Wskaźniki efektywności produkcji

Środowisko produkcyjne współczesnej firmy wytwórczej staje się coraz bardziej złożone. Osoby odpowiedzialne za zarządzanie poszukują skutecznych wskaźników, które pozwolą na  identyfikację obszarów wymagających poprawy, określenie kolejności działań usprawniających oraz monitorowanie efektów i trwałości wdrożonych działań.   

Hala produkcyjna

W tej sytuacji pada szereg pytań jak wybrać najlepszy zestaw wskaźników np. dla obszaru utrzymania ruchu? Co mierzyć, a czego nie mierzyć? Jak analizować wyniki? Niestety nie ma prostej odpowiedzi na te pytania. Nie istnieje również idealny zestaw wskaźników, który powinna stosować każda firma. Można jednak określić podstawowe zasady określające, co mierzyć i jak uzyskane pomiary analizować. Istnieje również możliwość identyfikacji typowych wskaźników, które warto wdrożyć w większości zakładów.

Rodzaje pomiarów

Celem każdego pomiaru jest zdobycie użytecznej wiedzy, co powinno prowadzić do uzyskania określonych korzyści. W praktyce stosuje się zasadę  „im mniej tym lepiej”, co oznacza, że ilość wskaźników w organizacji powinna być możliwie jak najmniejsza. Wówczas koncentrujemy się na mierzeniu tych elementów, które są niezbędne. Ze względu na rodzaj uzyskiwanych korzyści pomiary dzielimy na 3 rodzaje:

  1. Określenie efektywności działalności oraz porównania wewnętrzne i zewnętrzne.
  2. Analiza problemu dla zidentyfikowania jego przyczyn.
  3. Pomiar efektywności wdrożonych działań usprawniających.

W pierwszym z wyszczególnionych powyżej rodzajów pomiarów istnieje możliwość identyfikacji obszarów do poprawy oraz określenia jej potencjału. Co więcej, możemy określić łatwość osiągnięcia tego ulepszenia. Inny rodzaj pomiarów służy do znalezienia przyczyn problemu, dzięki czemu będzie możliwe opracowanie i wdrożenie skutecznych działań dla jego wyeliminowania. Wówczas powinniśmy uruchomić trzeci rodzaj pomiarów dla potwierdzenia skuteczności lub braku skuteczności wdrożonych działań naprawczych. W przypadku potwierdzenia skuteczności będzie możliwe zakończenie prac nad danym problemem oraz rozszerzenie zakresu wdrożonych działań na inne, podobne problemy.  W przypadku stwierdzenia braku skuteczności wdrożonych działań następuje powrót do etapu poszukiwania przyczyn problemu. Uzyskano jednakże wartościową wiedzę: albo działania nie usunęły wcześniej zidentyfikowanych przyczyn problemu albo rzeczywisty powód nie został jeszcze znaleziony.

Kluczowe Wskaźniki Efektywności

Najważniejsze pomiary przedstawione w punkcie pierwszym opisanym powyżej są często nazywane Kluczowymi Wskaźnikami Efektywności (ang. KPI – Key Performance Indicators). Służą one do zobrazowania wybranego obszaru działalności firmy lub też oceny jej efektywności z pewnego punktu widzenia.  Przykładem takiego wskaźnika jest Efektywność Wykorzystania Maszyn – OEE (ang. Overall Equipment Effectiveness). Posłuży on w dalszych rozważaniach dla zilustrowania podstawowych cech, zasad tworzenia i stosowania wskaźników efektywności.

Wskaźnik OEE jest obliczany jako iloczyn Dostępności, Wydajności i Jakości zdefiniowanych jako:  

  • Dostępność – procentowy czas, kiedy maszyna jest dostępna do pracy  
  • Wydajność – procentowa aktualna wydajność maszyny (szybkość) w stosunku do normy
  • Jakość – ile procent produkowanych wyrobów jest dobrej jakości

Wskaźnik OEE pokazuje jak dużo dobrej jakości wyrobów potrafi wyprodukować maszyna po odjęciu zmarnowanego czasu (ze względu na przestoje jak i wolniejsze niż zakładane tempo pracy) i wadliwych wyrobów. Dla zasobów krytycznych (czyli takich, które powinny produkować jak najwięcej, ponieważ jest zapotrzebowanie na ich wyroby) wartość OEE powinna być jak najwyższa.   

Sposoby analizy i zastosowanie wskaźników

  1. Porównanie do założonych celów

Określenie celu dla jakiegokolwiek wskaźnika jest zawsze niezbędne. Tylko porównując aktualną efektywność do założonego celu możemy właściwie określić obecną sytuację. Jest to oczywiście bardzo proste: jest dobrze gdy cel jest zrealizowany, źle gdy nie zrealizowany.  

  1. Porównanie z najlepszymi praktykami w branży (ang. benchmark)

W praktyce przyjmuje się, że poziom 85% dla wskaźnika OEE jest wynikiem bardzo dobrym. Porównanie uzyskiwanych wyników do najlepszych praktyk jest jednym z zastosowań wskaźników. Jeśli nasza krytyczna maszyna pracuje z 60% OEE to dzięki takiemu porównaniu wiemy, że jest potencjał poprawy i możemy oszacować jak duży. W tym przypadku przejście z 60% do 85% OEE daje zwiększenie wielkości produkcji o 42%.

  1. Porównania wewnątrz organizacji

W przypadku wielu wskaźników zewnętrzne porównanie może być niemożliwe. Jednakże bardzo wiele korzyści możemy uzyskać dzięki porównaniom wewnętrznym. Przede wszystkim możemy porównywać poziom OEE różnych maszyn. Jeśli jedna pracuje z wyższym OEE niż inna, daje to pole do dalszych usprawnień. W związku z tym, że dysponujemy pełną informacją o obu maszynach, mamy szansę zidentyfikować przyczyny różnych wyników. Są to przestoje (zmniejszające Dostępność), spowolnienia (zmniejszające Wydajność) oraz nieprawidłowa praca maszyny produkującej wadliwe wyroby (zmniejszając Jakość). Zastosowanie Diagramu Pareto dla nieefektywności poszczególnych maszyn lub grup maszyn pozwala łatwo zidentyfikować największe problemy. Tymi najważniejszymi problemami należy zająć się w pierwszej kolejności.

Możemy również porównywać wynik OEE dla grup maszyn, wydziałów produkcyjnych czy też zakładów. Inną wartościową analizą jest porównanie OEE tej samej maszyny obsługiwanej przez różne zespoły pracowników. W każdej firmie ludzie są najważniejszym zasobem i to od efektywności ich pracy zależy sukces firmy. Widoczny również we wskaźnikach, takich jak OEE.

  1. Porównanie z danymi historycznymi

Jest to łatwa do przeprowadzenia analiza. Pogorszenie wyników w stosunku do roku poprzedniego jest oczywiście sygnałem alarmowym. Wskazuje to również na możliwość wprowadzenia szybkich usprawnień. Mamy przecież dowód, że wyniki mogą być lepsze. Wiemy nawet kiedy były one lepsze. Jeśli powrócimy do ustawień (szeroko rozumianych) z tamtego okresu to powinniśmy uzyskać obecnie tak samo dobre wyniki.  

  1. Analiza trendu

Sposób analizy oraz możliwe wnioski zobrazujemy dwoma wykresami.

Wskaźnik efektywności produkcji_01

Wykres 1. Przykładowe OEE w kolejnych dniach  

Na pierwszym wykresie widzimy, że 75% jest najlepszym wynikiem w ciągu tych 20 dni. Łatwo również zaobserwować pozytywny trend od 73% na początku okresu do 75% na końcu okresu. I takie też wnioski można otrzymać po analizie tego wykresu: wynik bardzo dobry, trend stabilny i pozytywny. W kolejnych dniach można się spodziewać podobnych wyników, z dnia na dzień troszkę lepszych.

Wskaźnik efektywności produkcji_02

Wykres 2. Przykładowe OEE w kolejnych dniach – wyniki zmienione jedynie w trzech dniach  

Drugi wykres został zmieniony w porównaniu do pierwszego wynikami tylko w 3 dniach: 8, 9 i 16 dnia uzyskane wyniki są dużo gorsze niż 75%. Wnioski z tego wykresu są zupełnie inne. Wyraźnie widoczne są dwa zdarzenia, które spowodowały pogorszenie wyników 8-9 i 16 dnia. Bez zrozumienia przyczyn tych zdarzeń i wdrożenia skutecznych działań naprawczych możemy się spodziewać powtórki takich samych problemów (i takich samych słabych wyników) w przyszłości.

Warto zwrócić uwagę, że skala w obu wykresach jest różna. Pomaga to łatwiej dostrzec ważne informacje. Odpowiednia wizualizacja wskaźników jest bardzo istotna dla odpowiedniego ich zastosowania. Często dobra wizualizacja jest lepsza niż obszerny opis zawierający mnóstwo liczb. Chodzi tu nie tylko o wybór skali ale również rodzaj wykresu.

Standardowe wskaźniki w obszarze utrzymania ruchu

Powyższe rozważania wskazują  jak wykorzystać wyniki pomiarów. W dalszej części przyjrzymy się bliżej typowym wskaźnikom w Utrzymaniu Ruchu. Poniżej przedstawiono zestaw typowych wskaźników dla zakładu produkcyjnego. W grupie „Utrzymanie Ruchu” zostały wymienione trzy wskaźniki, dotyczące pracy i przestojów maszyn.

Zestaw kluczowych wskaźników skierowany jest do wszystkich przedsiębiorstw produkcyjnych. Jego zastosowanie pozwala zarówno na stałe monitorowanie efektywności procesów, identyfikację obszarów do usprawnień oraz określenie kolejności działań usprawniających. Dodatkową, mało na razie popularną w Polsce, korzyścią jest możliwości porównania wartości wskaźników z innymi przedsiębiorstwami.

– Wskaźniki Efektywności Produkcji pozwalają na zidentyfikowanie problemów, które mogą wystąpić w procesie produkcji. Jeżeli chociaż jeden ze wskaźników budzi zastrzeżenia to sygnał, że w całym

obszarze/grupie, mogą występować nieprawidłowości. Dla lepszego zrozumienia występujących zjawisk potrzebne są jednak dedykowane rozwiązania, które precyzyjnie określą np. współczynnik OEE lub koszty złej jakości – komentuje Piotr Rojek, Dyrektor Zarządzający DSR.

Najlepszym sposobem zbierania danych dla tych wskaźników jest monitoring on-line maszyny z automatycznym zapisywaniem jej stanu (pracuje – stoi) i wydajności (np. czas cyklu). Następnie operator przypisuje każdemu przestojowi odpowiedni kod (np. wymiana formy, awaria, przegląd, brak materiałów, brak pracowników). Dopisywanie ręczne lub pobranie z systemu ERP ilości wyprodukowanych wyrobów dobrych i wadliwych uzupełnia dane niezbędne do analizy. Analizę można wykonać w stosunkowo prostym arkuszu kalkulacyjnym. A koszt monitoringu nie jest wysoki dzięki rozpowszechnieniu sterowników PLC i dostępu bezprzewodowego. Na rynku są obecnie dostępne gotowe systemy wykonujące te zadania, często nazywane systemami sterowania lub rejestracji produkcji (ang. Shop Floor Control). Alternatywą do monitoringu on-line jest wersja papierowa: pracochłonna i podatna na błędy. Warto ją oczywiście stosować, ale raczej w formie niewielkich projektów uruchamianych (po kolei) dla najważniejszych maszyn.  

OEE krytycznych maszyn. Sam wskaźnik został omówiony powyżej. Należy zwrócić uwagę na sformułowanie „krytyczne maszyny”. Tylko takie mogą i powinny mieć wysokie OEE. Maszyny nie krytyczne mają wiele przestojów z prozaicznego powodu braku zleceń produkcyjnych, dlatego też ich OEE będzie niskie. Należy tutaj dodać, że sama metodologia liczenia OEE ma zastosowanie do wyszukiwania możliwych usprawnień w pracy wszystkich maszyn (także nie krytycznych). Każdy nie planowany przestój jest marnotrawstwem, którego można było uniknąć. Tak samo marnotrawstwem jest produkcja wadliwych wyrobów czy też praca w niższej wydajności.   

Procent czasu na przestoje z powodu awarii. Wskaźnik jest liczony według wzoru: czas przestojów z powodu awarii / całkowity czas. Awarie są zawsze niepożądane, a koszty nieplanowanych przestojów są zawsze wyższe od planowanych (np. przegląd maszyny). Dlatego też minimalizacja czasów awarii jest zadaniem Utrzymania Ruchu. Oczywiście najlepszym sposobem są działania zapobiegawcze. Ich efekty będzie można zaobserwować właśnie poprzez ten wskaźnik.

Średni czas naprawy (ang. MTTR – mean time to repair). Definicja wskaźnika: czas przestojów z powodu awarii / liczba awarii. Szybkie przywrócenie maszyny do pracy po awarii jest zawsze istotne. Oczywiście działania prewencyjne takie jak np. odpowiednie zaopatrzenie w części zamienne wpływa istotnie na czas usunięcia awarii. Ale ten wskaźnik pokazuje przede wszystkim jak sprawnie Utrzymanie Ruchu jest w stanie naprawić zepsute maszyny.  

Należy dodać, że specyfika konkretnego zakładu może wymagać innego spojrzenia na awarie. Przykładowo w motoryzacji standardowym wymogiem jest 100% realizacji dostaw w terminie. Gdy dodatkowo poziom zapasu wyrobów gotowych jest ograniczony do 48 godzin (np. poprzez ograniczoną ilość opakowań dedykowanych) to krytyczny staje się maksymalny czas przywrócenia krytycznej maszyny do pracy. Wymaga to odpowiedniego zaplanowania działań w sytuacji awarii, dostępności części zamiennych czy też umów z dostawcami aby zapewnić odpowiedni czas reakcji.

dr inż. Witold Salwach


Artykuł pochodzi z 13 numeru magazynu HBC News, który do pobrania jest pod tym linkiem