Come calcolare l'efficienza produttiva dei macchinari industriali: una guida pratica

L'efficienza produttiva dei macchinari industriali è una tabella di marcia semplice ma potente che aiuta i responsabili della gestione dell'officina di uno stabilimento a visualizzare ed eliminare le perdite e gli sprechi delle apparecchiature. In altre parole, si tratta di efficienza, non di efficacia delle apparecchiature.

L'efficienza produttiva dei macchinari industriali è quindi il rapporto tra ciò che una macchina potrebbe teoricamente produrre e ciò che effettivamente produce. Il modo più rapido per calcolarla è il seguente:

Ad esempio, se si prende la velocità massima teorica di una macchina (60 prodotti al minuto), si sa che alla fine di un turno di 480 minuti dovrebbero essere prodotte 28.800 unità.

• 1 turno = 8 ore = 480 minuti
• Velocità massima di produzione = 60 prodotti al minuto.

480 x 60 = 28.800 unità

Poi, bisogna contare la quantità di prodotti realizzati in un punto finale del processo produttivo, ad esempio quello che si trova sul pallet che va al magazzino. Se sul pallet ci sono solo 14.400 prodotti buoni, la vostra efficacia è stata di 50%, giusto?

Ma perché la formula OEE include la disponibilità (A), le prestazioni (P) e la qualità (Q)? Che cosa significano queste parole e che valore hanno? Ci aiuteranno a scoprire dove sono finiti gli altri 14.400 prodotti che avrebbero dovuto essere sul pallet?

Il implementazione di soluzioni per la pianificazione dei processi industriali come i sistemi di efficienza produttiva per i macchinari industriali, rispondono a questo monitoraggio e consentono ai produttori di raggiungere obiettivi significativi:

• Riduzione dei costi di fermo macchina.
• Riduzione dei costi di riparazione.
• Aumento dell'efficienza del lavoro.
• Riduzione dei costi della qualità.
• Aumento della produttività del personale.
• Aumento della capacità produttiva.

È importante distinguere tra le parole efficienza ed efficacia, perché negli ultimi decenni sono state interpretate in modo confuso, motivo per cui molte aziende non osano implementare soluzioni tecnologiche per aumentare l'efficienza complessiva delle apparecchiature.

L'efficienza integra la disponibilità, le prestazioni delle apparecchiature e la qualità del prodotto, mentre l'efficacia è il rapporto tra ciò che potrebbe teoricamente essere prodotto alla fine di un processo e ciò che effettivamente è emerso o è stato prodotto. L'efficacia può quindi essere definita come:

• Fare la cosa giusta: il prodotto o la SKU giusta alla velocità giusta (Performance).
• Fare le cose nel modo giusto: niente rilavorazioni, niente difetti, niente sprechi (qualità).
• Farlo al momento giusto: produrre come previsto, mantenere la macchina in funzione e ridurre al minimo le perdite di tempo (disponibilità).

Come determinare l'efficienza produttiva del macchinario totale con l'esempio dei prodotti che non sono stati riportati nell'esempio precedente.

Si considera che un turno standard duri 480 minuti e che gli operatori facciano 10 + 30 + 10 minuti di pausa, oltre a 2 turni di 35 minuti ciascuno e 60 minuti di fermo macchina durante il turno. Il resto del tempo la macchina è in funzione.

Dati:

• Pause = 10 minuti al mattino + 30 minuti a pranzo + 10 minuti al pomeriggio.
• Tempo totale delle pause = 50 minuti.
• Cambi= 2 x 35 minuti= 70 minuti.
• Tempo di fermo macchina = 60 minuti per turno.
• Totale= 180 minuti di tempo perso.

Ciò significa che si perdono 180 minuti e ne rimangono solo 300 per essere efficaci. Anche se si lavora per il resto del tempo alla massima velocità senza perdita di qualità, non si potrà mai raggiungere un'efficacia superiore a 62,5% durante questo turno. Questo rapporto si chiama “disponibilità”, ovvero come viene utilizzato il tempo.

480 minuti - 180 minuti = 300 minuti

300 ÷ 480 = 62,5% di disponibilità

Supponiamo che il sistema di confezionamento abbia un tempo di ciclo o di prelievo ideale di un secondo per bottiglia, ovvero 60 bottiglie al minuto (il tempo di prelievo, derivato dalla parola tedesca Taktzeit che si traduce come tempo di ciclo, stabilisce il ritmo delle linee di produzione industriale).

Ciò significa che, nei 300 minuti rimanenti, la macchina o il sistema può produrre 300 x 60 bottiglie = 18.000, il che dimostra che, se alla fine di questo turno la macchina ha prodotto 18.000 bottiglie durante il tempo in cui è stata in funzione, ha funzionato a una velocità di 100%. 

Se la produzione avvenisse a una velocità inferiore, ad esempio con un tempo di ciclo di 1,5 secondi, la velocità massima si ridurrebbe di 2/3 e quindi la produzione sarebbe di 66,7%. La produzione effettiva in questo momento sarebbe di 66,7%, pari a 12.000 bottiglie.

300 minuti @ un secondo per bottiglia = 300 x 60 bottiglie = 18.000 unità

1,5 secondi per cilindro = 1 ÷ 1,5 = 2/3 = 66,7% Prestazioni

66,7% x 18.000 bottiglie = 12.000 unità

In questo caso, il funzionamento a 66,7% equivale a perdere altri 300 x 33,3% = 100 minuti e la linea ha funzionato in media 2/3 x 60 = 40 bottiglie al minuto. Se a questo punto tutta la produzione fosse conforme alle specifiche o vendibile, quale sarebbe l'efficacia?

Da 480 minuti abbiamo perso 180 minuti per «non funzionamento» e 100 minuti per «tempo di ciclo troppo lento»; quindi (480- (180 + 100)) / 480 = 41,7% finora. Pertanto, l'efficacia rispetto alle prestazioni del team sarebbe pari a:

(480 minuti - (180 minuti + 100 minuti)) ÷ 480 - 41,7% di efficienza

Se questa è l'efficacia reale, allora dipende da quante bombole rientravano nelle specifiche. Se su 12.000 bombole, 3.000 non rientrano nel valore specificato, il tasso di qualità di quelle bombole sarebbe (12.000-3.000) / 12.000 = 75% o la conversione in minuti sarebbe 3.000 bombole / 60 bombole al minuto = 50 minuti persi a causa della qualità.

(12.000 - 3.000 difetti) ÷ 12.000 = 75% di qualità

3.000 bottiglie ÷ 60 bottiglie al minuto = 50 minuti sprecati Qualità

In altre parole, 180 minuti sono stati persi non correndo; dei restanti 300 minuti, 100 sono stati persi correndo lentamente; dei restanti 200 minuti, 50 sono stati persi per scarti. Di conseguenza, la linea ha prodotto 150 minuti di perfetta qualità e velocità di funzionamento.

In teoria, si potrebbero produrre 480 x 60 = 28.800 bottiglie. Alla fine, le bottiglie vendibili erano 9.000, quindi l'efficacia produttiva del macchinario industriale sarebbe stata di 31,25%. Tutto questo, calcolato con l'equazione basata su disponibilità, resa e qualità.

(9.000 ÷ 28.800) bottiglie = 31.25% OEE

Disponibilità (62,5%) x Resa (66,7%) x Qualità (75%) = 31,25%

Questo è un modo per esemplificare che il tempo è uguale al denaro, quindi calcolare l'efficienza produttiva delle apparecchiature aiuta a creare una sorta di consapevolezza con gli operatori, gli ingegneri, i reparti logistici e chiunque altro sia coinvolto nel processo per aggiungere valore. Inoltre, fornisce un linguaggio comune a tutti coloro che sono coinvolti nella produzione e porta a miglioramenti efficaci ed efficienti.

Il calcolo dell'efficienza produttiva dei macchinari industriali fornisce semplicemente una finestra chiara e potente sulla capacità di mantenere una produzione di qualità, oltre a visualizzare l'interazione tra disponibilità (tempo), qualità (buon prodotto) e prestazioni (velocità). 

La parte di perdita è la frazione di tempo persa a causa dell'incapacità del processo produttivo di essere coerente e sotto controllo. Queste perdite si riferiscono ai tempi di inattività, alle perdite di velocità del processo, agli scarti e alle rilavorazioni generate durante la modalità operativa.

Se si desidera ottenere una guida per il manager all'efficienza produttiva dei macchinari industriali del vostro stabilimento o per sapere quali sono le 15 passi per un programma OEE di successoVi invitiamo a iscrivervi al sito Newsletter Tecnologia per l'industriaLa newsletter più completa sulle nuove tecnologie industriali, le innovazioni nella produzione, le attrezzature e le tendenze dell'automazione.