5 Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen in:

Edward H. Hartmann

TPM, page 47 - 60

Effiziente Instandhaltung und Maschinenmanagement

4. Edition 2013, ISBN print: 978-3-8006-4633-3, ISBN online: 978-3-8006-4634-0, https://doi.org/10.15358/9783800646340_47

Series: Management Competence

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Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 37 5Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen Aufdecken der versteckten Fabrik In den meisten Fabriken rund um die Welt steckt noch eine weitere, die versteckte Fabrik. Gelegentlich erhält man eine Ahnung davon, wenn die Produktion auf vollen Touren läuft, alles funktioniert und keine Maschine ausgefallen ist. Jetzt wissen Sie, es gibt sie – etwas unter der Oberfläche – Ihre ideale Fabrik, wenn alles so funktionierte, wie es sollte. Sie wünschen, es könnte immer so sein, aber irgendwelche Probleme tauchen auf und die Erscheinung verschwindet wieder, Ihrem Blick verborgen durch die Realität des Fabrikalltags. TPM ist der Schlüssel, mit dessen Hilfe Sie die verborgene Fabrik erschließen können und – vielleicht – 25 Prozent bis 30 Prozent mehr Kapazität aus Ihrer Fabrik herausholen können. Nun zeige ich Ihnen, wie Sie die heutige Anlagenproduktivität berechnen und das Verbesserungspotenzial bestimmen können. Die Anlagenproduktivität Das Maß für die wirkliche Produktivität Ihrer Anlagen ist TEEP (Total Effective Equipment Productivity, totale effektive Anlagenproduktivität). Dies ist die übergreifende Formel, die sowohl die Anlagenauslastung (Equipment Utilization, EU) als auch die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE) einschließt. Die meiste TPM-Literatur betrachtet nur OEE und übersieht dabei die Tatsache, dass eine hohe Auslastung der Anlagen für eine hohe Anlagenproduktivität und rentabilität (Return on Assets, ROA) erforderlich ist. Sie können Ihre OEE auf Kosten der Maschinenauslastung verbessern, indem Sie alle Umrüstungs- und Instandhaltungsarbeiten während geplanter Stillstandzeiten durchführen. Wenn die Fabrikmanager aber wirklich an guter Anlagen-und Kapazitätsauslastung interessiert sind, ist die TEEP-Formel von höchster Wichtigkeit (Abb. 7). TEEP (mit der Betonung auf »effektive Produktivität«) schließt die geplante Stillstandzeit ein und ist ein kombiniertes Maß für Anlagenauslastung und die Gesamtanlageneffektivität. Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen38 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 38 OEE (Brutto-Anlageneffektivität) ist das traditionelle und meistverwendete Maß in TPM. Es zeigt an, was die Anlagen leisten, wenn sie betrieben werden. Es ist allerdings kein genaues Maß für die Effektivität der Anlage, da Einrichten, Umrüstvorgänge und die damit verbundenen Einstellarbeiten eingeschlossen werden. Es hat nicht viel mit der eigentlichen Leistung der Anlagen zu tun, spiegelt aber die Anlageneffektivität wider, während die Anlage betrieben wird. Eine dritte Formel scheint angebracht, die eindeutig die wirkliche Qualität und Effektivität der Anlage während ihres Betriebs widerspiegelt. Es ist die Netto-Anlageneffektivität (Net Equipment Effectiveness, NEE). TEEP (Totale effektive Anlagenproduktivität) = Nutzungsgrad der Anlagen (EU) x Brutto-Anlageneffektivität (OEE) OEE (Brutto-Anlageneffektivität) = Anlagenverfügbarkeit (EA) x Leistungseffizienz (PE) x Qualitätsrate (RQ) NEE (Netto-Anlageneffektivität) = Zeit der Betriebsbereitschaft (UT) x Leistungseffizienz (PE) x Qualitätsrate (RQ) Abb. 7: Die drei wichtigsten TPM-Formeln Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen 39 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 39 Sie schließt nicht nur die geplante Stillstandzeit, sondern auch die Ausfallzeiten für die Einrichtung und die Justierung der Anlagen aus. Diese Formel gibt den wirklichen mechanischen Zustand der Anlage wieder. Die Ausfälle der Anlagen Um die drei Indikatoren TEEP, OEE und NEE berechnen zu können, muss man wissen, welche Anlagenverluste es denn gibt. TPM befasst sich mit Anlagenausfällen, welche die Anlageneffektivität beeinträchtigen. Dabei gibt es mindestens fünf Kategorien: •• Einrichten und Justierarbeiten •• Stillstand (Maschinenversagen) •• Leerlauf und kleinere Wartezeiten •• Verringerte Arbeitsgeschwindigkeit •• Prozessfehler (Abb. 8) In vielen Unternehmen gibt es noch mehr Kategorien, wie zum Beispiel Minderung durch Aufwärmzeiten, Testläufe usw. Diese Verluste oder Minderungen der Anlageneffektivität müssen im Voraus identifiziert und in eine geeignete Formel übertragen werden. Es hat sich nun herausgestellt, dass »reduzierter Ausstoß« oder Anlaufminderung (die Differenz zwischen Anlagenstart und stabiler Produktion), wie sie in anderen Publikationen beschrieben wird, insofern nicht für Messungen geeignet sind, als sie normalerweise aus einer Kombination der oben genannten fünf Verlust- oder Minderungskategorien bestehen, die alle in der Reparatur- oder Anlaufphase einer Anlage auftreten können. Es empfiehlt sich deshalb, die OEE während der Inbetriebnahme der Anlage zu berechnen, und dann erst wieder bei stabiler Produktion. So erhält man schließlich die Ausstoßminderung. In der Halbleiterindustrie wird der Ausdruck »Ausstoß« für den Anteil (in Prozent) brauchbarer Chips aus einem Wafer (das ist der »Rohling«, aus dem die eigentlichen Chips später herausgeschnitten werden) verwendet. Dieser Ausdruck kann in der OEE-Formel für den Qualitätsbereich verwendet werden. Wie auch immer, hier ist Vorsicht angebracht, denn dies hat keinerlei Bezug zur aktuellen Effizienz der betrachteten Maschine. Der erste Verlust, der bei Anlagen auftritt, entsteht bereits bei der Einrichtung und Justierung bzw. Einstellung. Wenn Sie eine Maschine einrichten, ist sie au- ßer Betrieb, auch wenn sie nicht defekt ist. Natürlich ist dies ein notwendiger Teil der Produktion, aber da dieses Einrichten variabel und damit reduzierbar ist, ist es auch ein durch die Anlage verursachter Verlust. Da Einrichten und Justieren häufig die größten Anlagenverluste sind, müssen diese genau gemessen werden. Erst dann können Verbesserungen systematisch und sinnvoll entwickelt werden. Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen40 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 40 Ungeplante Stillstandzeiten (Maschinenversagen) sind der nächste Faktor. Es gibt zwei Arten von Anlagenfehlern: sporadische und dauernde. Sporadische Fehler treten plötzlich auf. Irgendetwas an der Maschine wird defekt. Gewöhn- Anlagenverfügbarkeit Anlageneffizienz Qualität Einrichten und Justieren – einschließlich Umrüsten – Programmierung – Testläufe Maschinenversagen – sporadische Ausfälle – chronische Ausfälle Leerlauf und kleinere Ausfälle – Probleme in der Materialzufuhr und andere kurze Stopps – fehlende Teile oder Bedienung – »Blockierung« – Sonstiges Reduzierte Arbeitsgeschwindigkeit – Abnutzung der Anlage – Genauigkeitsprobleme (Toleranzen) Prozessfehler – Ausschuss – Nacharbeit Sonstiges – Anlauf der Anlage – Testläufe usw. Abb. 8: Anlagenverluste, die man messen kann und muss Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen 41 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 41 lich ist die Ursache leicht zu finden und das Problem einzukreisen. Solche Fehler treten in der Regel nach der Reparatur nicht mehr auf. Dauernd wiederkehrendes, chronisches Versagen ist bedeutend schwieriger zu handhaben. Irgendwann und unvorhersehbar bleibt die Maschine stehen und man weiß einfach nicht, warum. Sie haben einen Verdacht, aber man kann ihn nicht konkretisieren. Vielleicht beginnt man in der Fabrik sogar, diesen Fehler zu tolerieren. Ein solcher Kompromiss ist sicher nicht die richtige Lösung und unter TPM keineswegs erlaubt. Diese beiden ersten Verlustfaktoren zeigen sich in der Messung der Anlagenverfügbarkeit. In jedem Fall ist die Maschine außer Betrieb und für die Produktion nicht verfügbar. Die nächsten Verlustfaktoren nennt man auch »versteckte Verlustfaktoren«. Sie werden gewöhnlich nicht als Stillstandzeit gemessen oder aufgezeichnet, da die Instandhaltung gar nicht erst gerufen wird und die Anlage auch nicht außer Betrieb ist. Sie läuft einfach ineffizient. In diese Kategorie fallen zum Beipiel Leerlauf und kleinere Ausfälle. Der Antrieb der Maschine läuft zwar noch, aber die Anlage produziert nicht. Vielleicht gibt es ein Problem mit der Materialzufuhr oder die folgende Maschine funktioniert nicht und blockiert diese Anlage. Es kann auch sein, dass die Bedienung für ein paar Minuten nicht anwesend ist. Es kann auch sein, dass das Material ausgegangen ist, dass die Maschine dejustiert ist und neu eingestellt werden muss. Es gibt sehr viele Gründe für Leerlauf und kurze Ausfälle. Diese kleinen Probleme können die Ursache für einige der größten Verluste in der Fabrik sein. In einer Elektronikfabrik in Asien testete einmal eine Mitarbeiterin elektronische Bauteile. Diese wurden der Maschine durch einen Teilekanal zugeführt. Die Maschine stoppte sehr häufig (aufgrund eines Problems in der Materialzuführung), und die Mitarbeiterin nahm einen großen Zahnstocher, um die Stauung zu beheben und die Maschine wieder in Gang zu setzen. Sie brauchte nur vier Sekunden, um das Problem zu beheben – allerdings drei Mal in der Minute. Das sind 12 Sekunden oder sage und schreibe 20 Prozent der Produktionszeit. Summiert über eine komplette Acht-Stunden-Schicht ergibt sich ein beträchtlicher Verlust an Produktivität. Probleme in der Materialzuführung (Stauungen) treten in jeder Darstellung von Leerlauf und kurzen Ausfällen deutlich hervor und sind oft Hauptursache für einen hohen Anteil an Produktivitätsverlust. Trotzdem sind die Ursachen für Probleme dieser Art relativ leicht zu beheben. Reduzierte Arbeitsgeschwindigkeit ist der vierte Hauptfaktor für Produktivitätsverluste. Ihre Ursache sind meistens schlecht gewartete, abgenutzte oder verschmutzte Anlagen. Andere Gründe können zum Beispiel schlechte Fehlerbehebung während der Inbetriebnahme, defekte Mechanik oder Systemkomponenten, Schwächen im Design und ungenügende Genauigkeit der Anlage sein. Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen42 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 42 Die letzten beiden Verluste werden durch die Leistungseffizienz dargestellt. Die Maschine ist jedenfalls nicht außer Betrieb, sondern arbeitet nur auf niedrigerem Niveau. Der fünfte Anlagenverlust sind die Prozessfehler. Wenn ein Teil ausgestoßen wird oder überarbeitet werden muss, geht Produktionszeit verloren. Dieser Verlust ist, verglichen mit anderen wesentlichen Anlagenverlusten, relativ klein. Wie auch immer, in der heutigen Welt »totaler Qualität« kann man keine Verwürfe, erst recht nicht diejenigen, die von Maschinen verursacht werden, zulassen. Wenn die Anlagen unter TPM dann verbessert und intensiver instandgehalten werden, reduzieren sich auch typischerweise die Qualitätseinbußen. Trotzdem müssen die Ursachen für jede Qualitätseinbuße untersucht und das entsprechende Anlagenproblem behoben werden. Dieser Produktivitätsverlust wird gewöhnlich als Maßstab für die Qualität verwendet. Wie vorher schon diskutiert, gibt es viele Ausfallmöglichkeiten in Ihrer Fabrik. Im Rahmen einer Machbarkeitsanalyse sind sie zu identifizieren und in Ihr Kalkül miteinzubeziehen. Indem man jede dieser möglichen Produktivitätseinbußen genau ermittelt, erhält man die Bruttoeffizienz (OEE) und die Nettoeffizienz (NEE) seiner Anlagen. Ohne eine saubere Bestimmung und Quantifizierung dieser Anlagenverluste wird es sehr schwierig, ein effektives und maßgeschneidertes TPM-Programm einzurichten. Berechnung der Anlageneffizienz Wenn nun all diese Verluste bekannt sind, kann man seine Anlageneffizienz Schritt für Schritt berechnen. Die Abbildungen 9 und 10 zeigen das Verfahren und ein typisches Beispiel. Ihre Anlagen befinden sich 24 Stunden am Tag in Ihrer Fabrik. Deshalb setzen Sie bitte die insgesamt verfügbare Zeit mit 1.440 Minuten (= 24 Stunden) an. Die Firma, die dieses typische Beispiel liefert, arbeitet in zwei Schichten. Subtrahieren Sie deshalb 480 Minuten (= 8 Stunden) für einen Zweischichtbetrieb. Subtrahieren Sie dann die Dauer des geplanten Maschinenstillstands, die auch Pausen und Mahlzeiten für die beiden anderen Schichten berücksichtigt, außerdem die geplanten Instandhaltungszeiten und andere geplante Stillstandzeiten wie Besprechungen und nicht geplante Produktion. Diese Berechnung ergibt Ihre prozentuale Anlagennutzung (60,4 Prozent). Die verbleibende Zeit nach Abzug der ungenutzten Anlagenzeit, auch Laufzeit genannt, beträgt 870 Minuten. Hier startet nun die OEE-Berechnung, denn jetzt kommen die aktuellen Verluste der Anlagen ins Spiel. Zunächst berechnet man die Zeit, die für die Maschineneinrichtung (also Umrüstung und Justierung) D as M essen d er realen Pro d u ktivität Ih rer A n lag en 43 V ahlen C om petence H artm ann – T PM (4. A uflage) H erstellung: Frau D euringer A usgabedatum : 07.10.2013 Ä nderungsdatum : 07.10.2013 Status: Im prim atur Seite 43 Laufzeit = Betriebszeit = Nettobetriebszeit = Nutzbare Betriebszeit = Nettoproduktivzeit = Verfügbarkeitsdauer – geplante Stillstandzeit Verfügbarkeitsdauer – geplante Stillstandzeit – Rüstzeit Verfügbarkeitsdauer – geplante Stillstandzeit – Rüstzeit – Stillstandzeit Verfügbarkeitsdauer – geplante Stillstandzeit – Rüstzeit – Stillstandzeit – Verlustzeit Verfügbarkeitsdauer – geplante Stillstandzeit – Rüstzeit – Stillstandzeit – Verlustzeit – Verlust durch Defektdauer 8 Stunden/ Schicht x 3 Schichten x 7 Tage (1.440 min/Tag) Verlustzeit durch Nachbearbeitung von Material, Ausschuss Keine Produktion eingeplant, Pausen, geplante Mahlzeiten, Wartung Rüstvorgänge, Umrüstung, Kalibrierung, Konfigurations- änderungen, Tests Ausfälle, irgendwelche andere ungeplanten Anlagenfehler Kleinere Stopps, keine Teile, keine Bedienung, Geschwindigkeitseinbußen A b b . 9: D efin itio n en d er B erech n u n g en d es A n lag en verlu sts D as M essen d er realen Pro d u ktivität Ih rer A n lag en 44 V ahlen C om petence H artm ann – T PM (4. A uflage) H erstellung: Frau D euringer A usgabedatum : 07.10.2013 Ä nderungsdatum : 07.10.2013 Status: Im prim atur Seite 44 TEEP Gesamtverfügbarkeit (24 Stunden) ❏ Betrieb nicht vorgesehen ❏ geplante Stillstandzeit (inkl. Pausen) Laufzeit ❏ Rüst- und Einstellvorgänge Betriebszeit ❏ ungeplante Stillstandzeit (Versagen) Nettobetriebszeit ❏ Leerlauf und kurze Stopps ❏ verringerte Arbeitsgeschwindigkeit Nutzbare Betriebszeit ❏ Prozessfehler (6 Teile) (entspricht 6 Teile x 1,5 min) Nettoproduktivzeit 1.440 min - 480 min - 90 min = 870 min - 70 min = 800 min - 50 min = 750 min - 240 min - 75 min = 435 min - 9 min = 426 min geplante Verfügbarkeit (%) = (Laufzeit (min) - Rüstzeit (min)) x 100 Laufzeit (min) (870-70) x 100 870 = = 92,0% Produktionsbereitschaft (%) = (Betriebszeit (min) - Stillstandzeit (min)) x 100 Betriebszeit (min) (800-50) x 100 800 = = 93,7% Leistungseffizienz (%) = (theoretische Taktzeit (min) x Anzahl Teile (min)) x 100 Nettobetriebszeit (1,5x290) x 100 750 = = 58,0% (Nettobetriebszeit (min) - Zeitverlust) x 100 Nettobetriebszeit (min) oder (750-315) x 100 750 = = 58,0% Qualitätsrate (%) = (Anzahl der produzierten Teile - Verwürfe) x 100 Anzahl der produzierten Teile (290-6) x 100 290 = = 97,9% (nutzbare Betriebszeit - Zeitverlust durch Defekte) x 100 nutzbare Betriebszeit oder (435-9) x 100 435 = = 97,9% (Nutzbarkeit=86,2%) Nutzungsgrad (%) = (gesamte Verfügbarkeit (min) - geplante Stillstandzeit (min)) x 100 gesamte Verfügbarkeit (min) (1.440-570) x 100 1.440 = = 60,4% OEE NEE A b b . 10: R ech en b eisp iel Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen 45 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 45 benötigt wird (70  Minuten). Das ergibt schließlich die geplante Verfügbarkeit (92,0 Prozent), ein Teil der Anlagenverfügbarkeit. Die Zeit, die nach Abzug der Einrichtzeit verbleibt, ist die Betriebszeit. An diesem Punkt beginnt die Berechnung der Netto-Anlageneffizienz (NEE). Dabei wird der Zeitbetrag für ungeplanten Maschinenstillstand aufgrund von Maschinenversagen bestimmt, woraus sich der Anteil (in Prozent der Betriebszeit) für die betriebsbereite Anlage ergibt. Leider ist dies oft die einzige Zahl, die dem Fabrikmanager gemeldet wird, was einen völlig falschen Eindruck von der realen Situation der Produktionseinrichtungen vermittelt, da hier nur eine einzige Verlustart berücksichtigt wird. Fabrik- und Produktionsmanager sind deshalb oft völlig verblüfft, wenn sie die wirklichen OEE-Zahlen nach einer TPM-Machbarkeitsanalyse erfahren. Die Zeit der Betriebsbereitschaft ist ein Teil, aus dem sich die Anlagenverfügbarkeit zusammensetzt. Die Verfügbarkeit der Anlage ist das Produkt aus geplanter Verfügbarkeit (92,0 Prozent) und der Zeit der Betriebsbereitschaft (93,7 Prozent), Ergebnis 86,2 Prozent! Sie erhalten dasselbe Ergebnis, wenn Sie die Betriebszeit (750 Minuten) durch die Laufzeit (870 Minuten) in Prozent ausdrücken. Als Nächstes berechnen wir den Index für die Leistungseffizienz. Wir beginnen mit der Nettobetriebszeit, woraus wir zunächst die Leerlaufzeit und die Zeit für kurze Ausfälle (insgesamt 240 Minuten) ableiten können, dann die Einbu- ßen durch Minderung der Arbeitsgeschwindigkeit. Diese versteckten Verluste werden gewöhnlich weder gemessen noch berichtet, da die Anlagen ja nicht stillstehen. Normalerweise wird das Bedienungspersonal aktiv, wenn es darum geht, eine Maschine wieder in Gang zu setzen, oder die Maschine startet selbsttätig wieder. Dabei bilden gerade diese versteckten Verluste, so hat man herausgefunden, bei Weitem den größten Anteil aller Verluste! Ähnlich ist die Situation bei der Minderung der Arbeitsgeschwindigkeit. Häufig wird die Arbeitsgeschwindigkeit einer Maschine, deren Zustand sich langsam verschlechtert, verringert, um Teiletoleranzen noch berücksichtigen zu können, oder die Maschine ist einfach nicht mehr in der Lage, schneller zu laufen. Normalerweise schleichen sich diese Geschwindigkeitsverluste allmählich ein, und niemand bemerkt sie außer dem Bedienungspersonal selbst, woraus der zweite »versteckte Verlust« folgt. Darüber hinaus werden Verluste in der Arbeitsgeschwindigkeit selten gemessen. Oft sind die theoretische Taktzeit oder die Sollarbeitsgeschwindigkeit nicht einmal bekannt. Um nun die Leistungseffizienz zu berechnen, leitet man den Zeitverlust durch Leerlauf und kleinere Ausfälle sowie die Verluste in der Arbeitsgeschwindigkeit (der Geschwindigkeitsverlust muss hierzu noch von Prozent in Minuten umgerechnet werden) aus der Nettobetriebszeit ab und vergleicht das Ergebnis der resultierenden Betriebszeit mit der Nettobetriebszeit (58,0 Prozent). Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen46 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 46 Eine andere Formel (nach Nakajima) ist die theoretische Taktzeit multipliziert mit der Anzahl von Teilen, die während der Nettobetriebszeit produziert werden. Es hat sich herausgestellt, dass diese Formel oft schwierig anzuwenden ist. Manchmal ist die theoretische Taktzeit unbekannt oder es laufen verschiedene Produkte mit unterschiedlicher Taktzeit auf derselben Maschine, was wiederum die Anwendung der Formel erschwert. Die Verlustzeit in Minuten während des Beobachtungszeitraums in der Formel anzuwenden, ist erheblich einfacher. Die letzte Berechnung dient der Bestimmung der Qualitätsrate. Der Zeitverlust aufgrund defekter oder zu überarbeitender Teile wird aus der nutzbaren Betriebszeit abgeleitet und ergibt die Nettoproduktivzeit. Dieses Ergebnis wird dann mit der nutzbaren Betriebszeit verglichen und ergibt die Qualitätsrate (97,9 Prozent). Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass für alle Berechnungen nur eine Maßeinheit (Minuten) verwendet wird, was zum Beispiel die Programmierung eines Computers, der dann alle Berechnungen schnell ausführen kann, sehr erleichtert. Die andere Formel verwendet die Anzahl der Verwürfe und den resultierenden Nettobetrag guter Teile, vergleicht diese mit der Gesamtzahl der produzierten Teile und ergibt schließlich das gleiche Resultat. Woher kommen nun obige Zahlen? Ein Team von Mitarbeitern muss sie durch Beobachtung ermitteln, und zwar im Rahmen der Machbarkeitsstudie, dem ersten Schritt, bevor Sie TPM in Ihrer Fabrik installieren können. Die Verwendung mechanischer oder mit Computerunterstützung gewonnener Messergebnisse ist nicht ratsam, da es sehr schwierig wird, die exakten Verlustdaten hierbei herauszuarbeiten. Die Beobachter müssen sich eben auf solche Dinge wie Einrichtzeit, Justierung, Maschinenversagen, Leerlauf und kleinere Unterbrechungen konzentrieren. Die Qualitätsrate wird dabei gewöhnlich durch den Vergleich der Anzahl der Verwürfe mit der Gesamtzahl der produzierten Teile bestimmt. Verluste durch Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine werden oft in Prozent der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit ausgedrückt. Aus dieser Kontrollbeobachtung ergibt sich ein roter Faden durch die aktuelle Effektivität Ihrer Anlagen. Weitere Daten können die Beobachtung noch ergänzen. Diese Analyse wird auch diejenigen Bereiche herausarbeiten, in denen die größten Probleme und damit die größten Verbesserungspotenziale liegen. Das verschafft Ihnen die Möglichkeit, Ihre Anstrengungen auf diejenigen Verbesserungen zu konzentrieren, die Ihnen den größten betrieblichen Nutzen verschaffen. Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen 47 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 47 Die Anwendung der Formeln Jetzt sind Sie in der Lage, die ermittelten Zahlen in den drei Formeln zur Anlageneffektivität anzuwenden (Abb. 11). Das Fabrikmanagement sollte seine TPM- Ziele konform zu diesen Ergebnissen formulieren. Um die totale effektive Anlagenproduktivität (TEEP = Total Effective Equipment Productivity) in unserem Beispiel zu bestimmen, multipliziert man die Anla- TEEP (Totale effektive Anlagenproduktivität): = Nutzung x Verfügbarkeit x Leistungseffizienz x Qualitätsrate = 60,4 Prozent x 86,2 Prozent x 58,0 Prozent x 97,9 Prozent x 100 = 29,6 Prozent oder (426:1.440) x 100 = 29,6 Prozent OEE (Brutto-Anlageneffektivität): = Verfügbarkeit x Leistungseffizienz x Qualitätsrate = 86,2 Prozent x 58,0 Prozent x 97,9 Prozent x 100 = 49,0 Prozent oder (426:870) x 100 = 49,0 Prozent NEE (Netto-Anlageneffektivität): = Zeit d. Betriebsbereitschaft x Leistungseffizienz x Qualitätsrate = 93,7 Prozent x 58,0 Prozent x 97,9 Prozent x 100 = 53,2 Prozent oder (426:800) x 100 = 53,2 Prozent Abb. 11: Anlagenproduktivitäts- und Leistungsberechnungen Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen48 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 48 gennutzung (60,4 Prozent) mit der Anlagenverfügbarkeit (86,2 Prozent), mit der Leistungseffizienz (58,0 Prozent) und mit der Qualitätsrate (97,9 Prozent) – und erhält nur 29,6 Prozent! Dasselbe Ergebnis kommt heraus, wenn man die Nettoproduktivzeit (426 Minuten) in Prozent der Gesamtverfügbareit (1.440 Minuten) ausdrückt. Letzteres kann man als den Nettozeitbetrag (in Prozent) verstehen, in dem die Anlage tatsächlich gute Teile produziert. OEE berechnet sich genauso. Nur wird hier die Anlagennutzung nicht berücksichtigt. Es ergeben sich somit 49,0 Prozent für OEE. Diese Zahl repräsentiert den Wirkungsgrad der Anlagen während der Betriebszeit. Dieselbe Zahl erhält man, wenn man die Nettoproduktivzeit (426 Minuten) in Prozent der Laufzeit (870 Minuten) ausdrückt. Die Netto-Anlageneffektivität (NEE) wiederum schließt die Einrichtungs- und Umrüstzeiten aus. Man multipliziere die Zeit der Betriebsbereitschaft (93,7 Prozent) mit der Leistungseffizienz und der Qualitätsrate. Das spiegelt die wirkliche Qualität Ihrer Produktionseinrichtungen wider (53,2 Prozent). Leider sind diese Zahlen in diesem Beipiel für die meisten Produktionsanlagen sehr realitätsnah. Sogar in relativ neuen Fabriken! In den meisten Fällen erreicht man nicht im entferntesten, was die Anlagen leisten könnten. Basierend auf den Zahlen für die eigene Fabrik, hat man nun die Wahl. Viele Unternehmen planen eine dritte Schicht ein, um den Ausstoß zu erhöhen. Das erhöht den Nutzungsgrad in der Formel von 60 Prozent auf 90 Prozent. Aber es gibt noch eine andere Möglichkeit. Neue Mitarbeiter einzustellen, die dann die dritte Schicht besetzen, ist ein sehr teurer Weg, und dabei hat man immer noch nicht die Stillstandzeit für seine geplante Instandhaltung eingeplant. Stattdessen kann man sich darauf konzentrieren, die Anlageneffektivität (OEE) von 49 Prozent auf etwa 75 Prozent zu erhöhen. Unter dieser Voraussetzung erreicht man mit zwei Schichten das Gleiche (50 Prozent Ausstoßerhöhung) wie mit drei – zu weitaus weniger Kosten! TPM ist ein datenorientierter Ansatz. Managen Sie Ihre Anlagen und Ihre Verbesserungsaktivitäten aufgrund der Daten, die aus der Machbarkeitsanalyse und späteren Nachmessungen hervorgegangen sind! Es ist wichtig, eine Grundlinie zu haben, mit der man stets die Verbesserungsmöglichkeiten vergleichen kann. Wenn man die Formeln für TEEP, OEE und NEE verwendet, bekommt man diejenigen Zahlen, die das Management der Produktionsanlagen und des Betriebs ermöglichen. Man sollte seine Messungen fortsetzen, sodass man stets die Fortschritte mit der Situation zum Startzeitpunkt des Projekts vergleichen kann. Das Messen der realen Produktivität Ihrer Anlagen 49 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 49 Die OEE-Ziele Was sollte ein gutes TPM-Programm leisten? Viele Weltklasseunternehmen erreichen 85 Prozent Gesamtanlageneffektivität nach einer erfolgreichen TPM- Installation (Abb. 12). Die Anlagenverfügbarkeit sollte bei 90 Prozent liegen. Wenn wir das vorige Beispiel verwenden, erfordert dieser Prozentsatz lediglich eine Steigerung von 4  Prozent. Die Qualitätsrate sollte bis auf 99  Prozent erhöht werden, ungefähr 1 Prozent oberhalb des dargestellten Beispiels. Die Leistungseffizienz muss aber von 58 Prozent auf über 95 Prozent gesteigert werden. Offensichtlich gibt es hier eine große Verbesserungschance. Und was drückt die Leistungseffizienz nach unten? Leerlauf, kurze Stopps und die Minderung der Arbeitsgeschwindigkeit – die versteckten Verluste! Typischerweise liegt die Ursache für eine Ineffizienz der Anlagen in diesen Bereichen. Wenn Sie diese Faktoren untersuchen, werden Sie eine Menge Überraschungen erleben. Aber hier haben wir den Bereich mit dem größten Potenzial für Produktivitätsgewinne. Ein neues OEE von 85 Prozent bedeutet eine Steigerung der Produktivität um 73,5 Prozent, wenn man das obige Beispiel als Grundlage nimmt. Ein Ergebnis dieser Größenordnung lässt sich in der Regel nicht für eine ganze Fabrik verwirklichen. Man kann so etwas nur mit einigen Maschinen erreichen. Allerdings wurde von manchen Unternehmen, die TPM erfolgreich betreiben, eine Steigerung der Produktivität um 50 Prozent gemeldet. Erreicht wurde dies in erster Linie durch Verbesserungen in der Anlageneffizienz und durch Verringerung der Verluste durch die Einrichtung (Umrüsten und Justieren) der Anlagen. So setzen Sie Ihre Prioritäten Die Zahlen, die man durch die Machbarkeitsanalyse erhält, helfen, die Prioritäten für das TPM-Projekt zu setzen. Sehr wenige Unternehmen besitzen die Ressourcen, um all ihre Maschinen und alle Produktionslinien zur gleichen Zeit zu verbessern. Normalerweise gibt es dabei Einschränkungen durch die Personalkapazität und durch das verfügbare Budget. Es ist deshalb sehr wichtig, die Ressourcen klug einzusetzen und die richtigen Prioritäten zu setzen, damit man einen schnellen Rückfluss der Investitionen und einen messbaren Anstieg des Durchsatzes erhält. Die hier gezeigten Berechnungen werden Ihnen helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen. Mit einer umsichtigen Planung erhalten Sie ein Maximum an Produktivität durch die Ressourcen, die Sie in das Programm investieren. Machen Sie die TPM-Installation maßgeschneidert für Ihr Unternehmen50 Vahlen Competence Hartmann – TPM (4. Auflage) Herstellung: Frau Deuringer Ausgabedatum: 07.10.2013 Änderungsdatum: 07.10.2013 Status: Imprimatur Seite 50 Ve rf üg b ar ke it + TPM = Qu ali tät Leistungseffizienz Qu ali tät Leistungseffizienz Ve rf üg b ar ke it OEE vor TPM OEE nach TPM 86,2% Verfügbarkeit x 58,0% Leistungseffizienz x 97,9% Qualitätsrate = 49,0% OEE > 90% Verfügbarkeit x >95% Leistungseffizienz x >99% Qualitätsrate = 85% OEE Abb. 12: Der kumulative (kubische) Effekt von TPM auf die Anlageneffektivität

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References

Zusammenfassung

Mit Total Productive Maintenance (TPM) zum Weltklasse-Betrieb

Zum Buch

Produktionsstörungen kosten nicht nur Zeit und Nerven, sondern vor allem Geld. Mit TPM vermeiden Sie zeitraubende Maschinenausfälle, unnötige Fehler und teure Nacharbeit. Spitzenunternehmen wie DaimlerChrysler und Dunlop sind mit dieser Methode der Instandhaltung seit Jahren erfolgreich. Aber auch kleine und mittelständische Unternehmen verschiedenster Industriezweige profitieren von TPM.

* Steigerung der Betriebszeit

* Verringerung der ungeplanten Ausfälle

* Erhöhung der Anlagenproduktivität

* Verringerung von Ausschuss und Nacharbeit

* Steigerung des Return on Investment

Schritt für Schritt zeigt Ihnen der weltweit führende TPM-Experte, Edward H. Hartmann, worauf es bei der Planung und Installation eines maßgeschneiderten TPM-Programms ankommt. Fallstudien ausgewählter Unternehmen illustrieren den Einsatz und die Vorteile von TPM.

Über den Autor

Prof. Dr. Edward H. Hartmann ist Gründer und Präsident des International TPM Institute, Pennsylvania, USA. Er berät Klienten auf dem Sektor Instandhaltungsmanagement und Produktivitätserhöhung und unterstützt die gesamte westliche Firmenwelt bei der Entwicklung und Einführung von TPM in ihren Fabriken.