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Die Overall Equipment Effectiveness, kurz OEE, ist eine prozessorientierte Kennzahl, mit deren Hilfe Fertigungsunternehmen die Produktivität ihrer Maschinen und Anlagen beurteilen können. Sie setzt sich aus drei untergeordneten Kennzahlen zusammen: Verfügbarkeitsgrad, Leistungsgrad und Qualitätsgrad. Auf Basis der OEE können geeignete Maßnahmen abgeleitet werden, um den Wirkungsgrad und die Prozesssicherheit von Maschinen, Anlagen und Montageplätzen zu verbessern. Der OEE-Wert eignet sich sehr gut als Zielvorgabe für Werker, Einrichter, Meister und Instandhaltung (vgl. Kletti/Rieger 2022: 104). Im deutschen Sprachraum ist der Begriff Gesamtanlageneffektivität (GAE) geläufig.
Die Overall Equipment Effectiveness wird optimalerweise auf Basis der Betriebsdaten- und Maschinendatenerfassung in einem Manufacturing Execution System (MES) ermittelt. Die Berechnung der OEE ist nur dann sinnvoll, wenn die Daten darin sorgfältig erfasst werden. Unvollständige und ungenaue Daten können das Bild der Anlageneffektivität verzerren.
Die Overall Equipment Effectiveness berechnet sich aus den drei genannten Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität, die jeweils einen Aspekt der Analgeneffektivität abbilden.
Diese Anleitung erklärt die OEE-Berechnung Schritt für Schritt.
Berechnung des Verfügbarkeitsgrads
Die Verfügbarkeit wird berechnet, indem man die tatsächliche Ist-Betriebszeit einer Maschine (Maschinenlaufzeit) durch die Soll-Produktionszeit (geplante Betriebszeit) teilt.
Berechnung des Leistungsgrads
Die Leistung wird berechnet, indem man die tatsächliche Produktionsmenge (Ist-Leistung) durch die theoretisch mögliche Produktionsmenge (Soll-Leistung) bei voller Geschwindigkeit während der Maschinenlaufzeit teilt.
Berechnung des Qualitätsgrads
Die Qualität wird berechnet, indem man die Anzahl der guten Einheiten (Gutmenge) ohne Defekte und Nachbearbeitung durch die Gesamtzahl der produzierten Einheiten (Gesamtmenge) teilt.
Berechnung der Overall Equipment Effectiveness
Nachdem die drei Faktoren bekannt sind, ermittelt man den OEE. Dafür werden die drei Faktoren miteinander multipliziert. Die Formel für die OEE-Berechnung lautet:
Verfügbarkeitsgrad × Leistungsgrad × Qualitätsgrad = OEE bzw. Gesamtanlageneffektivität
Aus den folgenden Daten lassen sich der Verfügbarkeitsgrad, der Leistungsgrad und der Qualitätsgrad errechnen:
Geplante Produktionszeit: 720 Minuten
Tatsächliche Betriebszeit: 600 Minuten
Maximal mögliche Menge: 1.200 Einheiten
Produzierte Gesamtmenge: 1.000 Einheiten
Gutmenge: 900 Einheiten
Ausschuss-Menge: 100 Einheiten
Anhand der Formel "Verfügbarkeitsgrad × Leistungsgrad × Qualitätsgrad = OEE" lässt sich dann die Gesamtanlageneffektivität bestimmen:
0,833 x 0,833 x 0,90 = 0,624 → 62,5 %
In diesem Berechnungsbeispiel beträgt die OEE der Fertigungsanlage 62,5 %.
Für die Gesamt-OEE mehrerer Anlagen wird zunächst der OEE-Wert jeder einzelnen Anlage ermittelt, wie im oberen Beispiel beschrieben. Die unterschiedliche Anlagenkapazität wird dann entsprechend der Fertigungsmenge gewichtet.
Anlage 1: OEE = 65 % mit einer Produktionsmenge von 1.300 Einheiten
Anlage 2: OEE = 80 % mit einer Produktionsmenge von 1.800 Einheiten
Für die Gesamt-OEE ist der gewichtete Durchschnitt relevant. Dafür wird die OEE von Anlage 1 mit ihrer Produktionsmenge multipliziert. Gleiches erfolgt für Anlage 2.
Anlage 1: 0,65 x 1.300 = 845
Anlage 2: 0,80 x 1.800 = 1.440
Im nächsten Schritt werden diese Werte summiert.
845 + 1.440 = 2.285
Diese Summe wird durch die Gesamtzahl der produzierten Einheiten dividiert.
2.285 / 3.100 = 0,737
Die Gesamt-OEE für beide Anlagen liegt bei 73,7 %.
Hinweis zur OEE-Berechnung
Bei dieser Art der OEE-Berechnung für mehrere Anlagen ist zu beachten, dass sie nur für Maschinen gilt, die parallel oder unabhängig voneinander arbeiten. Sobald die Maschinen in einer Linie zusammengefasst sind oder hintereinander arbeiten, müssen die einzelnen OEE-Werte multipliziert werden. Das bedeutet, dass die Gesamt-OEE immer geringer wird, je mehr Maschinen miteinander verkettet sind. Da sowohl bei der OEE-Berechnung für mehrere Anlagen als auch für ganze Produktionslinien die Aussagekraft des Ergebnisses sinkt, erfolgt die Berechnung häufig je Maschine.
Der OEE-Wert wird üblicherweise in Prozent angegeben. Der ideale Wert der Overall Equipment Effectiveness liegt bei 100 Prozent. Das bedeutet, dass nur gute Einheiten so schnell wie möglich ohne Störungen oder Ausfälle produziert werden. In der Realität ist das nahezu unerreichbar.
Ein OEE von 80 Prozent oder darüber gilt für diskrete Herstellungsprozesse als sehr guter Wert. Viele Fabriken liegen bei Werten um die 60 Prozent. Ein OEE unter 40 Prozent zeigt an, dass erheblicher Verbesserungsbedarf besteht – und eine Verdopplung der Gesamtanlageneffektivität durchaus realistisch ist.
Die OEE gilt als zentraler Bestandteil der Total Productive Maintenance (TPM). Dieser ganzheitliche Ansatz zielt darauf ab, Maschinen instandzuhalten und zugleich die Effektivität zu maximieren. Die Overall Equipment Effectiveness wurde konzipiert, um die drei Hauptverlustquellen bei Fertigungsanlagen zu bestimmen. Jeder der drei Verlustquellen sind zwei Verlustarten zugeordnet, auf die die höchsten Effizienzeinbußen zurückzuführen sind. Die Verlustquellen mit ihren sechs Verlustarten oder auch Six Big Losses sind:
Durch die Kombination der drei Metriken Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zu einer einzigen OEE-Kennzahl entsteht ein klares Bild der Gesamtanlageneffektivität. Die Idee ist, dass eine Anlage nur dann als vollständig effektiv betrachtet werden kann, wenn alle drei Faktoren gleichzeitig optimiert werden. Die Overall Equipment Effectiveness unterstützt das übergeordnete Ziel der TPM im Sinne des Lean Manufacturing. Demnach sind alle Formen der Verschwendung in der Produktionsumgebung zu identifizieren und zu eliminieren.
Das Ermitteln und Optimieren der Overall Equipment Effectiveness zahlt auf das Ziel einer Null-Fehler-Produktion ein, die im Sinne der Industrie 4.0-Philosophie angestrebt wird. Wenn Unternehmen die häufigsten Verlustarten kennen, können sie die Verbesserungen gezielt angehen. Schon kleine Veränderungen bewirken häufig eine deutliche Steigerung der OEE und tragen dazu bei, dass Industriebetriebe wettbewerbsfähig bleiben.
Ein Manufacturing Execution System (MES) erfasst Daten, die in der Fertigung anfallen. Optimalerweise werden die Daten direkt aus den Maschinen oder Anlagensteuerung übernommen. Die Informationen lassen sich aber auch manuell mit einem Tablett oder Industrie-PC erfassen. Das MES berechnet aus den Daten wichtige Produktionskennzahlen wie die Overall Equipment Effectiveness.
Zu den Shopfloor-Daten, aus denen die OEE und weitere Produktionskennzahlen berechnet werden, zählen:
Qualitätsdaten: z. B. Ausschuss, Fehlergründe
Ein Beispiel aus der Praxis:
Eine Spritzgießmaschine erreicht einen OEE-Index von 65 Prozent. Das bedeutet, dass die Maschine nur zu 65 Prozent effizient ist und Verluste in Höhe von 35 Prozent entstehen.
Aus der Pareto-Auswertung im MES wird ersichtlich, dass die Maschine am häufigsten wegen eines Auftragsmangels steht. Materialmangel und Wartung sind weitere häufige Stillstandsgründe. Um die Stillstandszeiten zu reduzieren, sollte das Hauptaugenmerk darauf gelegt werden, zunächst die Fertigungsorganisation zu optimieren, um den Auftragsmangel zu beheben. Allein damit steigt der OEE-Index der Maschine deutlich. Wird dann noch im Bereich der Leistung und der Qualität nachjustiert, steigt der OEE-Wert weiter.
Die Overall Equipment Effectiveness lässt sich im Manufacturing Execution System (MES) HYDRA X von MPDV einfach berechnen. Die mApp Machine Performance KPIs nutzt dafür die im MES erfassten Maschinendaten wie den Maschinenstatuswechsel oder die Stückzahlen je Maschine/Arbeitsplatz. Aus den vorhandenen Informationen berechnet die Software automatisch die OEE und weitere wichtige Produktionskennzahlen wie den Nutzgrad, die Ausschussrate oder den technischen Wirkungsgrad.
Sowohl die aktuelle Maschinenperformance als auch die Leistung in der Vergangenheit ist somit auf einen Blick ersichtlich. Die Kennzahlen bilden eine verlässliche Grundlage, um die Auslastung zu optimieren.
Die Abkürzung OEE steht für Overall Equipment Effectiveness.
OEE steht für die englische Bezeichnung "Overall Equipment Effectiveness" und bedeutet auf Deutsch "Gesamtanlageneffektivität", was mit GAE abgekürzt wird.
Der OEE (Overall Equipment Effectiveness) berechnet sich als Produkt aus drei Faktoren, die jeweils einen Aspekt der Analgeneffektivität abbilden: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.
Verfügbarkeitsgrad × Leistungsgrad × Qualitätsgrad = OEE
Der OEE-Index ist eine Kennzahl, die die Effektivität einer Produktionsanlage misst. Die Overall Equipment Effectiveness sagt aus, wie gut eine Produktionsanlage im Vergleich zu ihrem maximalen Leistungspotenzial tatsächlich genutzt wird.
Die OEE berechnet die Gesamtanlageneffektivität aus den drei Hauptfaktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Anhand dieser Daten können Hersteller die Effizienz und Produktivität ihrer Anlagen und Maschinen umfassend bewerten. Und mehr als das: Störfaktoren, die für eine niedrige Overall Equipment Effectiveness sorgen, werden erkannt und können zielgerichtet beseitigt werden.
Insgesamt ist die OEE ein kritischer Indikator für die Wettbewerbsfähigkeit eines Produktionsunternehmens. Sie liefert Einblicke in die Produktionsleistung und unterstützt Unternehmen dabei, nachhaltige Verbesserungen ihrer Prozesse und Produkte zu erzielen. Das macht die OEE in der Fertigungsindustrie zu einer der wichtigsten Kennzahlen.
Ein Manufacturing Execution System (MES) ist nötig, um in der Fertigung die relevanten Daten zu erfassen. Daraus lassen sich der Verfügbarkeitsgrad, der Leistungsgrad sowie der Qualitätsgrad und letztlich die Overall Equipment Effectiveness errechnen.
Ein guter OEE-Wert liegt bei 80 Prozent oder darüber. In der diskreten Fertigung gilt eine Overall Equipment Effectiveness von 85 Prozent als Spitzenwert. Ein Wert von 100 Prozent wird zwar angestrebt, ist aber nahezu unerreichbar. Dies würde voraussetzen, dass in maximaler Geschwindigkeit ohne jegliche Störungen und Ausfälle und in bester Qualität ohne Ausschuss produziert wird.
Häufig werden in der Industrie OEE-Indizes von nur 30 bis 40 Prozent erreicht. Indem die drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität systematisch gesteigert werden, könnte die Produktivität verdoppelt werden. (vgl. Kletti/Rieger 2022: 61).
OEE und OEE-Index werden häufig synonym verwendet, um die Gesamtanlageneffektivität zu beschreiben. In einigen Fällen wird der Ausdruck OEE-Index verwendet, um den prozentualen OEE-Wert zu benennen.
Manchmal kommt es allerdings zu einer feinen Unterscheidung zwischen den beiden Begriffen.
Die Unterschiede zwischen den beiden Begriffen sind gering. Beide dienen dazu, die Effizienz der Anlagen in der Produktion zu bewerten und Verbesserungspotenziale aufzuzeigen.
Im Rahmen von Leistungsanalysen werden außer der OEE unter anderem folgende Kennzahlen ermittelt, um die Produktionsprozesse oder Betriebsmittel zu beurteilen:
Die Overall Equipment Effectiveness (OEE) wurde in den 1960er-Jahren in Japan als Teil des Toyota Production System (TPS) entwickelt. Dabei handelt es sich um ein umfassendes Produktionssystem, das darauf abzielt, die Effizienz zu maximieren und Verschwendung zu minimieren. Dieser Ansatz bildet die Grundlage für das heutige Lean Manufacturing. Erst in den späten 1980er-Jahren wurde der OEE-Ansatz populärer. Der Erfolg der OEE wird dem Buch "TPM – Total Productive Maintenance: New Implementation Program in Fabrication and Assembly Industries" von Seiichi Nakajima, zugeschrieben, das 1988 veröffentlicht wurde. Nakajima gilt als der Vater der Total Productive Maintenance (TPM).
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