OEE (Gesamtanlageneffektivität) erklärt

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Bekannt geworden ist die Kennzahl mit Total Productive Maintenance (TPM). In Deutschland definiert sie das Einheitsblatt VDMA 66412-1 für MES-Kennzahlen; international führt ISO 22400-2 die OEE unter den Kennzahlen für die Fertigungssteuerung. Wer die OEE nicht von Hand rechnen, sondern an jeder Maschine automatisch messen will, findet das in der OEE-Software von SYMESTIC.

Wie berechnet man die OEE?

OEE = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität

Die drei Faktoren werden multipliziert, nicht gemittelt. Drei scheinbar gute Werte von je 90 % ergeben deshalb keine OEE von 90 %, sondern 72,9 %. Im VDMA-Einheitsblatt heißen die Faktoren Verfügbarkeit, Effektivität und Qualitätsrate; die Formeln gibt das VDI Zentrum Ressourceneffizienz wieder:

Setzt man die drei Brüche zusammen, kürzen sich Hauptnutzungszeit und produzierte Menge heraus. Übrig bleibt eine einfache Kontrollrechnung: OEE = Gutmenge × Soll-Zeit je Teil ÷ Planbelegungszeit. Die OEE ist also die Zeit, die die Gutteile bei Sollgeschwindigkeit gebraucht hätten, geteilt durch die geplante Zeit. Mit dieser Gegenprobe lässt sich jeder OEE-Wert in einer Zeile prüfen.

Rechenbeispiel einer Schicht

Geplant sind 450 Minuten (480 Minuten Schicht abzüglich 30 Minuten Pause). Die Anlage steht 45 Minuten ungeplant, fertigt 750 Teile bei einer Soll-Zeit von 0,5 Minuten je Teil, davon 30 Teile Ausschuss.

Beispielzahlen zur Veranschaulichung, keine Messwerte.

Die OEE in Minuten: wo die Zeit bleibt

Ein Prozentwert sagt, wie viel fehlt. Für die Arbeit an der Anlage ist nützlicher, wie viele Minuten wo verloren gehen. Dasselbe Beispiel als Verlustrechnung:

Die 90 Minuten Verlust verteilen sich auf drei Adressaten. Deshalb wird die OEE in der Praxis nicht als Gesamtwert verfolgt, sondern nach Verlustart aufgeschlüsselt.

Was ist ein guter OEE-Wert?

Weder VDMA 66412-1 noch ISO 22400-2 schreiben nach ihrem Katalogtext einen Zielwert vor. Der oft genannte Wert von 85 % wird der TPM-Literatur um Seiichi Nakajima zugeschrieben und ergibt sich aus 90 % Verfügbarkeit, 95 % Leistung und 99 % Qualität (0,90 × 0,95 × 0,99 = 84,6 %). Als allgemeiner Maßstab taugt er wenig: Eine Linie mit langen Läufen erreicht andere Werte als eine Fertigung mit vielen Varianten und häufigem Rüsten, und zwei Werke mit unterschiedlicher Abgrenzung der geplanten Zeit sind gar nicht vergleichbar.

Aussagekräftiger als der Vergleich mit einer fremden Zahl sind der eigene Verlauf und die Aufteilung: Steigt die OEE einer Anlage, und welcher Faktor zieht sie nach unten? Einordnungen nach Fertigungsart stehen in den OEE-Benchmarks.

Die OEE-Faktoren und die Six Big Losses

Aus TPM stammt auch die Einteilung der Verluste in sechs Arten, die Six Big Losses. Jede lässt sich einem Faktor zuordnen; REFA beschreibt die OEE entsprechend als Werkzeug, um Verluste an Anlagen aufzudecken.

Wo die Grenze zwischen Stillstand und Kurzstillstand liegt, legt jedes Werk selbst fest. Die Schwelle verschiebt Verluste zwischen Verfügbarkeit und Leistung, an der OEE ändert sie nichts, wie die Gegenprobe oben zeigt. Wie man die Verluste angeht, beschreibt OEE verbessern.

Wie wird die OEE erfasst?

Fehlen kurze Unterbrechungen im Handaufschrieb, erscheint die Verfügbarkeit zu hoch und die Leistung zu niedrig; vor allem weiß niemand, wo die Zeit geblieben ist. Zu hoch wird die OEE selbst, wenn Stückzahlen oder Soll-Zeiten geschätzt statt gezählt werden. Wie die Daten automatisch aus der Maschine kommen, erklärt Maschinendatenerfassung.

Häufige Fehler bei der OEE-Berechnung

• Die geplante Zeit ist falsch abgegrenzt. Bezug ist die Planbelegungszeit, nicht die Kalenderzeit; das betont auch REFA. Wer Pausen und auftragslose Zeit mitrechnet, rechnet sich klein; wer zu viel herausnimmt, rechnet sich groß.
• Die Soll-Zeit ist der Ist-Durchschnitt. Wird die Leistung gegen den Durchschnitt der letzten Wochen gerechnet, liegt sie dauerhaft nahe 100 % und sagt nichts mehr.
• Nacharbeit zählt als Gutteil. Ein Teil, das nachgearbeitet werden muss, war im ersten Durchlauf nicht gut.
• Anlagen werden ungewichtet gemittelt. Mehrere Anlagen werden mit ihrer geplanten Zeit gewichtet, sonst zählt die kleine Maschine so viel wie die große Linie.
• Die OEE einer Linie wird aus den Einzelwerten multipliziert. Fallen zwei verkettete Stationen in denselben 10 % der Zeit gemeinsam aus und laufen sonst fehlerfrei, haben beide 90 % und die Linie ebenfalls 90 %; das Produkt ergäbe 81 %. Für eine Linie wird an einer festgelegten Stelle gemessen, meist am Engpass oder am Linienende.
• Werte werden verglichen, Definitionen nicht. Zwei Werke mit unterschiedlicher Abgrenzung der geplanten Zeit oder unterschiedlicher Kurzstillstands-Schwelle haben keine vergleichbaren Faktoren.

OEE, OOE und TEEP: worauf sich die Zeit bezieht

Die drei Kennzahlen rechnen mit derselben Logik, aber gegen eine andere Zeit. Sie sind nicht einheitlich genormt; vor jedem Vergleich sollte deshalb feststehen, welche Bezugszeit gemeint ist. Üblich ist diese Abgrenzung:

Zwei weitere Verwandte, OAE für verkettete Anlagen und OLE für Personalproduktivität, beschreibt TEEP, OAE und OLE.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen OEE und Auslastung?

Die Auslastung sagt, wie viel der verfügbaren Zeit eine Anlage belegt war. Die OEE sagt, wie viel der geplanten Zeit zu Gutteilen in Sollgeschwindigkeit wurde. Eine voll ausgelastete Anlage kann eine schwache OEE haben, wenn sie langsam läuft oder Ausschuss produziert.

Wie oft sollte die OEE erhoben werden?

So oft, wie darauf reagiert werden soll. Ein Monatswert eignet sich für Investitionsfragen, für die tägliche Steuerung braucht es den Schichtwert und die Aufteilung nach Verlustart.

Was kostet die automatische OEE-Erfassung?

Bei SYMESTIC kostet die Standardkonfiguration aus Plattform und fünf Anlagen 850 € pro Monat, bei jährlicher Abrechnung; Einzelheiten stehen auf der Preisseite.

Verwandte Themen: OEE und TPM · Die Grenzen der OEE-Kennzahl · OEE an Verpackungslinien · Maschinendatenerfassung

Quellen

• VDMA: VDMA 66412-1: Manufacturing Execution Systems (MES) – Kennzahlen, Ausgabe 2009-10, Änderung A1:2010-05
• ISO: ISO 22400-2: Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management – Part 2: Definitions and descriptions, Ausgabe 2014
• VDI Zentrum Ressourceneffizienz: Material- und Energieeffizienzpotenziale durch den Einsatz von Fertigungsdatenerfassung und -verarbeitung, Kurzanalyse Nr. 10 (Kapitel 4.4), 2015
• REFA: Gesamtanlageneffektivität – Definition und Berechnung
• REFA, Bernd Knappmann: Lexikon: OEE – Overall Equipment Effectiveness

Der nächste Schritt

Wer seine OEE heute von Hand erhebt, kennt meist den Wert, aber nicht die Minuten dahinter. Eine erste Einschätzung liefert der OEE-Rechner; was die automatische Erfassung leistet, steht auf der Seite OEE-Software, und wie sie an den eigenen Anlagen aussieht, zeigt eine kostenlose Live-Demo am eigenen Anwendungsfall.

Über den Autor

Christian Fieg

Head of Sales SYMESTIC · LinkedIn