Cómo calcular la eficiencia de una máquina y consejos para aumentarlas

La eficiencia de los equipos de fabricación es un indicador de los niveles de rendimiento de una máquina. Calcular la eficiencia de una máquina puede ayudar a una planta de fabricación a reducir las pérdidas y maximizar los beneficios. Es importante que cualquier persona que gestione los equipos de una planta sepa cómo calcular la eficiencia de una máquina para poder evaluar el rendimiento de sus operaciones. A continuación, se analiza qué es la eficiencia de los equipos de fabricación y cómo medirla con consejos y un ejemplo.

¿Qué es la eficiencia de una máquina de fabricación?

La eficiencia de una máquina de fabricación sirve para medir la productividad de los equipos de una planta. Evalúa cuánto tiempo de fabricación es productivo en función del tiempo total de producción. Al calcular la eficiencia de una máquina, un operador puede obtener información sobre cómo mejorar el proceso de fabricación mediante la identificación de pérdidas y áreas de progreso. Una planta puede comparar la eficiencia de sus equipos de fabricación con los estándares de la industria o de los equipos para evaluar si sus operaciones funcionan con eficacia.

¿Cómo calcular la eficiencia de una máquina? 

Existen muchas maneras de calcular la eficiencia de una máquina de fabricación debido a la cantidad de información que puede proporcionar en una sola cifra. Algunas formas comunes de completar esta práctica:

• Tiempo de producción planificado para calcular la eficiencia de una máquina

  El tiempo de producción planificado es el tiempo total que una planta programa una máquina para la producción. Se puede calcular el tiempo de producción planificado restando las pérdidas programadas de todo el tiempo disponible. Las pérdidas programadas son los tiempos en los que el equipo no está en funcionamiento, como durante las paradas o interrupciones de las instalaciones. El tiempo disponible es cada minuto disponible de la jornada laboral. El tiempo restante es el tiempo de producción planificado y es un valor importante para calcular la eficiencia de una máquina.

• Disponibilidad para calcular la eficiencia de una máquina

  Para calcular la eficiencia de una máquina es importante conocer la puntuación de disponibilidad de una máquina que indica la frecuencia con la que una máquina está disponible para su uso en producción. Una máquina está siempre disponible o en funcionamiento durante los tiempos de producción cuando su disponibilidad es del 100%. El tiempo de inactividad inesperado del equipo, la escasez de material y el cambio de máquina pueden afectar a la disponibilidad del equipo. Se puede calcular la disponibilidad de una máquina dividiendo su tiempo de funcionamiento por el tiempo de producción planificado.

• Calidad para calcular la eficiencia de una máquina

  La calidad de una máquina mide lo bien que funciona teniendo en cuenta sus defectos. Se puede calcular la calidad de un equipo dividiendo el número de piezas adecuadas que produce durante un ciclo de funcionamiento por su producción total. Una máquina con una puntuación de calidad del 100% no tiene defectos y sólo produce productos adecuados. Los materiales rechazados y los productos que necesitan ser reelaborados pueden afectar a la calidad de una máquina y por tanto arrojar valores no deseados a la hora de calcular la eficiencia de una máquina.

• Rendimiento para calcular la eficiencia de una máquina

  El rendimiento de una máquina compara el número de productos que crea cada hora con su tasa de producción ideal. Se puede dividir el tiempo de ciclo ideal por el tiempo de ciclo real para calcular la eficiencia de una máquina. El tiempo de ciclo ideal es el tiempo que debería tardar una máquina en producir una unidad, mientras que el tiempo de ciclo real es su tiempo de funcionamiento dividido por el número de unidades que produce. Una máquina tiene una puntuación de rendimiento del 100% si funciona a su ritmo máximo.

• Eficacia de una máquina

  Se puede calcular la eficacia global del equipo multiplicando las puntuaciones de disponibilidad, calidad y rendimiento de una máquina. Una máquina con una efectividad del 100% no suele presentar defectos, funciona a la velocidad establecida y no tiene paradas imprevistas. Se puede calcular la eficiencia de una máquina con regularidad para evaluar las tendencias de un equipo concreto. De este modo se puede saber cómo aumentar la productividad de toda la planta. A menudo corresponde al operario de la planta determinar la efectividad objetivo de una máquina para sus operaciones.

• Pérdidas a considerar para calcular la eficiencia de una máquina

  Se pueden identificar las pérdidas en la fabricación para tomar precauciones y mejorar la eficiencia de las operaciones. Existen seis subconjuntos basados en la disponibilidad, el rendimiento y la calidad en los que puede clasificar estas pérdidas para comprender mejor los factores que afectan a una planta. Estas seis pérdidas principales son:

  • Tiempo de inactividad planificado: El tiempo programado en el que el equipo no está operativo para realizar tareas de mantenimiento, inspección, actualizaciones o pruebas.
  • Averías: Fallos inesperados de los equipos.
  • Paradas menores: Problemas insignificantes que interrumpen la producción, como atascos de material, ajustes incorrectos o limpiezas rápidas.
  • Pérdida de velocidad: La velocidad de funcionamiento es inferior a la velocidad prevista de una máquina.
  • Rechazos de producción: Algunos productos pueden no cumplir las especificaciones de calidad y tienen que ser reelaborados.
  • Rechazos en la puesta en marcha: Una máquina produce unidades defectuosas hasta que alcanza una producción estable.

Calcular la eficiencia de una máquina (OEE) 

Las plantas de fabricación suelen utilizar la eficacia global de los equipos para calcular la eficiencia de una máquina.

Ejemplo para calcular la eficiencia de una máquina

Un operario programa una máquina para que funcione durante un turno de 12 horas, pero la máquina necesita reparaciones y sólo funciona durante 9 horas. Si se divide el tiempo de funcionamiento de la máquina (9 horas) entre su tiempo de producción previsto (12 horas), se obtiene una puntuación de disponibilidad de 0,75.

La misma máquina debería producir 500 unidades cada hora durante 12 horas con una producción máxima de 6.000 unidades. Esto significa que tiene un tiempo de ciclo ideal de 12 segundos para cada unidad. La máquina sólo fabrica 4.5000 unidades durante su turno. Su tiempo de ciclo real es de 16 segundos por unidad. Si se divide el tiempo de ciclo ideal (12) por el tiempo de ciclo real (16), se obtiene una puntuación de rendimiento de 0,75.

La máquina produce 4.000 unidades, pero 50 productos tienen defectos. Por tanto, el número de productos utilizables es de 3.950. Si se divide el número de unidades aptas (3.950) entre el total de unidades (4.000), se obtiene una puntuación de calidad de 0,98.

Se puede calcular la eficiencia de una máquina (OEE) utilizando estas tres puntuaciones. Si se multiplica la disponibilidad (0,75), el rendimiento (0,75) y la calidad (0,98), se obtiene una puntuación global de eficacia de los equipos de 0,55. Como porcentaje, la eficacia global de los equipos es de 0,55. En porcentaje, la eficacia global del equipo es del 55%.

Consejos para mejorar la eficiencia de una máquina

Cuando se decide calcular la eficiencia de una máquina para intentar mejorarla, se pueden realizar algunos cambios relativamente sencillos en el proceso de fabricación. A continuación se enumeran algunos de los principales cambios que pueden realizarse.

• Utilizar variadores de frecuencia (VFD) para mejorar la eficiencia de una máquina

  Una forma de mejorar la eficiencia de una máquina es utilizar variadores de frecuencia (VFD) en lugar de arrancadores de motor normales que no aumentan gradualmente la velocidad del motor y provocan un arranque brusco e ineficiente. Por el contrario, los VFD sí aumentan gradualmente la velocidad del motor. Esto es más eficiente y permite que los motores tengan una vida útil más larga que los motores accionados por arrancadores debido a la falta de desgaste. Los VFD también limitan la tensión sobre los rodamientos y el propio motor, lo que aumenta la esperanza de vida de estas piezas. Estos dispositivos ayudan a que a la hora de calcular la eficiencia de la máquina, arrojen resultados positivos pues se mejora el rendimiento, frecuencia de mantenimiento y los costos más bajos. Conoce cómo seleccionar variadores de frecuencia para mejorar control y eficiencia de los motores.

• Utilizar actuadores eléctricos para mejorar la eficiencia de una máquina

  Otra forma de mejorar la eficiencia de una máquina es utilizar actuadores eléctricos en lugar de actuadores hidráulicos o neumáticos. Los actuadores son tipos de motores que convierten la energía en movimiento. Cuando se utilizan actuadores hidráulicos o neumáticos, las mangueras y bombas requieren revisiones frecuentes y rutinarias para garantizar su mantenimiento. Esto requiere dinero y tiempo. En cambio, los actuadores eléctricos no tienen bombas ni mangueras, por lo que no requieren tanto mantenimiento. Además de esta ventaja de costo y tiempo, los actuadores eléctricos permiten un mayor control sobre la aceleración y la velocidad del motor, lo que, con el tiempo, prolongará la vida útil del motor y mejorarán los números al calcular la eficiencia de una máquina.

• Detectar problemas con visión artificial para aumentar la eficiencia de una máquina

  Utilizar la visión artificial para detectar cualquier problema potencial en la fabricación es una forma eficaz de mejorar los resultados al calcular la eficiencia de una máquina. La visión artificial es una forma mecánica basada en imágenes para examinar partes de un proceso de fabricación para garantizar que todo funciona correctamente. Este proceso utiliza sensores de visión capaces de verificar que se están llevando a cabo los procesos adecuados y alertar de cualquier defecto. Por ejemplo, al utilizar los sistemas de visión artificial para inspeccionar las partes de los automóviles en producción, se limitan los residuos y se producen productos de mayor calidad.

• Mantener las medidas preventivas para aumentar la eficiencia de una máquina

  Un enfoque muy simple y más general para mejorar la eficiencia de una máquina es mantener medidas preventivas para limitar los defectos con el equipo y solucionar estos problemas antes de que sean más costosos. Una forma de hacerlo es solicitar información sobre la vida útil a las empresas que suministran los componentes y, a partir de ahí, realizar las inspecciones necesarias para poder calcular la eficiencia de una máquina.

• Realizar un mantenimiento regular para aumentar la eficiencia de una máquina

  Otra forma general y sencilla, pero igual de eficaz, de mejorar la eficiencia de una máquina es animar a los operarios de las máquinas a realizar un mantenimiento regular o rutinario. Los equipos deben cuidarse mientras estén en buenas condiciones de funcionamiento para arrojar resultados positivos cuando sea hora de calcular la eficiencia de una máquina. Esto significa, por ejemplo, que las piezas de repuesto deben estar siempre disponibles para que los operarios de las máquinas puedan ocuparse fácilmente de las tareas de mantenimiento siguiendo estos primeros pasos para establecer un programa de mantenimiento predictivo exitoso.

Conclusiones a la hora de mejorar y calcular la eficiencia de una máquina

Por razones obvias, como ser más eficiente en el tiempo y ahorrar dinero, es una buena idea hacer un seguimiento y calcular la eficiencia de una máquina para mejorar la OEE. Esto se puede lograr de varias maneras, como las cinco formas principales citadas anteriormente. Para analizar y mejorar la eficiencia de una máquina, es necesario obtener datos en tiempo real y, a partir de ellos, realizar cambios. Para ello, es importante seguir  las mejores prácticas para mejorar la OEE y la productividad industrial.