يتم استخدام الفعالية الشاملة للمعدات OEE كمقياس في التصنيع الرشيق أو التصنيع الخالي من الهدر lean manufacturing، وذلك من أجل تحسين فعالية وجودة العملية الإنتاجية في كل جوانبها، ويعتبر كمؤشر رئيسي للأداء داخل أي مصنع ويُعبر عنه بالنسبة المئوية.
ومن الملاحظ أن OEE يجعل المصنعين يعترفون بالقيمة الخفية Hidden Value عندما يتم الحساب بصورة صحيحة، لأن الهدف الأساسي منه قياس أداء الإنتاج، وهذا يسهم في توقع القدرة الإنتاجية المحتملة لتحسين المعدات وتلبية التوقعات.
والفعالية الشاملة للمعدات هي عبارة عن أداة لقياس معدلات استخدام الآلات والمعدات لتحسين الإنتاج أثناء عمليات التصنيع، فهذه الأداة تساعد المؤسسات في تحديد الجوانب والمجالات التي تحتاج إلى اهتمام، قد يبدو معقدًا لكن يسهل استخدامه عندما تتوفر لديك البيانات الضرورية من مصادر موثوقة.
ويمكنك معرفة كيفية حساب الفعالية الشاملة للمعدات وذلك من خلال المعادلات التالية:
أولًا: الإتاحية Availability أو معدل التشغيل
وتشير إلى مقدار الوقت الفعلي المخطط له لتشغيل الآلة للحصول على المنتجات وفقا للجدول الزمني المحدد، ووقوع الخسائر يرجع إلى:
* توقف مخطط له ويكون خلال تغيير فترة المناوبة بين فريق وآخر، وتعديل الأدوات، ومهام الصيانة والتنظيف، وفحص الجودة.
* توقف غير مخطط له ويكمن في حدوث أعطال مفاجئة غير متوقعة، أو قلة المشغلين في المصنع، أو انقطاع التيار الكهربائي، وينبغي العمل على معالجة تلك التوقفات غير المخطط لها حتى يمكن قياس مدى فعالية المعدات والآلات بسهولة، وفي بعض الصناعات لابد من مراعاة الشهور الموسمية التي يزداد فيها العمل لتقدير القياسات لتلك الأشهر، فالفارق بين أعلى وأدنى أشهر الإنتاج يمكن أن يؤثر بشدة على حساب فعالية المعدات.
ثانيًا: كفاءة الأداء Operating Rate
ويشير إلى الوقت المثالي أثناء التشغيل، وهو مقياس يبين سرعة الإنتاج الواقعية مقارنة بالسرعة المثالية، وهذه السرعة قد تختلف من منتج لآخر لنفس الآلة، وهناك فئتان من التوقفات وهما:
* التوقفات الدقيقة وهي الحالات التي تتعطل فيها المعدات لمدة قصيرة جدًا، وعادة تكون تلك المدة أقل من دقيقة، فيقوم المشغلون بالتحقق وحل المشكلة دون مساعدة من الفنيين، وتكمن المشكلة هنا في تكرار التوقف الذي يؤدي إلى حدوث التأخير خلال اليوم.
* الدورات البطيئة وهي تشير إلى الرسائل التي ترسلها المعدات عندما لا نحصل على وقت مثالي للإنتاج وقد يرجع ذلك بسبب أن المعدات قديمة وخطأ الإعدادات ووجود مواد منخفضة الجودة مما يسهم في جعل الآلة تعمل بسرعة أقل.
ثالثًا: مستوى الجودة Quality Rate
وهو مقياس يشير إلى نسبة المنتجات السليمة التي تم إنتاجها مقارنة بالكمية الكلية للإنتاج، وهناك فئتان للخسائر:
* رفض الإنتاج لجميع المنتجات والسلع التي تم إنتاجها وبها أي شكل من أشكال العيوب، والتي تتطلب إعادة العمل عليها لأنها لا تلبي المعايير المحددة وبذلك تقل نسبة الجودة.
* رفض بدء التشغيل Start-Up Rejects وهذا المصطلح يشير إلى المعدات التي تحتاج إلى بعض الوقت لتسخينها حتى تكون مستعدة لبدء التشغيل، فإن لم تتجهز المعدات قد يؤدي إلى عيوب في بعض المنتجات.
طريقة حساب OEE
حساب الإتاحية
ويكون من خلال تقدير وقت الإنتاج المخطط له مطروحًا منه وقت التوقف عن العمل والحصول على إجمالي وقت التوقف مع تحديده حسب الفئة (توقف مخطط له وتوقف غير مخطط له).
يمكنك بعد ذلك الحصول على النسبة المئوية لوقت التوقف بتطبيق تلك المعادلة:
وقت التعطل (٪) = (إجمالي وقت التوقف / وقت الإنتاج المخطط له) * 100%، ويمكن حساب وقت الإتاحية بافتراض نسبته 100% وخصم نسبة وقت التوقف
التوفر (٪) = 100٪ – وقت التعطل (٪).
حساب الأداء
ويتم حساب الأداء من خلال الحصول على الوقت المثالي لبدء التشغيل في عدد المنتجات الفعلية، وسوف تكون المعادلة بهذا الشكل:
الأداء (٪) = (الإنتاجية الفعلية / الحد الأقصى للإنتاج) * 100%
حساب الجودة
الحصول على إجمالي حجم الإنتاج مطروحًا من المنتجات المرفوضة.
احسب “المرة الأولى الصحيحة” من خلال:
المرة الأولى الصحيحة = إجمالي الإنتاج – الإنتاج المرفوض
ستبدو صيغة الجودة على النحو التالي:
الجودة (٪) = (المرة الأولى الصحيحة / إجمالي الإنتاج) * 100%.
ومن الملاحظ أن تحقيق إنتاج مثالي يعد كلامًا نظريًا وغير واقعي، لأنه من المستحيل أن تصل أي عملية لنسبة 100% بقياس فعالية المعدات المستخدمة فيها، وذلك بسبب وجود بعص مصادر الهدر أو الأخطاء أو تعطل مفاجئ وغير مخطط له أثناء الإنتاج.
لذلك فإن المؤسسات يكون هدفها عادة تحقيق من 80 إلى 95% للفعالية الشاملة لمعداتها بناء على الصناعة التي تقوم بها.
ومن أجل معرفة وفهم نتائج الحصول على الإنتاج المثالي ينبغي النظر إلى تلك الأمور: فالإتاحية كعامل أساسي في قياس الفعالية الشاملة للمعدات يمكن أن يصل إلى 100% وذلك في حالة أن تعمل المعدات دائمًا خلال وقت الإنتاج المخطط له فلا تأخير في التحولات ووجود مواد خام مثالية وانعدام أسباب التوقف.
أما الوصول إلى ذروة الأداء المثالي في OEE فهو يعني تحقيق أقصى معدل للسرعة Ideal Cycle Time. من أجل الحصول على منتجات سليمة مثالية وخالية من العيوب.
وعلى هذا الأساس نستنتج أن الفعالية الشاملة للمعدات ستكون 100% وهذا الأمر لا يمكن تحقيقه على الإطلاق، لذا علينا السعي لتحقيق أعلى قيمة ممكنة للعمليات دون مبالغة في تقدير النسب المئوية.
فوائد استخدام الرقمنة في قياس الفعالية الشاملة للمعدات
* يساعد برنامج مراقبة آلات ومعدات الإنتاج في تحديد الأخطاء أو المشكلات والعمل على إزالتها مما يؤدي إلى رفع مستوى الإنتاجية.
* يمكنك من خلال برنامج المراقبة اتخاذ إجراءات حول التحسينات وتنفيذها، وبذلك تحقق زيادة فورية في عائد الاستثمار من خلال تحسين الآلات وزيادة الإنتاجية.
* تستطيع من خلال الرقمنة أن تستثمر في تصنيع برامج المراقبة بدلا من ترقية المعدات بالكامل، فهذه البرامج تكشف لك الإمكانات الحقيقية للمعدات لديك، ومع تحليلات البيانات الذكية أيضًا يمكن زيادة حجم الإنتاج في خلال أسابيع، واتباعك هذا النهج يوفر لك تكلفة رفع كفاءة المعدات أو استبدالها بمعدات أخرى جديدة.
* بالنسبة للرقمنة فإنها توفر بيانات فورية وموثوقة للمشغلين والمدراء يمكنهم من خلالها معرفة أهم مجالات الإنتاج التي يمكن تحسينها، ومعالجة الأسباب التي تؤدي إلى الخسائر والقضاء عليها تمامًا، فالرقمنة تسهم في اتخاذ قرارات حاسمة من قبل المدراء.
* يساعد على الحد من التكاليف من خلال تقييم المدراء لمهام الصيانة والعمل على رفع الكفاءة في خطوط الإنتاج وبالتالي تحسين الإنتاجية وزيادة الربحية.
مهام وأدوار الفريق لزيادة فعالية المعدات
قد يعمل برنامج مراقبة آلات ومعدات الإنتاج على تسهيل متابعة فعالية المعدات ومدى جودتها في عملية التصنيع، لكن هذا لا يمنع من وجود فريق عمل هذا الفريق يبدأ من المدير إلى المشغلين حتى يعود للإدارة من خلال إعداد التقارير الخاصة بحالة العمل، فالمدراء يبدؤون المشروع بعد تحديد نطاقه وأهدافه ووضع الخطة الفعالة لتنفيذه بنجاح، والتي يتحدد فيها دور المشغلين ومهام فرق الصيانة والمشرفين، وبعد إعداد التقارير ينبغي على المدراء مراجعة النتائج وتقييمها لتغيير الاستراتيجية إن تطلب الأمر ذلك.
أما المشرفون فيكون عملهم من خلال تحليل الخسائر أثناء إجراء المناوبات بين الفرق، ومن مسئولياتهم أيضًا تحديد الوقت المثالي لدورة الإنتاج حتى يمكنهم اتخاذ إجراءات التحسين المناسبة.
وأخصائيو الصيانة يجمعون البيانات من برنامج مراقبة آلات الإنتاج ويقومون بتطبيق مهام الصيانة المطلوبة لكل آلة، أما المشغلون فيتابعون أسباب التوقف ويعملون على معالجتها من أجل تحسين عملية التصنيع في جميع جوانبها.
المشكلات الشائعة التي تقف مانعًا أمام الحصول على حساب دقيق لفعالية المعدات
نعلم جيدًا مدى كفاءة برنامج مراقبة الآلات والمعدات في عمليات التصنيع والذي يساعدنا في الحصول على حسابات دقيقة، لكن توجد بعض التغيرات قد تؤثر بصورة مباشرة على النتائج فمثال الأخطاء أو التغيرات في الإتاحية أن تقديرنا لحوادث التوقف لا تكون صحيحة في معظم الوقت بسبب تراكم تلك الحوادث، ففي البداية نقوم بتقدير مدة 30 دقيقة لكن ينتهي الأمر ليأخذ 40 دقيقة.
أما أخطاء الأداء فتحدث نتيجة التناقض بأداء حساب فعالية المعدات عندما يقوم المصنعون بالحد من سرعة الإنتاج الفعلية، وتعد الموسمية عاملا أساسيًا يغير نسبة الأداء، ونتيجة ذلك تسجل الشركات المصنعة قيمة فعالية المعدات بنسبة تزيد عن 100% مع بدء إجراءات التحسين ومن أجل حل تلك المشكلة المحتملة ينبغي على الشركات أن تؤكد على العمل بأعلى سرعة مسجلة.
وأخطاء الجودة تأتي عادة من عدم الاتساق والتوافق في حساب النسبة المئوية للجودة، ونجد أن حساب الأشياء المهدرة (الخردة) من أكثر المشكلات شيوعًا لأن يتم إجراؤها يدويًا عن طريق المشغلين وتستغرق وقتًا طويلا وهي معرضة للخطأ البشري.
وهنا تأتي تقنيات Industry 4.0 التي تقوم على أتمتة البيانات في عمليات التصنيع، فيمكنك الاستعانة بـ Factbird لجمع البيانات حول المواد المهدرة ومحاولة الحد من معدلها لزيادة الربحية.
بعض الاستراتيجيات لزيادة فعالية المعدات
* ينبغي العمل على أتمتة جمع البيانات والتقارير فالبيانات غير الكاملة قد تؤدي إلى إعاقة فعالية المعدات، والحصول على البيانات بأيدي بشرية عن طريق المشغلين يستغرق الكثير من الوقت والجهد وبالتالي قد يحدث أخطاء.
بالإضافة إلى أن التأخير في عملية جمع البيانات قد يؤدي إلى حدوث توقفات، ومع تطبيق الأتمتة تصبح لديك رؤية دائمة لكل شيء على مدار الأسبوع دون جهد المشغلين.
كما تساعد لوحات المراقبة الموضوعة على أرضية المصنع في فهم المشغلين للبيانات المعقدة، والتوصل إلى الأسباب الجذرية التي ينتج عنها التوقف وضياع الوقت، وبالتالي يتمكن المشرفون وفرق الصيانة من معالجة تلك الأسباب.
ولدينا استراتيجية أخرى تسهم في زيادة فعالية المعدات والآلات للتحقيق عمليات التصنيع بكفاءة والحصول على منتجات ذات جودة، وهذه الاستراتيجية تهدف لحل مسألة الخسائر الكبرى الست وهم:
* الأعطال والتي تشير إلى فشل المعدات وإجراءات الصيانة غير المخطط لها وانقطاع الطاقة (التيار الكهربائي).
* الإعداد والتنظيم من خلال نقص المواد والتبديل ووقت تسخين المعدات، فالتنظيف وفحص الجودة من ضمن أسباب التوقفات التي تؤدي إلى وقوع خسائر.
* دورات التشغيل البطيئة والتي تعود لوجود خلل في المعدات أو إدخال إعدادات خاطئة أو عدم كفاء المشغل، ولمعالجة سبب الخسارة ينبغي المقارنة بين وقت الدورة بالوقت المثالي من أجل القضاء على سبب الخسارة.
* التكاسل والتوقف البسيط وقد يؤدي الإيقاف المتكرر والعوائق في تدفق المنتجات إلى وقوع خسائر، ويُعد نشاط المشغولون وكفاءتهم عاملًا أساسيًا للحد من وقوع خسائر.
* رفض بدء التشغيل بسبب وجود بعض الأخطاء في المنتجات والتي تحتاج إلى إعادة العمل عليها.
* رفض الإنتاج والذي يشتمل على عناصر مشابه لرفض بدء التشغيل ويرجع إلى وجود عيوب في التغليف أو تجميع المنتج بطريقة غير صحيحة.
أهمية Factbird® لتحسين مقاييس فعالية المعدات والآلات
تعد أنظمة وبرامج مراقبة عمليات تصنيع الإنتاج حلا مثاليًا لتحسين مقاييس فعالية المعدات، ونجد أن نظام Factbird يساعد المؤسسات على الوصول إلى أهدافها.
ويبدأ تحليل فعالية المعدات مع بدء العمل وتشغيل المصنع، لذا فهذا هو الوقت الإجمالي للمعدات، لذلك نؤكد على أهمية تحديد وقت التوقف المخطط له، ونظام Factbird يستخدم نهج الشلال التالي من أجل تحديد المشكلات وأسباب التوقف التي تؤثر بصورة كبيرة على الكفاءة.
حساب مقاييس فعالية المعدات لدي شركة Blackbird التي تقدم الحلول التقنية لمشكلات التصنيع:
* يرتبط المقياس الثالث لحساب مدى كفاءة وفعالية المعدات بجميع أعمال الصيانة، ويعطي TCU لمحة عامة عن وقت التوقف المخطط له، مع الأخذ في الاعتبار الإجازات، ويتم تخصيص هذا الوقت خلال إجازات نهاية الأسبوع، حيث يتم تشغيل خطوط العمل لثلث متوسط وقت التشغيل وذلك وفقًا للجدول، وأسباب التوقف المحتملة هنا تكون صيانة مخطط لها، فحوصات الجودة، ومهام الموظفين كالاجتماعات والتدريبات.
* المقياس الثاني يرتبط بالوقت الذي لا يعمل فيه خط الإنتاج بسبب إجراءات التبديل بين المناوبات، على الرغم من أن تلك التوقفات مخطط لها لكنها تستغرق وقتًا طويلا في إجمالي الوقت، لذلك ينبغي أن يأتي توقف خطوط الإنتاج بانتظام أثناء إجراءات التبديل، وتكون أسباب التوقف المحتملة هنا تبديل الدفعات، وإعادة التوريد في المواد والتغليف، والتنظيف بعد نهاية كل مناوبة.
* المقياس الأول وهو مرتبط بالوقت التشغيلي المتوقع، ويجب أن يغطي هذا المقياس وقت التعطل ووقت المناوبة، وأسباب التوقف المحتملة هنا هي: عيوب الآلة وخلل في الإجراءات ووقت الانتظار وأسباب أخرى متعلقة بتقنية المعلومات والتنظيف غير المخطط له عند وجود خطأ.
وبعد حصول المدراء على بيانات دقيقة حول كيفية تأثر فعالية المعدات في مراحل مختلفة، يمكنهم تطوير استراتيجيات لتلبية أهدافهم حول زيادة كفاءة المعدات.
يتمتع نظامFactbird بميزتين رئيسيتين وهما: التحميل السريع والتطبيق البسيط.
فبعد ضبط المستشعرات في مكانها وتشغيلها يجب عمل تسجيل الدخول إلى تطبيق Blackbird والذي يمكن عرضه على الشاشات واللوحات المرئية وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة، والبدء في مراقبة البيانات التي تم استرجاعها، يجب أن تكون هذه المعلومات متاحة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، 365 يومًا في السنة، حتى تتمكن الفرق من معالجة الحالات المختلفة في خطوط الإنتاج، والموسمية.
ونجد أن Factbird لا يحتاج إلى مهارات تقنية معقدة فهو يلبي متطلبات العملاء في المنتجات من أجل زيادة الإنتاجية وتحقيق أرباح عالية.
وهذا النظام لديه القدرة على التكيف والعمل على أي نوع من الآلات، فلديه إمكانية تحسين الآلات القديمة وتطويرها بدلا من شراء آلات جديدة مكلفة.
يحتاج نظام Factbird إلى وجود شبكة Wi-Fi أو شبكة هاتف محمول من أجل الاتصال بها لإرسال البيانات المجمعة من أجهزة الاستشعار إلى خادم من خوادم الحوسبة السحابية، ومن خلال تحليل البيانات عبر تطبيق Blackbirdيمكنك الوصول إلى المعلومات في صورة سهلة الفهم، ويمكن لجميع المشغلين الوصول إليه في الوقت الفعلي.