评价生产线的能力- 速度 vs. OEE
生产管理厂房、设施、设备
2024-05-29 09:27 作者:   王胜怿
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在制造业中，评估生产线的生产能力是至关重要的，当然在制药行业中也不会例外，因为它直接影响到企业的生产效率、成本控制和市场竞争力。在这方面，生产线的速度和OEE（Overall Equipment Effectiveness，整体设备效率）是两个关键的性能指标，它们分别从不同的角度反映了生产线的运行状况。

生产线的速度 是指在单位时间内生产线所能达到的最大产量或产出数量。它通常是由设备的额定运行速度或生产能力决定的。速度是一个重要的性能指标，它直接影响到生产线的产能和生产效率。高速度为相同时间内带来更多产量提供了前提，但也可能增加设备磨损和维护成本。
以DIN 8743 标准为基础，其是一个相对通用的国际标准，它定义了一种用于评效率的方法。根据该标准，设备速度方法中的效率通常被定义为实际运行速度与额定运行速度之比。



  • 实际运行速度（Actual Operating Speed）：实际运行速度是指设备在实际生产过程中实际达到的速度，通常以单位时间内的产量或产品数量表示。

  • 额定运行速度（Rated Operating Speed）：额定运行速度是指设备制造商或设计规范中规定的设备的设计或理论最大速度，通常以单位时间内的产量或产品数量表示。

  • 效率（Efficiency）： 在 DIN 8743中，设备速度方法中的效率通常定义为实际运行速度与额定运行速度之比，表示实际运行速度相对于理论最大速度的表现。效率通常以百分比表示，其值越高表示设备的运行效率越高。


比如我们假设供应商标称一台设备拥有400瓶/分钟的生产速度，如果效率为97%，那么说明此设备实际运行速度可以简单按388瓶/分钟考虑。应用效率指标可以帮助评估设备在实际生产中的运行表现，从而指导生产管理和维护决策。
一条生产线通常是由多台设备连线组成，因整条生产线的稳定速度应该是单机中最慢速度与整线效率的乘积，整线效率可以认为是单机效率的乘积。
举个栗子，假设一条无菌灌装线仅由洗瓶机、除热原灭菌隧道、灌装机和轧盖机构成。每台的额定速度和效率如下：


那么整线稳定速度= min(400,400,420,500)×(0.98x0.99x0.97x0.97)=365瓶/分钟。这样计算可以确保整条生产线的稳定速度能够反映出最慢的单机速度和效率对整体生产的影响。
但生产线速度仅是评价生产线的指标之一，就像生活中，我们如果开网约车“拉活”，不仅要关心车能开多快，来加快订单完成速度，同时也要考虑其油耗、安全到达等其它因素。
而OEE则相比速度而言，从更综合的层面进行评价一条生产线。因为OEE直接反映到生产效率、质量和成本控制。


OEE可通过以下公式计算：
OEE = Availability x Performance x Qualit
  • Availability（可用性）：可用性指标表示设备在规定时间内实际生产的时间与理论上应该生产的时间之比。
    可用性计算公式为：
    Availability=实际生产时间/总生产时间
  • Performance（性能）：性能指标表示实际生产速度与标准生产速度之比，通常考虑设备的运行速度和停机时间。
    性能计算公式为：
    Performance=实际生产速度/标准生产速
  • Quality（质量）：质量指标表示合格产品数量与总生产数量之比。
    质量计算公式为：
    Quality=合格产品数量/总生产数量

为了更好地理解OEE的计算方法，我们继续以上面案例来说明。只不过我再加入一些假设使用情况。
-假设实际生产时间为280分钟，总生产时间为300分钟。
那么Availability（可用性）= 280/300 = 0.933。
-假设生产线在运行期间生产了100,000瓶产品，经检验合格的产品数量为99,500瓶。
则Quality（质量）= 99,500/100,000 = 0.995 （好像依然水平差了点…）
生产线的 Performance（性能）实际上我们在上面已经讨论了，就是整线效率，365/400 = 0.913
那么OEE = 0.933 x  0.913 x  0.995 ≈ 0.848，因此，这条生产线的OEE约为84.8%。那么这条生产线能够被接受吗？
显然，确定一条生产线的性能是否优良、是否能够被使用者接受，也不能单单依赖于OEE的数值，因为这取决于许多因素，包括行业标准、企业目标、设备类型等等。但仅从设备利用角度看，越高的OEE，意味着生产线在可用性、性能和质量三个方面都取得越高的水平。在评估生产线性能时，应该综合考虑各种因素，并根据具体情况制定合适的目标和指标。
速度 vs OEE的比较
因此，速度与OEE分别从不同的角度反映了生产线的运行状况。
  • 指标维度：速度主要关注生产线的产能和生产效率，而OEE则更全面地考虑了设备的可用性、性能和质量三个方面。
  • 信息全面性： OEE提供了更全面的信息，能够更准确地反映生产线的运行状况，但速度只是生产线的一个方面。
  • 应用范围：速度更适合作为生产能力的基本指标，用于快速评估生产线的产能和效率；而OEE更适合作为生产管理和优化的综合性能指标，用于深入分析生产线的运行状况并指导改进措施。
  • 数据获取难度：速度的数据相对容易获取，通常直接由设备的生产能力或额定运行速度确定；而OEE的计算涉及到更多的数据收集和分析，需要准确的设备运行数据和质量信息。

总之，在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的指标进行评估和分析。速度适合用于快速评估生产线的产能和效率，而OEE则更适合用于深入分析和优化生产线的运行状况。综合考虑两者的优缺点，可以更全面地评价生产线的生产能力，为企业的生产管理和优化提供有效的参考依据。