produktmenge, jedoch ohne entsprechende Marktnachfrage zu einer Überproduktion – einer der sieben Arten von Verschwendung. Angenommen, eine Anlage kann Material der Güteklasse A mit einer OEE von 50 % und Material der Güteklasse B mit einer OEE von 75 % produzieren. Der Unterschied in der OEE resultiert aus Unterschieden bei Qualitätsverlusten, Geschwindigkeitsverlusten, Ausfallzeiten oder einer Kombination dieser Faktoren. Die Gesamt-OEE ergibt sich dann wie folgt:
Es ist offensichtlich, dass die Produktion von mehr Material der Güteklasse B die Gesamtanlageneffektivität (OEE) erhöht. Bei einer höheren Nachfrage nach Material der Güteklasse A führt das Streben nach einer höheren OEE jedoch zu einem Überschuss an (gelagertem) Material der Güteklasse B und einer Nichterfüllung der Kundennachfrage nach Material der Güteklasse A. Obwohl die OEE gestiegen ist, hat die Termintreue gelitten! Auch hier kann die Fokussierung auf eine einzelne Kennzahl zu geringerer Rentabilität und Marktanteilsverlusten führen.
Beispiel 3. Die Anlagenauslastung liefert zusätzliche Erkenntnisse, die die Gesamtanlageneffektivität (OEE) nicht erfassen soll. Angenommen, die aktuelle tägliche Nachfrage führt zu einer geplanten Betriebszeit von vier Stunden für drei identische Anlagen. Wenn Sie sich entscheiden, nur eine Anlage zwölf Stunden lang zu nutzen, bleibt die Verfügbarkeit gleich (vorausgesetzt, die Ausfallzeiten bleiben unverändert).
Zur Veranschaulichung verwenden wir die oben genannten Zahlen von 12 und vier Stunden sowie drei Stunden Ausfallzeit bei 12 Betriebsstunden. Die Leistungs- und Qualitätsniveaus werden auf 90 % geschätzt. Mit einem Gerät erzielen wir Folgendes:
Durch die Verwendung von drei identischen Geräten mit gleicher Last erhalten wir:
Wie erwartet, ist die Gesamtanlageneffektivität (OEE) in beiden Situationen identisch (60,75 %) und gibt keinen Hinweis darauf, ob eine Änderung erforderlich ist. Betrachten wir hingegen die Anlagenauslastung, die wie folgt definiert ist:
Bei einer konstanten Kapazität von 100 Tonnen/Stunde ergibt sich eine maximale Tagesleistung von 2.400 Tonnen. Mit einer Anlage beträgt die Produktionszeit neun Stunden, was Folgendes ergibt:
Die beobachteten Verluste sind auf Verfügbarkeits- und Nachfrageausfälle zurückzuführen. Die gleiche Berechnung für die Konfiguration mit drei Geräten ergibt eine Anlagenauslastung von 12,5 %.
Die geringe Anlagenauslastung in dieser letzten Situation sollte den Manager veranlassen , zwei Geräte entweder vorübergehend oder dauerhaft außer Betrieb zu nehmen. Dank der einteiligen Anlagenkonfiguration besteht zudem ausreichend Reserve, um steigende Nachfragen abzufangen.
Nutzen Sie OEE zu Ihrem Vorteil!
Bevor man sich auf OEE-basierte Verbesserungsmöglichkeiten konzentriert, die sich aus einer Vergleichsstudie oder einem Branchen-Benchmark ergeben, müssen die verschiedenen Komponenten der OEE vollständig verstunden werden. Es ist unerlässlich, Folgendes zu berücksichtigen, bevor man eine Entscheidung trifft.
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Literaturhinweise: Bicheno, J., & Holweg, M. (2009). The Lean Toolbox (4. Aufl.). Buckingham, Englund: PICSIE Books; Goldratt, EM, & Cox, J (2004). The Goal ( 3. Aufl.). Great Barrington, MA: North River Press; King, PL (2009). Lean for the Process Branchen. New York, NY: CRC Press; Suzuki, T. (1994). TPM in Process Branchen. Portlund, OR: Productivity Press