02 Cách tính OEE giúp đo lường và tối ưu hoá năng suất sản xuất

1. Khái niệm OEE là gì ?

Chỉ số hiệu suất thiết bị tổng thể OEE (Overall Equipment Effectiveness) là hiệu quả thiết bị tổng thể. Tiêu chuẩn vàng để đo lường năng suất sản xuất. Nói một cách đơn giản nó xác định phần trăm thời gian sản xuất thực sự hiệu quả.

2. Cách tính OEE theo AQP

Điểm OEE của một nhà máy được tạo thành từ ba KPI thành phần: tính khả dụng A, hiệu suất P và chất lượng Q. Mỗi thành phần so sánh hai số liệu và được biểu thị dưới dạng phần trăm. Cách tính toán OEE này được gọi là tính toán theo AQP, đây là phương pháp tính OEE chuẩn nhất thường được ứng dụng trong các hệ thống quản lý sản xuất MES để tính toán OEE. Để áp dụng cách tính này, bạn sẽ cần xác định trước 3 thông tin:

A. Availability (Mức độ hữu dụng): Availability đo lường sự tổn thất thời gian vận hành dựa trên so sánh giữa thời gian vận hành thực tế (thời gian máy hoạt động thực sự tạo ra sản phẩm) và thời gian vận hành tiềm năng (thời gian máy chạy theo kế hoạch).

Công thức tính:  Availability = (Thời gian vận hành thực tế / thời gian vận hành tiềm năng) * 100%  = (Thời gian chạy máy / Thời gian vận hành lý thuyết)

B. Quality (Chất lượng): Quality đo lường sự tổn thất chất lượng sản phẩm dựa trên so sánh tổng sản phẩm đạt chất lượng (đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng) và tổng sản phẩm sản xuất ra trong quá trình.

Công thức tính: Quality = (Tổng sản phẩm đạt chất lượng / Tổng sản phẩm sản xuất) * 100% = Tổng sản phẩm đạt chất lượng / (Số lượng sản phẩm đạt chất lượng + Số lượng sản phẩm không đạt chất lượng)

C. Performance (Hiệu suất): Performance đo lường sự tổn thất tốc độ vận hành dựa trên so sánh giữa lượng sản phẩm sản xuất thực tế và lượng sản phẩm có thể sản xuất trong cùng một khoảng thời gian.

Công thức tính: Performance = (Tổng sản phẩm sản xuất / (Thời gian chạy máy thực tế * Công suất thiết kế)) * 100% = (Số lượng sản phẩm * Thời gian chu kỳ sản xuất) / (Thời gian vận hành lý thuyết – Thời gian dừng máy)

Sau đó, chỉ số OEE được tính bằng cách nhân các thành phần này với nhau:                OEE = Availability x Quality x Performance.

3. Cách tính OEE theo Effectiveness

OEE là tỷ lệ giữa thời gian Sản xuất Hoàn toàn và thời gian Sản xuất Dự kiến. So với cách tính chỉ số OEE theo AQP, thì cách tính OEE theo Hiệu suất sẽ đơn giản hơn.

OEE = (Số lượng tốt × Thời gian chu kỳ lý tưởng) / Thời gian sản xuất dự kiến

Để áp dụng công thức này, bạn cần xác định chính xác các thành phần sau:

• Số lượng sản phẩm tốt: Đây là số lượng sản phẩm được sản xuất mà không có bất kỳ khuyết tật nào.

• Thời gian chu kỳ lý tưởng: Đây là thời gian tối thiểu cần thiết để sản xuất một sản phẩm, dựa trên lịch trình lý thuyết nhanh nhất.

• Thời gian sản xuất theo kế hoạch: Đây là tổng thời gian được dành cho sản xuất sản phẩm, theo lịch trình được xác định trước.

• Thời gian sản xuất hoàn toàn: Đây là thời gian chỉ sản xuất các sản phẩm tốt, mà không có thời gian dừng lại.

Tuy phương pháp tính OEE theo Hiệu suất đơn giản hơn so với phương pháp theo AQP, nhưng lại không thể hiện được mức độ hữu dụng và chất lượng sản phẩm. Do đó, người sử dụng nên chọn phương pháp tính phù hợp nhất với mục đích nghiên cứu và quy mô của nhà máy để đạt được hiệu quả tối ưu nhất.

4. Ví dụ mẫu về cách tính OEE theo APQ

Một ví dụ đơn giản giúp bạn hiểu rõ về việc tính toán OEE theo APQ như sau:

Trong một ngày làm việc có tổng cộng 9 giờ, tương đương với 540 phút.

Thời gian máy không chạy do dừng để ăn cơm là 40 phút.

Từ đó, thời gian làm việc của thiết bị là 540 – 40 = 500 phút.

Máy bị dừng do thiếu nguyên liệu chờ vận chuyển trong 30 phút và dừng để điều chỉnh trong 20 phút. Tổng cộng, thời gian dừng là 50 phút.

Thời gian vận hành thực tế là 500 – 50 = 450 phút.

Suy ra, chỉ số A (Tính sẵn sàng) được tính bằng cách chia thời gian vận hành thực tế cho tổng thời gian làm việc của thiết bị, nhân 100%, tức là (450 * 100) / 500 = 90%.

Điều này cho thấy rằng máy chỉ hoạt động được 90% thời gian, trong khi 10% còn lại là do dừng có kế hoạch và do hỏng hóc, chờ nguyên vật liệu.

Trong suốt thời gian máy hoạt động, có tổng cộng 10 lần dừng điều chỉnh, mỗi lần dưới 5 phút, tổng cộng 30 phút. Thêm vào đó, thời gian giảm tốc độ do điều chỉnh là 20 phút, nên tổng thời gian dừng là 50 phút.

Thời gian vận hành tính năng là thời gian vận hành trừ đi thời gian dừng, tức là 450 – 50 = 400 phút.

Đối với chỉ số P (Hiệu suất), nó được tính bằng cách chia thời gian vận hành tính năng cho thời gian vận hành thực tế, nhân 100%, tức là (400 * 100) / 450 = 88.8%.

Điều này cho thấy rằng tốc độ sản xuất của máy chỉ đạt 88.8%.

Trong một ngày, máy sản xuất được 400 sản phẩm, nhưng chỉ có 360 sản phẩm đạt chất lượng. Với thời gian để sản xuất một sản phẩm (Cycle time) là 1 phút, tổng thời gian sản xuất ra các sản phẩm lỗi là 40 phút.

Thời gian vận hành giá trị được tính bằng cách trừ thời gian sản xuất các sản phẩm lỗi ra khỏi thời gian vận hành tính năng, tức là 400 – 40 = 360 phút.

Đối với chỉ số Q (Chất lượng), nó được tính bằng cách chia thời gian vận hành giá trị cho thời gian vận hành tính năng, nhân 100%, tức là (360 * 100) / 400 = 90%.

Điều này có nghĩa là cứ 100 sản phẩm được sản xuất, có 10% sản phẩm không đạt chất lượng.

Tổng hợp lại, chỉ số OEE được tính bằng tích của A, P, và Q, tức là 0.9 * 0.888 * 0.9 = 72%.

5. Ý nghĩa của OEE

Ý nghĩa của chỉ số OEE rất quan trọng và dễ nhận biết. Từ kết quả tính toán OEE trong ví dụ trên, với mức OEE là 72% thì nếu một ngày nhà máy vốn có thể sản xuất được 500 sản phẩm nhưng chỉ sản xuất ra 360 sản phẩm do nhiều nguyên nhân khác nhau, đồng nghĩa với việc hiệu suất chỉ đạt 72%. Điều này cũng đồng nghĩa với việc lãng phí 28% sản phẩm, tương đương với 140 sản phẩm. Nếu giá vốn của mỗi sản phẩm là 100.000 đồng, tức là công ty đã tiêu tốn 14.000.000 đồng mỗi ngày chỉ vì hiệu suất không cao.

Nếu không có biện pháp khắc phục và tiếp tục duy trì hiệu suất như vậy, giả sử máy chỉ hoạt động 300 ngày trong năm, tổng số tiền lãng phí sẽ là 4.200.000.000 đồng mỗi năm. Với 10 máy, tức là 42 tỷ đồng.

Tuy nhiên, nếu có thể duy trì hiệu suất tối đa là 85%, có thể tính toán lại: 11.900.000 đồng mỗi ngày cho mỗi máy hoạt động và 35,7 tỷ đồng mỗi năm cho 10 máy, tiết kiệm được một khoản đáng kể.

6. Cách Sử Dụng OEE Để Đo Lường Năng Suất Sản Xuất

Cách sử dụng chỉ số OEE để đo lường năng suất sản xuất rất đa dạng và có thể mang lại những hiểu biết sâu sắc về hiệu suất tổng thể của thiết bị. Nếu áp dụng và diễn giải đúng cách, OEE có thể giúp tăng đáng kể sản lượng của doanh nghiệp. Chỉ số này thường được sử dụng làm tiêu chuẩn để đánh giá hiệu suất của một hoạt động sản xuất so với các tiêu chuẩn công nghiệp hoặc nội bộ.

Các điểm chuẩn OEE có thể giúp định hình các mục tiêu và định hướng cho doanh nghiệp:

• Điểm OEE 100% đại diện cho một quá trình sản xuất hoàn hảo, nơi mà sản xuất các sản phẩm chất lượng được thực hiện một cách nhanh chóng mà không có thời gian lãng phí.

• Điểm OEE 85% được xem là một tiêu chuẩn cao với các nhà sản xuất và là một mục tiêu dài hạn được ưa chuộng.

• Điểm OEE 60% là phổ biến trong các doanh nghiệp, cho thấy còn nhiều cơ hội để cải thiện hiệu suất.

• Điểm OEE 40% được coi là thấp, nhưng lại là một điểm xuất phát phổ biến cho các doanh nghiệp mới bắt đầu theo dõi và cải thiện hiệu suất.

Vậy các con số OEE chuẩn này được định ra từ đâu?

Đáp án đơn giản là chúng được đặt ra bởi cha đẻ của TPM OEE và Sáu tổn thất lớn là Seiichi Nakajima vào đầu những năm 1970 khi còn làm việc tại Viện Bảo trì Thực vật Nhật Bản. Trong cuốn sách Giới thiệu về TPM năm 1984 (được dịch sang tiếng Anh và xuất bản năm 1988 bởi Nhà xuất bản Năng suất), Seiichi Nakajima đã đưa vào bốn con số “đẳng cấp thế giới” ở trên.

Seiichi đã xác định những con số này, dựa trên kinh nghiệm thực tế của mình, là mức tối thiểu mà các công ty nên phấn đấu. Ông cũng lưu ý rằng tất cả các công ty giành được Giải thưởng Nhà máy Xuất sắc, được trao hàng năm tại Nhật Bản cho các nhà máy đã triển khai thành công TPM, đều có điểm OEE trên 85%.

4. Tham khảo đối chiếu điểm chuẩn OEE nhưng cần thực tế ?

Các điểm chuẩn OEE đẳng cấp thế giới rất thú vị và hữu ích, nhưng hãy nhớ rằng chúng có nguồn gốc từ một địa điểm cụ thể (Nhật Bản), tại một thời điểm cụ thể (thập niên 1970) và trong một ngành cụ thể ( sản xuất ô tô).

Thực tế là hầu hết các công ty sản xuất, kể cả ngày nay, đều có điểm OEE gần tới 60%. Các nhà tư vấn bảo trì ngày nay đã làm việc với hàng nghìn công ty sản xuất và nhận thấy rằng số lượng công ty có điểm OEE thấp hơn 45% nhiều hơn đáng kể so với các công ty có điểm OEE cao hơn 85%.

Điểm quan trọng là – đừng cố định vào giá trị tuyệt đối của con số. Hãy xác định khả năng của bạn để cải thiện con số đó.

Ngay cả trong một nhà máy sản xuất, việc chỉ đặt ra một mục tiêu OEE cũng có thể phản tác dụng. Ví dụ: nếu bạn có hai dây chuyền sản xuất giống hệt nhau nhưng một dây chuyền sản xuất một sản phẩm duy nhất và dây chuyền kia sản xuất 10 sản phẩm khác nhau, bạn có mong đợi chúng có cùng điểm OEE không? Không. Dây chuyền sản xuất 10 sản phẩm khác nhau có thể gặp phải tình trạng Mất khả dụng lớn hơn nhiều do Thay đổi và do đó có điểm OEE thấp hơn.

Đây là một góc nhìn khác:

·        Nếu OEE của bạn dưới 40% – mục tiêu 85% có tạo động lực cho nhóm của bạn không?

·        Nếu OEE của bạn đã đạt 85% – bạn có thực sự muốn dừng ở đó không?

Kết luận:

Tóm lại, việc sử dụng OEE để đo lường và đánh giá năng suất sản xuất đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động sản xuất. Tuy nhiên, để áp dụng hiệu quả, cần phải hiểu rõ cách tính OEE theo các phương pháp khác nhau như AQP và Effectiveness, cũng như đánh giá ý nghĩa và giới hạn của chỉ số này. Hơn nữa, việc thực hiện các mục tiêu OEE cần phải linh hoạt và có chiến lược để đảm bảo rằng chúng phản ánh thực tế của môi trường sản xuất cụ thể. Chỉ khi đó, OEE mới thực sự trở thành một công cụ hữu ích trong việc nâng cao hiệu suất và hiệu quả của quy trình sản xuất.