Login  |  Registreer  |  Wijzig            Nieuwsbrief  |   Nieuws   |   Agenda   |   Zoeken   |   Advies   |   Vacatures   |   Forum   |   Adverteren
Dit artikel: OEE-meting als praktische verbetertool
Bron: Procesverbeteren.nl
TPM: De geoliede organisatie
Unilever & OEE-metingen Meten, verbeteren & borgen met de Overall Equipment Effectiveness
Praktisch verbeteren aan de hand van de OEE
Door Dr Ir Jaap van Ede, business-journalist & initiatiefnemer procesverbeteren.nl. De eerste versie van dit artikel is gepubliceerd in vakblad Process Control (in 2007)

Het meten van de Overall Equipment Effectiveness (OEE) hoort oorspronkelijk bij de Japanse verbetermethode Total Productive Maintenance (TPM).  Ook daarbuiten kan de OEE-meting echter effectief worden ingezet. Twee zaken moeten dan echter wel worden overgenomen uit TPM:

  1. Het formeren van multidisciplinaire teams, die verantwoordelijk zijn voor de prestaties van ‘hun’ productiemiddelen.
  2. Stapsgewijs verbeteren door middel van de cyclus meten, analyseren, verbeteren en borgen.

OEE is één van de meest praktische verbetertools, en daardoor prima geschikt als eerste stap bij procesverbetering. De methode wordt snel opgepikt door de werkvloer, en maakt mensen bewust van hun bijdrage aan een efficiënt productieproces. Begonnen kan worden met een eenvoudige Excel-spreadsheet. Cases in dit artikel: Unilever, Purac, Nutricia en Profextru.

Een heel korte definitie van de Overall Equipment Effectiveness (OEE) is de verhouding tussen de hoeveelheid goede producten die een productiemiddel aflevert, en het maximaal haalbare. Om de OEE te berekenen worden een aantal factoren met elkaar vermenigvuldigd, waaronder tenminste de machinebeschikbaarheid, de machineprestatie en de kwaliteitsefficiency, zie het kader hieronder:

OEE
De Overall Equipment Effectiveness (OEE) is een vermenigvuldiging van een aantal factoren, die allemaal tussen 0 en 1 liggen, en 100%. Meestal omvat de OEE tenminste:

  • de machine-beschikbaarheid
    =   (feitelijke productietijd)/(geplande productietijd)

  • de relatieve prestatie  
    =   (gemiddelde bewerkingstijd)/(snelst mogelijke bewerkingstijd)

  • de kwaliteitsefficiëntie
    =   fractie goedgekeurde producten.


Een OEE van 100% is het optimum. De machine draait dan altijd als een zonnetje, de omsteltijd is nul, en er worden alleen maar goede producten gemaakt.
Utopisch natuurlijk, als was het alleen maar omdat de zwakste schakel in een productielijn de snelheid dicteert. In de praktijk wordt een OEE van 80 á 85% als ‘world class’ beschouwd.

TPM
De OEE-bepaling werd tussen de jaren zestig en tachtig ontwikkeld als onderdeel van de Japanse verbetermethode Total Productive Maintenance (TPM). Eerst gebeurde dat binnen Denso, een toeleverancier van Toyota, en later binnen het roemruchte Japan Institute of Plant Maintenance.

Vóórmengtank voor margarine bij Unilever
^ Vóórmengtank voor margarine-ingrediënten bij Unilever Vlaardingen.
   Preventief onderhoud vergroot de OEE van deze installatie.  


Bij TPM verbeteren multidisciplinaire teams stapsgewijs de prestaties van ‘hun’ productiemiddelen, Het meten van de OEE is daarbij een richtsnoer, en een middel om ‘verborgen verbreken’ aan het licht te brengen. Stapsgewijs verbeteren is slechts de eerste ‘pilaar’ bij de invoering van TPM. Daarna volgen er nog zeven implementatiestappen, zoals operators zelf kleine onderhoudswerkzaamheden laten verrichten, en de invoering van standaard operating procedures.

Om met OEE aan de slag te gaan, is het echter niet noodzakelijk om TPM volledig in te voeren. Wel ontkom je niet aan de eerste pilaar. Dus de verbeterteams, en ten tweede de gestructureerde werkwijze daarvan, die neerkomt op meten, analyseren, verbeteren en borgen.

Hoe dat laatste er precies uitziet, maakt eigenlijk niet uit. De Japanners noemen dit soort verbetercycli Kaizen, stapsgewijs veranderen (kai) om goed (zen) te worden. Er bestaan diverse varianten, met als bekendste de PDCA-cyclus, hetgeen staat voor plan, do, check, act.
Het Kaizen-principe zie je niet alleen terug in TPM, maar ook in andere stapsgewijze verbetermethoden, zoals Lean Manufacturing en Six Sigma. De OEE-meting kan daardoor ook prima als onderdeel daarvan worden toegepast.

Unilever
‘Niks op tegen’, vindt Jan van Noord, kwaliteitsmanager van de margarinefabriek van Unilever in Vlaardingen. ‘Het gaat erom dat je in kaart brengt waarom een bepaalde OEE te laag is, en dat je vervolgens veranderingen doorvoert én borgt.’

De invoering van een PDCA-achtige cyclus voegt daarbij eigenlijk meer toe dan de OEE-meting zélf, vindt van Noord. ‘We meten immers al heel lang machine-efficiënties en het percentage productafkeur. Binnen Unilever deden we dat ook al voor de introductie van TPM, nu tien jaar geleden. Het enige nieuwe was dat de machine-beschikbaarheid, de machine-prestaties en de kwaliteit van de producten nu werden gecombineerd in één getal.’

Formeel werd de OEE binnen Unilever niet eens ingevoerd! ‘De mensen van het Japan Institute for Plant Maintenance vinden dat we dat alsnog zouden moeten doen, maar ik vind dat een filosofische discussie. We meten nu apart de operational efficiency OE en de quality ratio QR, net zoals we dat vóór het TPM-tijdperk ook al deden. Vermenigvuldig je die twee getallen, dan heb je de OEE. Heb je een productie van honderd ton margarine gepland, en is dat uiteindelijk maar tachtig geworden, dan is onze OE gelijk aan 0,8. Stel nu, dat er met een kwart van die margarine mogelijk een kwaliteitsprobleem is, zodat die boter niet direct kan worden vrijgegeven. In dat geval is de QR-waarde 0,75.’

Het eerstgenoemde kengetal, de OE, bestaat uit twee subfactoren. ‘Ten eerste de productie-efficiëntie, daarin worden alleen zaken die een machine zélf betreffen verdisconteert, zoals storingen. Ten tweede een term die wij Routine Production Stops noemen. Die is min of meer gelijk aan standaardtijd voor het omstellen, gedeeld door de feitelijke omsteltijd.'

Geopende vulmachine bij Unilever
^ Geopende vulmachine voor pakjes margarine (Croma of Becel).
   In het kader van Unilever’s TPM-programma voeren de operators
   zelfstandig kleine onderhoudsbeurten uit.


Met de hand
Zodra er productietijd verloren gaat noteert de operator dat. ‘Dit gebeurt in de margarinefabriek gewoon met de hand',  vervolgt Van Noord. 'Later worden die gegevens overgebracht naar het programma Pitstop PAMCO (Plant and Machine Control). Op die manier kan worden gezocht naar problemen die vaak voorkomen, en waarvoor het zich leent om een Kaizen-project te starten. ‘Een te lange omsteltijd kan allerlei oorzaken hebben, zoals verpakkingsmateriaal dat iets dikker is dan normaal, of problemen bij het schoonmaken. Maar het kan ook zijn dat een grondstof zoals olijfolie niet tijdig is aangeleverd.’

De kwaliteitsratio QR wordt gemeten door de kwaliteitsafdeling. ‘Een QR van 0,75 betekent niet dat een kwart van het product kan worden weggegooid. Wel is daar misschien iets mee aan de hand, zodat nadere controle noodzakelijk is. Misschien volstaat een kleine correctie, bijvoorbeeld in de productcodering. Ook dat soort zaken zien wij echter als ongewenst, omdat ze de productievoortgang belemmeren.’

Tégen het meten van machine-efficiënties wordt vaak ingebracht dat dit het risico van locale optimalisatie met zich meebrengt. Eén machine draait dan perfect, maar de doorstroom in de totale fabriek is belabberd.
‘Leuk dat je daarmee komt’, reageert Van Noord. ‘Aan de ene kant moet je focussen om echt te verbeteren, maar aan de andere kant moet je het geheel niet uit het oog verliezen. Daarom meten wij ook een OE per productielijn en zelfs voor de hele fabriek. Zo kunnen we ook interne benchmarks uitvoeren.’

Hein Winkelaar (Purac)
^ Hein Winkelaar (Purac):  " Is je OEE lager dan 60%,
   begin dan met een Excel-spreadsheet om ervaring op te doen"


Small Group Activities
Fons Janssen is productiemanager bij Nutricia in Cuijk. Hier worden verschillende varianten babyvoeding in poedervorm geproduceerd. Binnen Nutricia draait al sinds 1994 een World Class Manufacturing (WCM) programma. ‘WCM is een paraplu-begrip, dat klopt. Wij bedoelen daarmee dat we naar believen tools uit meerdere verbetermethodes inzetten', aldus Janssen.

Oorspronkelijk waren dit vooral gereedschappen geassocieerd met TPM en de Theory of Constraints, maar sinds kort ook Six Sigma. ‘De eerste stap was het omschakelen van een functie- naar een procesgerichte organisatie. Wij stellen nu multidisciplinaire teams samen, om een bepaald probleem rond een bepaalde machine of productielijn op te lossen. In TPM-terminologie worden die projecten  small group activities oftewel SGA’s genoemd.’

In zo’n SGA-team zit altijd een operator. ‘Dat is immers de man die aan de knoppen draait. Daarnaast worden naar behoefte bijvoorbeeld een procestechnoloog, een werktuigbouwkundige of een elektrotechnicus toegevoegd. Ook iemand van buiten de deur toevoegen is mogelijk, we escaleren indien nodig.’

OEE-metingen worden gebruikt om geschikte verbeterprojecten voor SGA-teams te vinden. ‘Onze operators registreren met de hand of hun machines draaien, stilstaan of worden schoongemaakt. Hiertoe vullen zij een lijst in met tijdblokken die ze kunnen inkleuren. Die gegevens worden later overgebracht naar een OEE-toolkit, ontwikkeld door Blom Consultancy.’

De betreffende software kan een Pareto-analyse uitvoeren, dit wil zeggen dat wordt berekend welke storingsoorzaken het meest frequent voorkomen. ‘Zo bleek bijvoorbeeld een poederdroogtoren regelmatig stil te vallen, vanwege een storing in de voedingsleiding. Hiervoor hebben we toen een SGA-team gevormd, dat de oorzaak daarvan heeft achterhaald en weggenomen. Dit bleek een lekkende afdichting in een pomp.’

Nameplate Capacity
Om locale optimalisatie te voorkomen, legt Nutricia het accent op de OEE van productielijnen. ‘Eerst bepalen we met behulp van de Theory of Constraints wat de bottleneck-bewerking is. De eerdergenoemde poederdroogtoren is een voorbeeld van zo’n bottleneck.  De maximale capaciteit die de fabrikant daarvoor opgeeft, is tevens het maximaal haalbare voor de hele productielijn. Dit wordt ook wel de nameplate capacity of NPC genoemd, omdat dit de capaciteit is die op het typeplaatje van de machine staat. De OEE die wij gebruiken is dus gelijk aan de feitelijke productiecapaciteit, gedeeld door de NPC.’

Hoewel, helemaal waar is dat niet. In de praktijk wordt vaak een utopische NPC-waarde gekozen, die 10% hoger ligt. ‘Dit doen we, sinds de OEE van een poedertoren na diverse verbeterslagen op 110% uitkwam!  Door de NPC te overschatten,  zorgen we er nu voor dat de OEE altijd dik onder de 100% zit. Je houdt dan een prikkel om te verbeteren.’

Alleen als stilstand van een bepaalde machine gevolgen heeft voor het functioneren van de bottleneck, telt dit mee voor de OEE van de productielijn. Andere storingen beïnvloeden de output van het totale proces immers niet.

SCADA
De SCADA-systemen, waarmee de operators hun productiemiddelen bedienen en monitoren, worden bij Nutricia niet gebruikt om OEE-metingen te doen. ‘In theorie zou je daarmee direct procesparameters kunnen vastleggen, maar dan loop je het risico dat je door de bomen het bos niet meer ziet. Bovendien ondersteunen onze SCADA-systemen standaard niet het meten van de OEE.’

Nutricia is sinds vorig jaar druk bezig met de invoering van Six Sigma, onder begeleiding van Maruna. Er zijn inmiddels al twee ‘black belts’ opgeleid, dit zijn Six Sigma professionals. Six Sigma heeft tot doel om de kans dat een bepaald bedrijfsproces een correct resultaat oplevert te vergroten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een cyclische managementmethode genaamd DMAIC, hetgeen staat voor Definieer, Meet, Analyseer, verbeter (Improve) en borg (Control).

‘Wij pasten al de PDCA-cyclus toe en die lijkt sterk op DMAIC, dat klopt. Six Sigma zien wij echter als de volgende stap. Die methode is strikter, zo is er altijd een duidelijke projectleider.  Bovendien spreekt het Six Sigma-adagium “no data, no talk” mij erg aan, naast het accent op een goede borging van de verbeteringen.’

De metingen met de OEE-toolkit kunnen ook worden gebruikt voor Six Sigma projecten, maar de data moeten dan wel worden bewerkt. Six Sigma gaat namelijk uit van een interval waarbinnen de kwaliteit van een bepaald proces als goed wordt beschouwd.

‘Neem bijvoorbeeld de tijd om een machine schoon te maken. Is de norm daarvoor 60 minuten, dan zou je bijvoorbeeld elke schoonmaakbeurt die langer duurt dan 70 minuten als een defect kunnen beschouwen.’

Afvulproces bij Purac
^ Afvullen van Puracal bij Purac. Binnen dit bedrijf loopt nu vijf jaar
   een TPM-programma  (foto Rene Sterk, Purac)


Negen deelfactoren
Ook Hein Winkelaar, TPM en operations manager bij Purac, ziet Six Sigma als een methode voor gevorderden. ‘Is je OEE lager dan 60%, begin dan met een Excel-spreadsheet om ervaring op te doen. Bij een OEE tussen 60 en 80% kun je de data-acquisitie gaan automatiseren. Pas bij een OEE boven de 80% kun je gaan denken aan Six Sigma, wij beginnen daar nu net mee’

Het TPM-programma van Purac, een producent van melkzuurderivaten, loopt nu vijf jaar. In de laatste drie jaar is de OEE gestegen van 55 naar maar liefst 87%, en is voor een kleine twee miljoen euro bespaard aan (onderhouds)kosten.

‘We hebben in het begin gekeken naar stand-alone OEE-tools, maar die voldeden niet aan de strenge definitie van het Japan Institute of Plant Maintenance. Dit instituut hanteert namelijk een OEE met maar liefst negen deelfactoren. Wij wilden die OEE gaan gebruiken, om in aanmerking te komen voor de TPM-awards van het JIPM. De top van CSM, waarvan Purac deel uitmaakt, vindt dat belangrijk. Het houdt je scherp.’

Automatisch vastleggen
Bij gebrek aan een OEE-tool conform de JIPM-regels, ontwikkelde Purac in het begin een eigen oplossing. ‘Gewoon, op basis van Excel. Daarmee konden we prima de OEE van een productielijn bijhouden, maar het werd lastiger toen we meer details wilden vastleggen, zoals de OEE per machine. Daartoe bleek het noodzakelijk om rechtstreeks gegevens door te gaan sluizen vanuit de SQL-database van Wonderware, ons SCADA-systeem’

Wonderware Benelux, de leverancier van dit procesbesturingssysteem, bleek een jaar geleden bereid om daartoe samen met ons een OEE-tool te ontwikkelen. ‘Zij hebben dat kostenloos gedaan, en leveren die de tool nu gratis aan hun Wonderware-klanten. Wij brachten onze praktische ervaring in, en zij voegden hun automatiseringskennis toe. Doordat de OEE-tool op onze werkvloer is ontwikkeld, staan onze operators daar nu vierkant achter.’

Purac, controlekamer
^ Eén van de controlekamers van Purac.
   Bij storingen wordt een pop-up window vanuit de OEE-tool actief,
   zodat de operator de oorzaak kan specificeren.   (foto Rene Sterk, Purac)


Bij elk alarm dat het SCADA-systeem afgeeft, wordt nu vanzelf een pop-up window vanuit de OEE-tool actief.
‘De operator kan daarop in een keuze-menu aangeven wat de reden is van de storing, zoals een pomp die stilvalt. Bij het maken van die keuzemenu’s kwam onze ervaring met de OEE-metingen in Excel goed van pas. De operator kan een storing desgewenst nader specificeren in een vrij tekstveld. Al die gegevens worden vervolgens opgeslagen door de OEE-tool. Door een Pareto-analyse uit te voeren, kunnen we later uitzoeken wat de belangrijkste redenen zijn waarom bijvoorbeeld een pomp stilvalt.’
 
Kleine bedrijven
Ook relatief kleine bedrijven boeken succes met OEE-metingen.

Werny de Koning, projectmanager productie-engineering bij Profextru: ‘Met 40 man maken wij hier kunststofprofielen, onder meer voor gevelbekleding, oeverbescherming en kozijnen. Kunststofkorrels voeren wij daartoe door extruders oftewel schroefpompen. Hierdoor smelt het materiaal, dat daarna in de gewenste vorm wordt geperst.’

De Koning zag hoe OEE-metingen werden uitgevoerd binnen buurbedrijf Wavin KLS, een producent van PVC-buizen, en raakte enthousiast. ‘In 2002 hebben we toen zelf onze eigen OEE-variant gedefinieerd, gewoon door systematisch alle mogelijke verliezen in kaart te brengen. Zo’n eigen definitie heeft als voordeel dat je het accent kunt leggen op zaken die voor jou belangrijk zijn. Het percentage uitval berekenen we bijvoorbeeld in kilogram, want hoe zwaarder een afgekeurde productieserie is, des te groter de strop voor ons.’

In de OEE zitten alle zaken waarop een operator invloed kan uitoefenen, zoals omsteltijden, schoonmaaktijden, storingen, en het uitvalspercentage. ‘Daarnaast gebruiken we nog een breder gedefinieerde prestatie-indicator, de Overall Effectiveness Utilization of OEU. Daarin worden ook andere zaken meegenomen die de productie-voortgang kunnen belemmeren. Denk bijvoorbeeld aan de beschikbaarheid van personeel of materialen, of een gebrek aan productie-orders.’

In eerste instantie werd een Excel-spreadsheet gebruikt om de OEE en OEU bij te houden, maar al gauw liep dit systeem letterlijk vast. ‘Actemium heeft toen een maatwerk OEE-tool voor ons ontwikkeld. Het mooie is, dat die is gekoppeld aan ons ERP-systeem, Heart-Profit. In het begin laden we nu de productieplanning, en daarna sturen we de prestaties terug naar het ERP-systeem. Daardoor hebben we onze logistieke administratie nu volledig op orde.’

Leveranciers1 van OEE-tools 1Bij deze lijst is niet gestreefd naar volledigheid

Door het meten van de OEE zijn de productiemedewerkers van Profextru zich nu veel meer bewust van de mogelijke verliezen. Alleen al daardoor zijn die afgenomen. De OEE-tool wordt echter nog niet gebruikt om de productie systematisch te verbeteren.

‘Door reorganisaties en vernieuwing van ons machinepark zijn we daar nog niet aan toe gekomen. Er liggen nog zo veel bekende zaken die we kunnen optimaliseren, dat we de OEE niet nodig hebben om nieuwe verbeterpunten te vinden. Wel kun je aan de OEE goed zien dat het de goede kant op gaat. Borgen, op basis van ISO 9001, doen we overigens al wel.’

Janssen van Nutricia heeft tenslotte nog een praktische tip voor bedrijven die enthousiast zijn geraakt, en die nu een OEE-meting willen invoeren. ‘Het is heel belangrijk dat dit niet wordt gepositioneerd als een middel om het werk van de operators te controleren, want dan krijg je weerstand. Benadruk dat het doel is om als bedrijf steeds beter te worden.’



Hulp nodig bij de implementatie van TPM?

Verwijzen naar dit artikel op internet?
Gebruik als link: http://www.procesverbeteren.nl/TPM/OEE.php