3 Maßnahmen, mit denen Sie den Qualitätsfaktor (OEE) in Ihrer Produktion deutlich steigern
Mit der Overall Equipment Effectiveness (OEE), zu Deutsch Gesamtanlageneffektivität, erhalten Unternehmen eine verlässliche Kennzahl für die Wertschöpfung einer Anlage. Die OEE zeigt auf einen Blick sowohl die Produktivität als auch die Verluste auf. Mit drei Faktoren – Verfügbarkeit, Leistung, Qualität – erhält die Unternehmensführung Einblicke in vorhandenes, bisher ungenutztes Potential.
Im Rahmen unserer Blog-Reihe zur Gesamtanlageneffektivität betrachten wir die einzelnen Faktoren im Detail und stellen Maßnahmen vor, um die Produktivität einer Anlage, Maschine oder Fertigungslinie zu erhöhen. In Kombination mit Methoden aus den Lean-Management, beispielsweise SMED, der Wertstromanalyse oder auch dem Demingkreis und unterstützt mit technischem Fortschritt durch die digitale Transformation ergeben sich durch kleine Optimierungsmaßnahmen große Vorteile, die gerade in Zeiten der der Industrie 4.0 den entscheidenden Wettbewerbsvorteil darstellen können.
Was bedeutet Qualitätsfaktor bei der OEE?
Spricht man bei der Gesamtanlageneffektivität von einem Qualitätsfaktor, ist hiermit das Maß für einen entstehenden Verlust durch defekte und zu überarbeitende Teile gemeint. Der Qualitätsfaktor wird definiert durch folgende Formel:
Qualitätsfaktor = (Stückzahl produzierter Werkstücke – Stückzahl Nacharbeitsteile – Stückzahl Ausschuss) / Stückzahl produzierter Teile
Der Qualitätsfaktor zeigt somit die Produktionsverluste auf, die durch fehlerhafte Teile entstehen. „Fehlerhaft“ meint hier alle gefertigten Werkstücke, die nicht den Mindestansprüchen an die Qualität genügen. Tatsächlicher Ausschuss (also Werkstücke, die nicht maßhaltig sind, defekte Oberflächen aufweisen oder mit falschen Toleranzen gefertigt wurden) zählt genauso als fehlerhaft wie Werk-stücke, die sich mit einer Überarbeitung „retten“ lassen.
Was ist eine gute OEE?
Bevor es an jedwede Optimierungsmaßnahmen geht, stellt sich bei der Implementation der OEE für jeden produzierenden Betrieb eine Frage:
„Wie steht mein Unternehmen eigentlich im Vergleich zum Wettbewerb dar?“
OEE-Werte werden in Prozent angegeben, wobei 100 % für die perfekte Produktion und 0 % für das wohl unproduktivste Unternehmen aller Zeiten steht.
☑ Ein OEE-Wert von 100 % ist nur theoretisch erreichbar, er steht für die perfekte Produktion. Hier würden ausschließlich Gutteile hergestellt – und zwar so schnell wie möglich und unterbrechungsfrei.
☑ Mit einem OEE-Wert von 85 % dürfen sich Unternehmen zur Weltklasse zählen. Die „magischen“ 85 % werden im Rahmen von Optimierungsmaßnahmen häufig als langfristig zu erreichendes Ziel festgelegt.
→ Wie man in der Produktion eine Weltklasse-OEE erreicht
☑ Ein OEE-Wert von 60 % ist typisch für produzierende Betriebe. Der Wert zeigt an, dass die grundlegenden Maßnahmen für einen produktiven Betrieb bereits beachtet werden – es aber noch eine Menge Luft nach oben gibt
☑ Ein OEE-Wert von 40 % ist bei Unternehmen zu erwarten, die mit der Optimierung der Fertigungsleistung beginnen. Der niedrige Wert kann hier durch kleine, einfache Maßnahmen bereits deutlich verbessert werden.
100 % ist beim Qualitätsfaktor prozessbedingt nicht möglich!
Mit dem Qualitätsfaktor wird die produzierte Gutmenge in Relation zur tatsächlichen Einsatzmenge bewertet. Ein Qualitätsfaktor von 100 %, also eine Produktion ohne Verluste, ist in der Praxis nicht möglich. Denn da wirklich jedes einzelne Werkstück Teil des Qualitätsfaktors ist, müssten auch die Teile, die zum Einfahren und Einstellen der Werkzeuge genutzt werden, auf Anhieb perfekt sein. Trotz der Nichterreichbarkeit der 100 % sollte dieses theoretische Maximum als Richtschnur verwendet werden – so wird verhindert, dass Eigenheiten eines Fertigungsprozesses nicht für alle Zeiten als gegeben akzeptiert werden.
Den Qualitätsfaktor erhöhen – Mit diesen 3 Maßnahmen steigern Sie den Qualitätsgrad deutlich
In den allermeisten Produktionsbetrieben existieren drei hauptsächliche Ursachen für Qualitätsverluste:
Die gute Nachricht: Alle drei Ursachen lassen sich vergleichsweise einfach abstellen. Insbesondere seit der digitalen Transformation und der weit verbreiteten Ausrüstung von Produktionsmaschinen mit Sensoren im Rahmen der Industrie 4.0 lassen sich Qualitätsverluste besser als jemals zuvor vermeiden.
Maßnahme 1: Fehlerhaftes Rohmaterial ausschließen
Rohmaterial, und hier vor allem Metalle, können bereits bei der Anlieferung fehlerhaft sein. Fehlerhaft meint hier ausdrücklich nicht nur tatsächliche Fehler wie Lunker in gegossenen Rohteilen, sondern auch Rohmaterialien mit zu viel Aufmaß oder zum herzustellenden Produkt nicht passende Werkstoffe (die unnötig aufwendig zu zerspanen/bearbeiten sind). Fehlerhaftes Rohmaterial sorgt für unnötige Wartezeiten oder für Produktionsprozesse, die weit entfernt vom zeitlich optimalen Rahmen sind.
Lösung: Mit einer optimierten Qualitätskontrolle – die vor Bereitstellung der Rohmaterialien an der Maschine erfolgen muss – lassen sich fehlerhafte oder falsch gelieferte Rohmaterialien zuverlässig aussortieren. Beim Aufmaß der Rohteile muss als Richtlinie gelten: So wenig wie möglich, so viel wie nötig. Je weniger Aufmaß, desto schneller erzielt die Maschine das Fertigmaß – und umso höher fällt der Qualitätsfaktor aus.
Maßnahme 2: Maschinenfehler vermeiden
Insbesondere bei hochpräzisen Werkstücken sind enge Toleranzen im Hunderstel- oder Tausendstel-Millimeterbereich keine Ausnahme. Eine präzis eingestellte Maschine kann diese Werte durchaus erreichen – allerdings nur dann, wenn Verschleiß und Abnutzungen kontinuierlich unter Beobachtung stehen. Bei Dreh- und Fräsmaschinen sind es die Schneiden der Wendeschneidplatten, Drehmeißel oder Fräser, die im Laufe der Zeit verschleißen und zu Maßabweichungen führen. Toleranzabweichungen lassen sich zwar in vielen Fällen durch Nacharbeit beheben, allerdings bedeutet dies auch einen zeitlichen Verlust.
Lösung: Moderne Technik erlaubt es, Werkzeugverschleiß direkt in der Maschine und ohne Stopp der Produktion zu erkennen. In Kombination mit Werkzeugbruch-Kontrollsystemen kann in Zeiten der Industrie 4.0 mittelst hochleistungsfähiger Software jeglicher Verschleiß im Vorfeld erkannt werden. Eine regelmäßige Überprüfung der Werkzeuge, eine sorgfältige Wartung der Maschine, regelmäßige Überprüfungen der Maschinengeometrie und nicht zuletzt geschulte Bedienmannschaften verhindern Maschinenfehler zuverlässig.
Maßnahme 3: Verluste beim Maschinenstart vermeiden
Nach dem Rüsten (das sich übrigens mittels SMED optimieren lässt) benötigen viele Maschinen, vor allem aus dem Spritzguss-Bereich, einige Zyklen, bevor der Fertigungsprozess stabil läuft und Gutteile produziert werden. Der Ausschuss beim Start einer Fertigung ist zwar nie zu 100 % zu vermeiden – die Verschwendung an Laufzeiten und Zyklen lässt sich jedoch deutlich reduzieren.
Lösung: Durch Optimierungen der Programme und zusätzlichen technischen Lösungen wie automatischen Kalibrierungen, Startzyklen oder hochgenauen Messtastern lassen sich Verluste beim Maschinenstart zwar nicht vollständig beseitigen, jedoch zuverlässig reduzieren.
Qualität – Auch immer eine Frage der richtigen Software!
Für die Berechnung der Gesamtanlageneffektivität sind umfangreiche Datensammlungen unumgänglich. Nur wer den Ist-Zustand genau kennt, der kann den Soll-Zustand festlegen. Eine manuelle Datensammlung mittels Stift und Papier direkt an den Maschinen ist zwar möglich, aber nicht immer zielführend. Insbesondere durch die digitale Transformation bietet sich der Einsatz spezieller Software - wie der IIoT-Software da³vid - an, die Daten sammeln, aufbereiten und im gesamten Betrieb zur Auswertung zur Verfügung stellen. Moderne Maschinen sind darüber hinaus in der Lage, durch Sensoren die benötigten Fertigungsdaten ohne menschlichen Eingriff zu generieren und für die Auswertung bereitzustellen.
Fazit:
Der Qualitätsfaktor bewertet die Anzahl an Gutteilen in Relation zur tatsächlichen Einsatzmenge. Fehlerhafte Rohmaterialien, abgenutzte Werkzeuge oder zu viel Ausschuss beim Start eines Produktionszyklus senken die Qualität – und damit die Produktivität des gesamten Unternehmens. Mit einfachen Maßnahmen und durch technische Unterstützung gelingt es aber vergleichsweise einfach, den Qualitätsfaktor zu steigern. Moderne, leistungsfähige Programme helfen den Bedienmannschaften und dem Management, alle erforderlichen Daten rund um die OEE zu sammeln, zu verarbeiten und für eine nachhaltige Qualitätssteigerung einzusetzen.
Quellen:https://monami.hsmittweida.de/frontdoor/deliver/index/docId/6392/file/Diplomarbeit+Robert+Stolzlechner_27891.pdf
https://de-academic.com/dic.nsf/dewiki/515644#Verf.C3.BCgbarkeitsfaktor
https://mymaintenance.blog/2020/02/18/kpis-kennzahlen-der-instandhaltung
