1. Khái niệm OEE

Hiệu suất Tổng thể Thiết bị OEE (overall equipment effectiveness) là gì ? đây là một thông số tiêu biểu trong bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance). Đây là một tiêu chuẩn phổ biến nhất trên thế giới để đo lường năng suất và hiệu quả vận hành của một tài sản máy móc thiết bị. OEE giúp doanh nghiệp nhận thấy những vấn đề trong sử dụng và bảo trì tài sản, xác định phần trăm thời gian sản xuất thực sự hiệu quả và là thước đo tiêu chuẩn để theo dõi tiến trình khắc phục các vấn đề này. Có thể nói mục tiêu của OEE và việc xác định OEE là giúp doanh nghiệp cải tiến liên tục.

2. Hiệu quả thiết bị tổng thể: Các điều khoản cần biết

OEE là gì? Cần chú ý các điều khoản OEE nào? Để biết cụ thể OEE là gì, nhà quản lý cần chú ý một số thuật ngữ quan trọng sau đây: 

• Thời gian sản xuất đầy đủ – Thời gian sản xuất trừ tất cả tổn thất
• Thời gian sản xuất dự kiến ​​- Tổng thời gian sản xuất ước tính của thiết bị hoặc hệ thống của bạn
• Thời gian chu kỳ lý tưởng – Thời gian cần thiết để sản xuất một bộ phận
• Thời gian hoạt động – Thời gian hệ thống của bạn được lên kế hoạch sử dụng để sản xuất và vận hành
• Tổng số – Tổng số tất cả các bộ phận được sản xuất, bao gồm cả các bộ phận bị lỗi
• Chất lượng – Điều này đề cập đến các bộ phận được sản xuất không đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng, bao gồm cả các bộ phận cần được làm lại. Nó được tính là chất lượng = số lượng tốt / tổng số.
• Hiệu suất – Điều này tính đến số lần giảm tốc độ hoặc số lần dừng sản xuất ngắn. Điểm hiệu suất hoàn hảo trong OEE có nghĩa là hoạt động của bạn đang chạy nhanh nhất có thể. Nó được tính là hiệu suất = (thời gian chu kỳ lý tưởng x tổng số) / thời gian chạy.
• Tính khả dụng - Điều này có tính đến thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch và ngoài kế hoạch. Điểm khả năng sử dụng hoàn hảo có nghĩa là hoạt động của bạn tiếp tục chạy trong thời gian sản xuất theo kế hoạch. Nó được tính là tính khả dụng = thời gian chạy / thời gian sản xuất theo kế hoạch.  

3. Phân biệt hiệu suất (Effectiveness) và hiệu quả (Efficiency)

Trước khi tính toán và tìm hiểu sâu hơn về vai trò của OEE, đầu tiên cần phải hiểu rõ sự khác nhau giữa hiệu suất (Effectiveness) và hiệu quả (Efficiency) khi thảo luận về OEE.

• Hiệu suất (Effectiveness) trong OEE là một khái niệm chỉ tính hiệu quả của thiết bị dựa trên mối quan hệ giữa khả năng sản xuất dựa trên thiết kế kỹ thuật cho trước (tiêu chuẩn đã đề ra) so với khả năng sản xuất được ghi nhận trong thực tế. VD: tài sản thiết bị của doanh nghiệp có khả năng tạo ra 100 sản phẩm trong 1 giờ nhưng thực tế khi vận hành chỉ sản xuất được 80 sản phẩm thì hiệu suất là 80%
• Hiệu quả (Efficiency) trong OEE cũng là một khái niệm chỉ tính hiệu quả của thiết bị nhưng được xét trên nhiều khía cạnh khác và thường gắn với việc đạt hiệu quả một cách nhanh chóng (quickly) và thông minh hơn (intelligent).

Do đó, Hiệu suất (Effectiveness) sẽ không cho doanh nghiệp biết được mức độ hiệu quả của máy móc một cách toàn diện vì hiệu suất không xem xét đến những yếu tố khác như số lượng nhân viên vận hành, lượng năng lượng hay các nguồn lực cần thiết khác để thiết bị đạt đến hiệu suất 80%. VD: một tài sản thiết bị đạt hiệu suất 60% với 1 nhân viên vận hành, và tăng hiệu suất lên 75% với 2 nhân viên vận hành. Khi đó việc tăng thêm nhân viên vận hành là một sự cải tiến giúp tăng 25% hiệu suất (Effectiveness) của thiết bị, nhưng khi đó hiệu quả (Efficiency) lại giảm xuống 50% nếu xét theo khía cạnh sử dụng lao động.

4. Cách tính toán OEE đơn giản và chi tiết

Cách tính toán OEE là gì? Có hai cách chính để tính toán OEE:

• Tính toán đơn giản: Cách dễ nhất để tính OEE là tỷ lệ giữa tổng thời gian sản xuất với thời gian sản xuất theo kế hoạch. Có dạng như sau: OEE = (số lượng tốt x thời gian chu kỳ lý tưởng) / thời gian sản xuất theo kế hoạch.
• Tính toán ưa thích: Loại tính toán OEE này dựa trên ba yếu tố OEE đã thảo luận trước đó về tính khả dụng, hiệu suất và chất lượng (số lượng tốt). Nó trông giống như sau: tính khả dụng x hiệu suất x chất lượng = OEE.

Ví dụ tính toán ưa thích

Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét hai ví dụ về Tính toán ưa thích.

Căn cứ vào 2 khái niệm hiệu suất (Effectiveness) và hiệu quả (Efficiency). Ta cũng tương tự có 2 cách tính OEE khác nhau.

Cách 1: OEE được xác định thông qua 3 khía cạnh:  mức độ hữu dụng A (Availability) – chất lượng Q (Quality) – hiệu suất P (Performance). OEE được tính theo công thức:

OEE= Availability x Quality x Performance/10000

• Mức độ hữu dụng (Availability) trong OEE là gì ? Đây là đại lượng đo lường sự tổn thất thời gian vận hành dựa trên sự so sánh tỷ lệ giữa thời gian vận hành thực tế (thời gian chạy máy có tạo ra sản phẩm) và thời gian vận hành tiềm năng (thời gian chạy máy theo kế hoạch).

Availability = thời gian vận hành thực tế  / thời gian vận hành tiềm năng x 100%

• Chất lượng (Quality) trong OEE là gì ? Đây là đại lượng đo lường sự tổn thất chất lượng dựa trên sự so sánh tỷ lệ giữa Tổng sản phẩm đạt chất lượng (lượng sản phẩm đáp ứng yêu cầu và các chỉ tiêu kĩ thuật của khách hàng) với Tổng sản phẩm được sản xuất ra.

Quality = Tổng sản phẩm đạt chất lượng/Tổng sản phẩm sản xuất  x 100%

• Hiệu suất P (Performance) trong OEE là gì ? Đây là đại lượng đo lường sự tổn thất tổn thất tốc độ vận hành dựa trên sự so sánh tỷ lệ giữa lượng sản phẩm sản xuất thực tế với lượng sản phẩm có thể sản xuất theo công suất thiết kế trong cùng một khoảng thời gian.

Performance = Tổng sản phẩm sản xuất/(Thời gian chạy máy thực tế x Công suất thiết kế) x 100%

Cách 2: tính OEE đơn giản chỉ dựa trên hiệu suất (Effectiveness):

OEE = (Tổng sản phẩm đạt chất lượng * thời gian chu kỳ lý tưởng 1 sản phẩm)/ (thời gian vận hành tiềm năng * Công suất thiết kế) * 100%

So sánh thì cách tính thứ 2 đơn giản hơn đáng kể so với cách tính thứ 1, nhưng đồng thời cũng loại bỏ đi các yếu tố Mức độ hữu dụng  – chất lượng – hiệu suất bên trong OEE. Do đó nó chỉ cho thấy tính hiệu suất (Effectiveness) của OEE mà không xác định được các yếu tố cụ thể gây tác động đến OEE để giúp doanh nghiệp xây dựng chiến lược cải tiến. Do đó hiện nay cách tính OEE thứ 2 vẫn phổ biến và được sử dụng rộng rãi hơn.

• Ý nghĩa của từng số liệu trong OEE là gì ?

Avaiability = 90%: nghĩa là doanh nghiệp tận dụng được 90% nguồn lực về mặt thời gian và có 10% là khoảng thời gian chết so với tiềm năng vận hành.  

Quality = 95%: nghĩa là cứ 100 giờ sản xuất sẽ có 5 giờ bị lãng phí do gặp phải các vấn đề về chất lượng. Hoặc tương ứng với cứ 100 sản phẩm sản xuất ra thì có 95 sản phẩm đạt chất lượng và 5 sản phẩm không đạt chất lượng.

Performance = 90%: chỉ ra rằng công suất sản xuất thực tế của dây chuyền/thiết bị chỉ đạt 90% công suất được thiết kế. Hay tương ứng với kém mục tiêu đề ra 10% xét về mặt thời gian.

5. Ví dụ chi tiết cách tính OEE

VD 1: Một máy sản xuất phụ tùng có 5% thời gian chết (tương ứng với mức độ khả dụng là 95%) có hiệu suất 96% được đo từ thời gian vận hành thực tế. 2 trong số 100 sản phẩm phụ tùng mà sản phẩm tạo ra khi đo đạc là phế phẩm tương ứng với thông số chất lượng là 98%. Khi đó OEE được tính bằng cách nhân 3 yếu tố này và chia cho 10000 như sau:

OEE = 95*96*98/10000 = 89,376%

VD2:

Tại một nhà máy sản xuất nước ngọt có gas, Một ca làm bình thường sẽ diễn ra trong 480 phút (ứng với 8 giờ làm việc). Trong đó

• Người vận hành máy nghỉ 1 lần trong suốt ca làm việc với tổng cộng 60 phút
• Ngừng máy 2 lần để đổi mã sản phẩm trong ca làm việc với tổng cộng 60 phút
• Thời gian vệ sinh máy dọn dẹp trước và sau ca làm mất thêm 60.

Tổng cộng thời gian ngừng hoạt động của máy trong suốt ca này sẽ là 180 phút. Khi đó để tính mức độ hữu dụng A (Availability) ta có:

• Thời gian vận hành tiềm năng: 480 phút
• Thời gian vận hành thực tế  = 480 phút – 180 phút = 300 phút
• Availability =  300/480 *100%  = 62,5%

Để tính hiệu suất, giả sử theo công suất thiết kế thì nhà máy đóng chai sản xuất được 60 chai mỗi phút (tương ứng 1 giây sản xuất được 1 chai). Vậy với thời gian vận hành thực tế trong 1 ca sẽ sản xuất được 18.000 chai (300 phút x 60 chai). Nhưng thực tế các máy đang chạy chậm hơn 1.5 giây trong 1 chu kì thời gian Cycle time sẽ làm giảm tốc độ sản xuất xuống chỉ còn tối đa 2/3 so với công suất máy xuống còn 12.000 chai trong 1 ca. Như cách tính sau:

• Chậm 1.5 giây/1 chai nước => tốc độ sản xuất thực tế = 1 / 1.5 = 2/3 công suất
• Số lượng sản phẩm thực tế trong 1 ca: 2/3 * 18,000 bottles = 12,000 chai
• Performance = 2/3 * 100% = 66.7%

Cuối cùng để tính chỉ số chất lượng, nếu trong số 12,000 sản phẩm của 1 ca có 3,000 sản phẩm không đáp ứng được tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng khi đó ta có:

• Quality = (12,000 – 3,000 ) *100 / 12,000 = 75%

Hoặc ta có thể xem xét khía cạnh lãng phí thời gian sản xuất về chất lượng qua quy đổi:

3.000 chai không đạt / 60 chai mỗi phút = mất 50 phút sản xuất ra các sản phẩm không đạt yêu cầu

Cuối cùng từ các thông số này ta tính được OEE như sau:

• OEE = 62,5% x 66,7% x 75% = 31,25%

Điều này có nghĩa là về mặt kỹ thuật, vốn dĩ có thể sản xuất được 28.800 chai (480 phút *60 chai/phút), nhưng cuối cùng, chỉ có 9.000 chai sản phẩm được sản xuất ra thị trường trong 1 ca chiếm 31.25%

Việc tính toán OEE như trên sẽ giúp các doanh nghiệp xác định được hiệu suất sử dụng và bảo trì tài sản thiết bị của doanh nghiệp hiện tại, xác định được những hạn chế còn tồn đọng để đưa ra các chiến lược cải tiến bảo trì phù hợp.