Produktionssystem TPM

TPM und OEE

TPM und OEE

Die OEE ist eine Industrienorm

TPM und OEE sind unzertrennlich …

Vorab: Die OEE ist eine Industrienorm und im JISC (Japanese industrial standards comittee, das ist das japanische Pendant zum DIN-Institut) als solche eingetragen. 1983 wurde die OEE zusammen mit anderen Kennzahlen als Norm unter der Kennung JIS Z8141 von oben genanntem staatlichen Normungsinstitut anerkannt.

Einige Leute scheinen dennoch zu glauben, diese OEE „frei“ interpretieren zu können, aber das wird einer Industrie-Norm nicht gerecht.

TPM-Kennzahlen

TPM ist nicht nur ein ganzheitliches Wertschöpfungssystem (Produktionssystem).
Es eignet sich besonders zum Verbessern von Werken, die ihre Leistungen vowiegend mit Maschinen erbringen.

Auch viele neue Kennzahlen wurden durch TPM erfunden.
Viele davon eignen sich zum Führen durch Kennzahlen wie z.B. besagte OEE.

Einige Beispiele solcher TPM-Kennzahlen:

  • OE (overall efficiency)
  • OEoLE (overall efficiency of line equipment)
  • OEE (overall equipment efficiency)
  • OPE (overall plant efficiency)
  • TEEP (total effective equipment performance)

Von den vielen Kennzahlen, die für TPM erfunden wurden, ist die OEE die bekannteste.

Ab Mitte der 80er Jahre verbreitete sich TPM aufgrund seines Erfolgs besonders in anlagenlastigem Umfeld auf der ganzen Welt.
Dadurch wurde es notwendig, dieser Kennzahl, die damals noch „setsubi-soogoo-kooritsu“ (‚設備総合効率‘) hieß, einen englischen Namen zu geben.

So kam man auf „overall equipment effectiveness“ oder „overall equipment efficiency“.

Overall equipment efficiency oder Overall equipment effectiveness?

OEE steht also für „overall equipment efficiency” oder „overall equipment effectiveness“.

Später wurde daraus in deutscher Übersetzung „GAE“.
Auch die deutsche Übersetzung löste dieses Probelm nicht, denn GAE kann „Gesamtanlageneffektivität“ oder „Gesamtanlageneffizienz“ heißen.

Man findet sowohl in der englischen – wie der deutschen Literatur– beide Varianten.

Ursprünglich heißt OEE aber original auf japanisch „setsubi-soogoo-kooritsu“.
Zu Missverständnissen kam es erst aufgrund der unglücklichen Übersetzungen OEE und GAE.

Es geht mir hier aber nicht um die korrekte Übersetzung.
Viel mehr stellt sich die Frage nach Sinn und Zweck der OEE.

Warum wurde sie überhaupt erfunden?
Was soll mit dieser Kennzahl erreicht werden?

Wenn wir das verstehen, sollte es uns auch gelingen der OEE einen treffenden Namen zu geben.

TPM und OEE: Warum wurde die OEE erfunden?

Wir haben in der Produktion viele verschiedene Anlagen.
Wir wollen wissen, wie stark an welchen Anlagen die Ausbringung gemindert ist.
Genau das sagt uns die OEE.

Geminderte Ausbringung an Anlagen heißt, dass wir Maschinenstunden, Rohstoffe, Energie usw. verlieren.
Die Maschinen könnten mehr Geld verdienen, d.h. WIR VERLIEREN GELD!

Man hat die OEE erfunden, um genau dieses Problem und die dadurch hervorgerufene Minderleistung exakt zu ermitteln.

Idee der OEE

Eine Kennzahl als Indikator, die Dir sagt;
– an welchen Maschinen
– wie viel Prozent der theoretisch möglichen Ausbringung erbracht wurden.

Denn genau an der/den Maschine(n), wo dieser Prozentsatz gering ist, sollst Du mit TPM beginnen.

(Natürlich spreche ich hier von einem vereinfachten Szenario, wo z.B. keine Engpässe zu berücksichtigen wären usw.)

Die OEE ist wertneutral und sachlich.

Verluste: der wichtigste Gedanke TPMs

In TPM dreht sich immer alles um Verluste.

Verluste verursachen u.a. eine geminderte Ausbringung.
Wir messen mit der OEE, wie viel Geld wir verlieren.

Verluste sind

– das Maß für Aufwands- und Kostenmehrungen.
– der Indikator zur Verbesserung von Maschinen- und Anlagenprozessen.

Das Ziel ist immer diese Verluste sowohl nach Quantität als auch nach Phänomen (Qualität) zu erfassen. Anschließend versuchen wir, diese Verluste Phänomen für Phänomen, beginnend beim Größten (Quantität) dauerhaft zu eliminieren (d.h. auf Null bringen = Zero-Case).

Es gibt verschiedene und viele Verlustarten.

Allein für die Technik der Maschinen und Anlagen gibt es 7 große Verluste.
Man nennt sie auch die großen Verluste, die die OEE mindern.

Eine schlechte OEE zeigt die Maschine(n) an der als nächstes Kaizen zu treiben ist.

Der große Zweck der OEE ist also:
Zeig mir die Maschine, an der ich als nächstes optimieren soll.

Wenn Du Dich genauer über die TPM-Verluste informieren möchtest, schaue bitte in meinen Blog vom Juli 2018 „TPS oder TPM, das ist die Frage“.
In diesem Blog findest Du die komplette Liste der 16 großen Verluste TPMs.  

Definiton der OEE

Logik

OEE = Verfügbarkeit ∙ Leistungsgrad ∙ Gut-Quote

d.h. im Detail:

  • A = Verfügbarkeit      (Availability, 時間稼働率)                           
  • P = Leistungsgrad     (Performance, 性能稼働率)               
  • Q = Gut-Quote (Quality, 良品率) 

Formeln:

OEE-Formel

Ausschuss-Definition in obiger Formel:

Ausschussdefinition

Nachdem wir jetzt verstehen, was die OEE ist, wozu sie erfunden wurde und wie sie sich konkret berechnet, kommen wir zu den Missverständnissen und Fehlern mit dieser Kennzahl.

Missverständnis #1: Das 2. „E“ in der Abkürzung „OEE“

Die Übersetzung vom Japanischen ins Englische führte zu folgender Irritation.

Heißt OEE „Overall equipment efficiency”oder„Overall equipment effectiveness”?

Man findet in der Literatur beides, aber nur eins davon ist richtig.

Bedeutung von „Effectiveness“/„Effektivität“

„Effectiveness“ entspricht den deutschen Begriffen „Effektivität“ oder „Wirksamkeit“.

Laut Duden bedeutet Effektivität „Wirksamkeit“, z.B. „die Effektivität der angewandten Mittel“ oder „… mit geringstem Aufwand erreicht sie ein hohes Maß an Effektivität …“.

Wir sehen der Begriff Effectiveness oder Effektivität ist zwar nicht falsch, greift aber zu kurz. Denn die Effektivität ist diskret und daher kaum mess- bzw. quantifizierbar. Aus statistischer Sicht ist die Effektivität ein diskretes Merkmal. Ein diskretes Merkmal kann mit ja oder nein bewetet werden, es lässt sich aber nicht richtig gewichten. Die OEE ist aber ein stetiges Merkmal, das in Prozenten gemessen wird.

Die Bezeichnung „overall equipment effectiveness“ ist allein schon deswegen für eine Prozentangabe ungeeignet.

Bedeutung von „Efficiency“/„Effizienz“

Das englische Wort „Efficiency“ kann in diesem Kontext verschiedene Bedeutungen haben, nämlich: „Leistungsfähigkeit“, „Effizienz“ und „Wirkungsgrad“.

Leistungsfähigkeit ist im Zusammenhang mit der Kennzahl OEE nicht passend, denn sie beschriebt nur ein Potential (Möglichkeit). 

Die OEE ist aber eine Ergebniskennzahl und keine Potentialkennzahl.

Zu Effizienz finden wir laut Duden folgende Einträge:
 „Wirksamkeit“ und „Wirtschaftlichkeit“, z.B. „Die Dimenisionierung der Einlassventile bestimmt unter anderem die Effizienz eines Motors“, ja das entspricht schon sehr dem OEE-Kontext.

Für „Wirkungsgrad“ gibt es laut Duden mehrere Definitionen, nämlich:

  1. a) (Physik, Technik) Verhältnis von aufgewandter zu nutzbarer Energie: eine Maschine mit einem Wirkungsgrad von 90%
    Das ist schon nah, aber die OEE ist und bleibt eine Wirtschaftlichkeits- und keine Energiekennzahl.
  2. b) Grad einer Wirkung „dieses Verfahren hat einen höheren Wirkungsgrad“.
    Wenn wir jetzt „Verfahren“ durch „Art und Weise wie ich eine Maschine betreibe“ ersetze – was man auch als „Verfahren“ betrachten kann, trifft diese Definition genau ins Schwarze.

Also:

OEE= Overall Eqipment Efficiency

Interessanterweise hat JIPM und JMA die englische Definition der OEE, die zunächst tatsächlich von JIPM selbst fälschlicherweise als effectiveness übersetzt bzw. angegeben wurde, inzwischen korrigiert.

Seit 2002 sprechen die Erfinder der OEE selbst nur noch von Overall Equipment Efficiency.
(vgl. JIPM, JIPM-S: „TPM Encyclopedia (Expanded Edition) – Keyword Book“, Tokyo, JIPM-S Publishing Division, 2002. 2. Auflage von 2007, S. 125.)

Die richtige deutsche Übersetzung von „OEE“ ist damit „GAE“ (Gesamt-Anlagen-Effizienz).
In Wikipedia beispielsweise findet man aber ausgerechnet die falsche Variante, nämlich „Gesamtanlagen-Effektivität“.

Ich möchte mich von den Bezeichnungen OEE und GAE, die mit der Brechstange übersetzt wurden, also „overall equipment efficiency“ und „Gesamtanlagen-Effizienz“ lösen.
Mein Vorschlag lautet:

Treffender als GAE ist ÖAW = Ökonomischer Anlagenwirkungsgrad

oder auf Englisch:

Treffender als OEE ist EEE = Economic Equipment-Efficiency

Missverständnis #2: „O“ in der Abkürzung „OEE“.

Beim zweiten großen Missverständnis geht es um das „Gesamt-“ oder „overall“.

Hier gilt wieder die gute alte Regel:
Überlege, was sich die Erfinder dabei gedacht haben, als sie es so nannten.

In diesem Fall ist das, was sie so nannten, das japanische Wort „Soogoo“ (‚総合‘):
„Soogoo“ bedeutet auf Deutsch „Synthese“ oder „Zusammenfassung“.

Welche „Zusammenfassung“ oder „Synthese“ ist hier gemeint?

Es ist die Zusammenfassung – oder treffender Kumulation (Synthese) – aller 7 großen Verluste, die beim Fahren einer Anlage die OEE mindern.
Diese 7 großen Verluste, die auch „7 große Verluste, die die ÖAW (OEE) mindern“ heißen, sind:

  • Störungen
  • Rüsten und Justage
  • Werkzeugwechsel
  • Hoch- und Runterfahren der Anlage
  • Kurzzeitstillstände und Leerläufe
  • Untergeschwindigkeit
  • Nicht-Qualität

Die Meisten glauben aber, OEE oder GAE (also die EEE oder ÖAW) bezöge sich lediglich auf die gesamte Anlage weil es ja schließlich „Gesamt-…“ oder „overall“ heißt.

So haben sich durch das „Gesamt-…“ oder „overall“ 2 unterschiedliche Missverständnisse herausgebildet:

(1) OEE (ÖAW) besteht aus mehreren „Teil “-OEEs:

Ich habe schon Unternehmen gesehen, die bei verketteten Anlagen die Einzel-ÖAWs aller wichtigen Aggregate maßen. Das ist ein grundsätzlicher Verstoß gegen die ÖAW- (OEE-) Definition.
Diesen Fehler findet man leider immer wieder.

Das ist mit dem „Gesamt…“ oder „overall“ eigentlich gar nicht gemeint.
Der Fehler der Einzel-OEEs ist so abstrus, dass die Erfinder des ÖAWs (OEE) das gar nicht in Betracht zogen.

(2) In die OEE (ÖAW) werden alle möglichen Verlust-Ereignisse eingerechnet:

Viele Unternehmen ermitteln den ÖAW (OEE) ohne Verluste-Denken.

Man erlebt häufig das alle möglichen Verluste zu der ÖAW (OEE) hinzugerechnet werden, obwohl die gar nicht zur ÖAW gehören. Das kommt daher, dass man mit der ÖAW hantiert, ohne dabei die 7 Verluste konkret vor Augen zu haben oder gar in Verlusten zu denken.

So geschieht es nicht selten, dass z.B. geplante Stillstände mindernd in die ÖAW eingerechnet werden. Denn geplante Stillstände wirken ja auch irgendwie so „Gesamt…“ oder „overall“.

Wichtig

Geplante Stillstände wirken nicht ÖAW- (OEE-)mindernd!
Dieser Fehler ist wahrscheinlich der häufigste, den dieses 2. Missverständnis verursacht.

Diese obigen beiden Fälle sind die Missverständnisse oder Trugschlüsse vom „Gesamt-…“ oder „overall“.

Nochmal: Die ÖAW ist nur die Zusammenfassung der 7 oben genannten Verluste an einer Anlage.
Nur dafür steht das „overall“ bzw. „Gesamt…“.

ÖAW (OEE) bei verketteten Anlagen

Bei einer verketteten Anlage darf es nur eine ÖAW geben.

Es gibt viele Anlagen, die miteinander zusammenhängen, wir sprechen hierbei oft von „(physikalisch) gekoppelt“ oder „verkettet“.
Das macht sie aus Sicht der ÖAW (OEE) zu einer Anlage, weil der Ausfall eines Aggregats zu einem Totalausfall des Herstellprozesses führt, und nicht weil es „Gesamtanlage…“ oder „overall“ heißt.

Beispiel:
Wenn mein Auto einen Kolbenfresser hat, wird es nicht mehr fahren auch wenn es noch 3 intakte Kolben gibt.

Diese Selbstverständlichkeit bedurfte aus Sicht der Erfinder der ÖAW gar keiner Erwähnung.
Leider wurde es fälschlicherweise in der Übersetzung mit „Gesamt-…“ oder „overall“ thematisiert und damit wird das Augenmerk weg von den Verlusten auf einen völlig falschen Punkt gelenkt.

Regel

Es darf bei einer verketteten Anlage nur eine ÖAW geben und keine 2 oder 3 Teil-ÖAWs.

Bevor Anlagen verkettet werden, müssen wir die OEE der einzelnen Anlagen, die wir verketten wollen, sehr gut im Griff haben (Faustregel: >95%).

Liegt die ÖAW einer oder mehrerer Anlagen, die verkettet werden sollen, darunter ist das wirtschaftliche Ergebnis meistens sehr ernüchternd.
Nicht selten werden solche Verkettungen dann nicht genutzt – oder wenn das nicht geht, sogar zurückgebaut.

Fazit

Bei TPM geht es immer darum, dass Technik richtig funktioniert.
Wie das geht, schreibt uns die Physik vor.

TPM wird für jedes Unternehmen mit zunehmendem Automatiserungsgrad immer wichtiger, und zwar genau aus dem folgenden Grund:
Nur wer seine Technik perfekt beherrscht, kann aus einer Automatisierung den erwarteten Nutzen ziehen.

Man kann seine Mitarbeiter zu Fleiß und Effizienz treiben wie man will.
Wenn die Physik der Anlagen oder das Fertigungsverfahren es nicht zulässt, dann geht es nicht.

Mit Physik ist nicht zu diskutieren und sie ist keine Disziplin- oder Philosophiefrage der Mitarbeiter.

Der Grund, warum die ÖAW (OEE) als Kennzahl weltweit zu so hoher Bedeutung avancierte, ist, weil diese Kennzahl etwas Neues ist.

Durch die ÖAW erkennst Du, wie gut Du Deine Anlagen beherrschst und betreibst.
Dabei spielt es keine Rolle, warum Du die Anlage nicht nutzen konntest.

Das Ergebnis jedweder Nicht- oder Fehl-Nutzung äußerst sich in Gewinn-Einbußen. (Auftragsknappheit vereinfachend einmal außer Acht gelassen.)

  • Verstehst Du den ÖAW richtig, kannst Du den ÖAW auch korrekt anwenden.
  • Wendest Du den ÖAW korrekt an, dann hilft der ÖAW, die Anlagen in der besten Performance zu fahren.
  • Fährst Du die Anlagen in der besten Performance, verdienst Du und Deine Firma Geld.

Nur so kann ein Unternehmen gewinnen.

Adept-Blog: TPM und OEE

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