罗克韦尔自动化:OEE数字照亮包装机性能

OEE帮助工厂
从现有设备中榨取更多的产量,而不需要投资新的机器或人员。那么,为什么许多用户没有从他们的OEE投资中获得充分的价值
呢?

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关键性能指标(kpi)的使用正在增长,没有比总体设备效率(OEE)更快的了。为什么越来越多的工厂采用这种方法?首先,它比许多性能改进策略更容易实施。

您只需根据它们的最佳或理想水平来度量三个东西:可用性、性能(吞吐量)和质量。因此,如果一台机器能在一分钟内生产100个零件,但实际上它在一分钟内生产70个零件,那么该机器的性能OEE数是70%。对可用性(运行时间)和质量(生产的可接受部件)执行相同的分析,将这三个百分比相乘,就得到了总体的OEE数字。

公司FactoryTalk指标产品经理托德•史密斯说罗克韦尔自动化,是一个所有经理都能联想到的简单绩效指标。因为它显示了机器的实际性能与理论最大值的比较,所以OEE可以被用于精确地比较世界上任何地方、任何行业的任何机器或任何生产线。”

它可以相对容易地实现,这只是OEE增长背后的驱动因素之一。还有一个事实是,OEE帮助工厂从现有设备中榨取更多的产量,而不需要投资新机器或新人员。这是最近经济衰退期间的一个主要因素,今天仍然如此,特别是在包装行业。

“自2010年以来,利润率压力一直在增大,”捷豹集团消费品全球行业经理巴里•林奇表示通用智能平台.“能源、原材料和包装材料等因素的成本都在上升。因此,企业都在寻找提高现有资产盈利能力的方法。OEE是帮助他们做到这一点的关键指标。”

因为这是一个相对简单和可靠的过程,OEE所需的数据可以在需要时用剪贴板和笔收集。罗克韦尔自动化公司信息软件和制造智能业务经理Mike Pantaleano指出,事实上,这是典型的做法。“不幸的是,纸质和微软Excel电子表格,手工收集有问题的、不及时的数据,仍然是收集OEE的主要方式。幸运的是,现在的趋势是顾客希望知道他们现在过得怎么样,而不是上周过得怎么样。”

Pantaleano说,为了实现这一目标,他们正在转向软件,以非主观的方式直接从设备中收集数据,以获得可操作的信息。但他警告说,“性能管理”软件系统(罗克韦尔对这类软件的首选名称)的成功实现取决于:1)你的软件易于使用;2)你有罐装报告和信息“仪表盘”,以加快和简化安装和操作,并最小化主观因素;3)你能够收集事件、状态和机器级别的细节,以提供给关键决策者。“在所有这些之后,你就可以说服(用户)放下剪贴板了。”

孤立的数据
Wonderware MES的产品经理Jeff Nuss警告说,放下剪贴板,支持自动数据收集和OEE监控可能仍然会使一些机器数据相对隔离。英维思集团运营管理.当“客户从设备中包含的‘OEM’应用程序获得数据时,他们可能无法更改计算,或者数据可能是自包含的,无法跨不同设备使用”,这种情况尤其如此。努斯说,这削弱了OEE的主要好处,即能够将设备、工作中心和工厂之间的性能指标联系起来。

不仅仅是机器会带来问题。即使在提供解决方案时,用于收集和关联OEE和其他KPI数据的软件本身也会令人头疼。罗克韦尔的Pantaleano是这样说的:“一些软件解决方案可能需要在控制或自动化层进行许多更改。其他的软件包可能需要一个完整的整体基础设施到位,而一些解决方案可能需要一个完整的拆卸和替换[策略],因此您必须仔细审查软件领域。”

自动化OEE测量还有一个障碍,Jim Hulman警告说,他是业务开发经理,负责流程、包装、涂装和转换博世力士乐.他指出,通常情况下,并不是工厂里的所有设备都是自动化的:“现有的机器可能需要人工操作。”他强调,OEE的实现者“必须保持灵活性”,并补充说,OEE和其他KPI数据的收集和分析正在随着技术和内部文化的变化而变化。

Andy Hansbrough,运动系统供应商市场开发经理Kollmorgen他认为这一发展方向是在机器中更大程度地集成OEE功能—OEE板载方法。运营团队需要OEE或来自他们的机器和工厂的等效指标,以提高生产力并完成他们的目标。他们越容易理解工厂的性能,就越容易在需要的时间和地点采取行动。因此,可以期待OEE与机器的更多集成,作为一种增值功能,”他补充道。

正如罗克韦尔的Pantaleano所指出的,前提是该机器的OEE功能可以轻松地与其他oem提供的机器的OEE功能进行通信。“‘信息设备’的概念仍然不是许多原始设备制造商的主要优先考虑事项,但显然正成为终端用户的一个问题,他们试图将各种原始设备制造商的解决方案整合在一起。”

Pantaleano认为,OEE和更广泛的基于机器的kpi“将对包装行业,包括包装设备oem产生持续和日益增长的影响。

他坚持认为,包装商需要更好地了解他们的机器的实际运行情况,他们越来越希望在设备到货前就将这种功能内置到设备中。”

他说,制造商已经意识到一种易于集成到现有基础设施中的新设备的价值。然而,在过去,这种集成很大程度上取决于OEM使用的可编程逻辑控制器/可编程自动化控制器(PLC/PAC),以及设备的功率限制。“现在,我们看到越来越多的终端用户希望信息集成,他们会问,‘我可以从这台机器轻松访问哪些数据?我是否可以轻松地将其作为现有it基础结构的一部分?该设备是否有内置kpi ?’整车厂需要做好回答的准备。”

闪亮的光
在谈到OEE的持续和日益增长的影响时,有必要回过头来强调一下,OEE数字本身并不能提供关于机器或线路可能出现什么问题或如何修复它的细节。相反,OEE数字照亮了一束光,揭示了有待改进的富有成效的领域。巴里·林奇的经历突显了这一事实。

在帮助一位客户在英国的一家工厂安装OEE系统时,Lynch发现了一台已知的瓶颈机器,但没有人确定原因。“当操作人员运行机器时,面板上的红灯一直在闪烁,操作人员在经过时不断重置。我询问灯的用途,被告知这是一个机器警报,表明机器缺乏产品进入。该故障每次只发生10 ~ 15秒,但发生频率较高。

Lynch的团队安装了OEE系统,第二天用Excel开发了一些基本报告,将停机数据提取出来,并按时间和故障进行分类。“这些‘微停机’实际上相当于每天损失约1小时的产量,因为这台机器的运行速度比给它上料的机器快。将每件产品的成本和每小时生产的产品数量相乘,每天就会损失1万英镑,”他说。

这一数字促使该公司研究添加第二个进料,以增加微停止机的产品流量,这花费了5万英镑。他们选择了这条路线,升级在5天内收回了成本。这也使他们能够每天增加1万辆车的产能。

林奇指出:“客户发现,仅通过解决这台机器,输出能力就增加了8%。”

Rockwell的Todd Smith也有类似的经历。“当一家大型饮料制造商的绩效管理软件系统包含OEE时,显示隧道式加热器机器有大量停机时间,操作人员根本不相信数据,因为他们没有看到机器停止。”他说,更仔细的调查显示,这台机器实际上每秒会停几次,因为机器的加热器尺寸太小。“加热器因为过热而关闭,冷却后又重新启动,这一切都发生在一瞬间。”

在这种情况下,史密斯说,“一个单一的OEE点不足以引发工厂内部的变化。相反,利用来自控制系统的额外的客观、基于事实的数据点,并利用它们来确定根本原因和能够降低成本的具体改进措施,让人大开眼界。”

Smith所说的“附加目标、基于事实的数据”是由包含OEE功能的Rockwell软件包提供和分析的。罗克韦尔称之为性能管理软件。杰夫•努斯(Jeff Nuss)的英维思将其更广泛、包含oee的套件称为Wonderware MES Performance。GE智能平台术语他们的可比产品profinoperations Management软件。一般来说,这些软件包增强了OEE的能力,使其能够通过工具轻松地分析这些问题并设计纠正措施来揭示问题。

位于纽约敦刻尔克(Dunkirk)的果汁、运动饮料、茶和自有品牌饮料生产商Cliffstar Corp.的情况就是如此。为了更高效地生产这些产品,Cliffstar在其一家工厂实施了GE的运营管理软件,以跟踪和监控生产,利用实时和历史数据分析来发现效率低下的根本原因。

GE软件将工厂地面数据链接到Cliffstar的企业资源规划(ERP)系统,以提高整个操作的可见性。他们面临的挑战包括包装材料的直接损失为1%,原材料的直接损失为1%,工艺差异导致的原始损失为4%,此外还有闲置劳动力和机器造成的财务损失。

实施后,Cliffstar报告称,在前五个月,工厂线的平均效率提高了3.1%,该试点项目的内部收益率(IRR)达到157%。该公司还报告说,浪费减少了,生产灵活性提高了。

Pantaleano说:“我们在行业中看到的是kpi (OEE是领导者)的爆炸式增长,制造商希望看到的是高水平的kpi,但他们也希望能够深入到信息中,以获得非常详细的原因,为什么他们会看到特定kpi的某些值。”

注意事项
无论您是单独实现OEE还是作为更大的软件解决方案的一部分实现OEE,都有一些基本的事情需要记住。首先,让所有相关方——从车间到工厂管理层——在过程的早期就参与进来。否则,机器性能管理将开始看起来像一种强加的东西,或一种不会被充分利用的时髦策略。

第二,担任瓦莱丽·比斯特,机床事业部增值服务经理西门子工业公司。注意到,“保持简单。太多的数据就是这样。如果太多,就会混淆视听。如果它让你感到困惑,你就不会使用已经实现的系统来帮助你。”

第三,不要使用OEE的数据作为奖励或惩罚的基础——任何一种都会鼓励人们捏造数据。

第四,根据数据进行流程改进。数据本身并不能改善你的操作——这取决于你自己。

最后,衡量你的行动的结果,在适当的情况下,采取进一步的行动。Rockwell公司的Todd Smith说:“在实施改变之后,衡量改进的结果是很重要的,这样才能确定影响最大的领域,并找出可能需要进一步改进的地方。”

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