Od danych do decyzji: Maksymalizacja wydajności produkcji dzięki produkcyjnym wskaźnikom KPI

Śledzenie produkcji w przemyśle wytwórczym jest niezbędnym elementem doskonałości produkcji. Problem polega na tym, które wskaźniki należy wziąć pod uwagę, aby prześledzić wymagane strategie dla danej linii produkcyjnej.

Niniejszy artykuł jest przewodnikiem po różnych KPI związanych z produkcją. Czym one są, dlaczego są istotne i jak je mierzyć. Wyjaśnimy również, w jaki sposób korzystać z pulpitów nawigacyjnych KPI dla produkcji i jak oprogramowanie do monitorowania produkcji może przekształcić proces monitorowania w kulturę doskonałości produkcji.

Czym są kluczowe wskaźniki efektywności produkcji?

Kluczowe wskaźniki wydajności (KPI) to dobrze zdefiniowane, wymierne metryki, które wskazują kryteria wydajności. Dostarczają one istotnych danych istotnych dla monitorowania, analizowania i optymalizacji procesów produkcyjnych pod względem ilości, jakości, kosztów, czasu itp.

Same w sobie są tylko wskaźnikami, które niektórzy ludzie rozumieją szczegółowo, stąd znaczenie dostosowania KPI do celów i zadań produkcyjnych. Gdy operatorzy zapoznają się z różnymi wskaźnikami KPI związanymi z produkcją, mogą podejmować decyzje w oparciu o fakty, dążąc do najlepszej jakości produktów przy dostępnych zasobach.

Jakie są najważniejsze kluczowe wskaźniki wydajności produkcji w 2023 roku?

Wybraliśmy listę produkcyjnych wskaźników KPI, które mogą przyczynić się do znaczących zmian w zakresie produkcji podczas optymalizacji procesów. Każdy element na tej liście KPI zawiera opis jego zastosowania i formułę obliczeniową.

Wielkość produkcji

Wielkość produkcji mierzy liczbę jednostek wyprodukowanych w określonych ramach czasowych. Jest to jeden z podstawowych wskaźników KPI służących do porównywania wydajności produkcji.

Wielkość produkcji = całkowita liczba produktów wytworzonych w określonym czasie.

Przestój w produkcji

Czas przestoju produkcji mierzy całkowity czas bezczynności linii produkcyjnych w hali produkcyjnej. Obejmuje on planowane i nieplanowane przestoje.

Przestoje produkcyjne = suma całkowitych przestojów w danym okresie czasu

Nieplanowane przestoje

Nieplanowane przestoje mierzą całkowity czas spędzony na bezczynności z powodu problemów z niezawodnością, procedurami lub awariami. Przyczyny mogą być związane z maszynami lub umiejętnościami operatorów.

Nieplanowany przestój = Suma całkowitego nieplanowanego przestoju w danym okresie czasu.

Liczba przystanków

Liczba zatrzymań mierzy całkowitą liczbę zatrzymań podczas zmiany. Dalsze informacje na temat przyczyn zatrzymań mogą pomóc nam wykryć wszelkie nieefektywności, które należy naprawić.

Ogólna efektywność sprzętu (OEE)

OEE to wskaźnik używany do monitorowania, oceny i poprawy efektywności procesu produkcyjnego, wyrażony w procentach. Dzięki OEE możemy mierzyć stopień wykorzystania sprzętu, co pomaga fabrykom określić, które obszary wymagają uwagi.

OEE = Dostępność x Wydajność x Jakość

Ogólna efektywność operacyjna (OOE)

OOE jest podobny do OEE, z różnicą w pomiarze dostępności. W przeciwieństwie do OEE, Ogólna Efektywność Operacyjna uwzględnia czas spędzony na zadaniach konserwacyjnych.

OOE = Dostępność x Wydajność x Jakość

Przeczytaj nasz pełny przewodnik na temat obliczania wskaźnika OEE: Jak obliczyć wskaźnik OEE.

Przepustowość

Wskaźnik przepustowości mierzy wielkość produkcji zakończonej w określonym czasie. Jest on często błędnie używany jako synonim Lead Time. W porównaniu do Czasu Cyklu, jest on przeznaczony do oceny procesów, ponieważ Czas Przepustowości pomaga zidentyfikować wąskie gardła.

Przepustowość = całkowita liczba wyprodukowanych dobrych jednostek / czas przepływu

Gdzie czas przepływu oznacza sumę czasu przetwarzania, czasu inspekcji, czasu przemieszczania i czasu kolejki. Należy pamiętać, że wskaźnik przepustowości liczy tylko jednostki wyprodukowane w odpowiednim czasie.

Całkowita efektywna wydajność sprzętu (TEEP)

Ten wskaźnik KPI ma identyczną formułę jak wskaźniki OEE i OOE. TEEP ma na celu ocenę maksymalnej efektywnej wydajności sprzętu, jeśli maszyny działają 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, przez cały rok i zawsze przy produkcji na czas.

TEEP = Dostępność x Wydajność x Jakość

W TEEP zarówno dostępność, jak i jakość są liczone jako 100%.

Wykorzystanie mocy produkcyjnych

Wykorzystanie mocy produkcyjnych mierzy, jaka część całkowitej mocy produkcyjnej hali produkcyjnej jest wykorzystywana. Ten wskaźnik KPI jest wykorzystywany do analizy możliwości rozwoju, a także do oceny wydajności. Wyrażany jest w procentach.

Wykorzystanie mocy produkcyjnych = (Całkowita moc wykorzystana w danym okresie / Całkowita dostępna moc produkcyjna) x 100

Czas cyklu

Czas cyklu mierzy ilość czasu potrzebną do wyprodukowania jednostki od początku do końca. W przeciwieństwie do wskaźnika przepustowości, nie uwzględnia on kolejek w obliczeniach.

Czas cyklu = Czas produkcji netto / Liczba wyprodukowanych jednostek

Inną formułą jest:

Czas cyklu = Czas zakończenia procesu - Czas rozpoczęcia procesu

Czas realizacji

Czas realizacji zamówienia mierzy całkowity czas potrzebny klientom na otrzymanie zamówienia od momentu jego złożenia. Firmy zazwyczaj biorą pod uwagę bufor - zapasy dostępnych produktów - zamiast rzeczywistego czasu potrzebnego do wyprodukowania jednostki (chyba że mówimy o produktach na zamówienie).

Czas realizacji = czas przetwarzania zamówienia + czas realizacji produkcji + czas dostawy

Czas taktu

Czas Takt to wskaźnik, który określa, jak szybko należy ukończyć produkt, aby zaspokoić popyt konsumentów. Jest to kluczowy wskaźnik KPI, podobnie jak OEE, czas przepustowości i czas cyklu, ponieważ pomaga nam zoptymalizować moce produkcyjne, aby zaspokoić popyt bez przeciążania pojemności magazynowej.

Czas Takt = Całkowity dostępny czas produkcji / Średnie zapotrzebowanie klienta

Czas przełączenia

Przezbrojenie mierzy czas wymagany do przejścia z pracy nad jednym produktem na inny. Czas ten obejmuje takie zadania, jak identyfikacja konkretnych narzędzi lub części maszyn, których produkt potrzebuje do produkcji, oraz usuwanie niewymaganych części.

Czas przezbrojenia = Dostępny czas netto - Czas produkcji

Skrócenie czasu przezbrojenia ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji wydajności produkcji.

Wskaźniki KPI dotyczące redukcji kosztów i poprawy zysków

Right First Time (RFT)

RFT jest ważną miarą, którą należy uwzględnić w obliczeniach OEE pod względem jakości. Oznacza całkowitą liczbę produktów, które zostały wyprodukowane w akceptowalnych warunkach za pierwszym razem. Jednostki, które nie spełniają tego kryterium, są znane jako złom lub przeróbki, w zależności od stopnia ich awarii.

Zysk operacyjny netto

Zysk operacyjny netto to kwota pozostała po odjęciu przychodów i kosztów operacyjnych, odsetek i podatków. Jest to wskaźnik tego, ile zarabia fabryka, i może być obliczany ogólnie lub w podziale na linie produktów.

Zysk operacyjny netto = (przychody - koszty operacyjne) - odsetki i podatki

Koszt energii na jednostkę

Koszt energii na jednostkę mierzy, ile energii potrzeba do wyprodukowania jednej jednostki. Ten wskaźnik KPI ma kluczowe znaczenie dla fabryk zmierzających w kierunku zrównoważonej produkcji, a jego monitorowanie może znacznie obniżyć koszty operacyjne.

Koszt energii na jednostkę = suma kosztów energii / liczba wyprodukowanych jednostek

Zysk przed potrąceniem odsetek, podatków, amortyzacji (EBITDA)

Jeśli chcemy poprawić przychody, EBITDA jest miarą używaną do porównywania dochodu netto firm. Inwestorzy często używają tego wskaźnika do oceny wartości firmy w branżach z rozległymi aktywami w postaci sprzętu, budynków i wartości gruntów.

EBITDA = dochód netto + odsetki + podatki + amortyzacja

EBITDA usuwa wpływ finansowania dłużnego, amortyzacji i podatków, co oznacza, że można uzyskać obraz gotówki wyprodukowanej przed opłaceniem kosztów operacyjnych, interesariuszy i wydatków rządowych. Menedżerowie wykorzystują EBITDA do zrozumienia przepływów pieniężnych firmy przed podjęciem ważnych decyzji finansowych.

Stawka za nadgodziny

Wskaźnik nadgodzin mierzy dodatkowe godziny pracy pracowników, aby pokryć nadgodziny. Jest to ważny wskaźnik, który można porównać ze wskaźnikiem wydajności w celu przeanalizowania błędów w procesach produkcyjnych. Jest on wyrażony w procentach.

Po wdrożeniu taktyk mających na celu automatyzację procesów lub ograniczenie przyczyn przestojów, firmy mogą znacznie zmniejszyć liczbę nadgodzin, obniżając koszty produkcji od strony kapitału ludzkiego.

Stawka za nadgodziny = (nadgodziny / całkowita liczba przepracowanych godzin) x 100

Wskaźniki KPI dotyczące poprawy jakości

Wartość złomu

Ten KPI reprezentuje wartość pieniężną złomu pomniejszoną o koszt jego utylizacji. Złom jest zazwyczaj sprzedawany, ponieważ nie można go przerobić na nowe elementy.

Wartość złomu = Pieniądze uzyskane z utylizacji złomu - Koszt utylizacji

Wydajność

Wydajność mierzy ogólną ilość wytworzonych produktów w porównaniu do wkładu surowców. Nie uwzględnia nieefektywności produkcji.

Wydajność = (Rzeczywista liczba wytworzonych produktów / Teoretyczna maksymalna produkcja oparta na wkładzie surowca) x 100

Pierwszy zysk

W przeciwieństwie do poprzedniego powiązanego KPI, First Time Yield reprezentuje całkowitą liczbę niewadliwych produktów w przeciwieństwie do całkowitej produkcji. Jest on reprezentowany jako stosunek.

Uzysk za pierwszym razem = całkowita liczba niewadliwych jednostek / całkowita liczba wyprodukowanych produktów.

Wykorzystanie wskaźnika First Time Yield pomaga zbadać wpływ jakości materiału lub wydajności sprzętu.

Stopa zwrotu (ROR) i stopa odrzucenia przez konsumentów (RCR)

Dwie definicje ROR są istotne dla produkcji. Pierwsza z nich, typowa definicja ROR, mierzy wydajność nakładów kapitałowych w czasie. Wyrażona w procentach stopa zwrotu ocenia zyski lub straty z inwestycji dokonanej w danym okresie.

Stopa zwrotu (ROR) = (wartość bieżąca - wartość początkowa / wartość początkowa) x 100

Istnieje jednak inny sposób definiowania stopy zwrotu w produkcji, który nazwiemy stopą odrzutów konsumenckich (RCR). Wskaźnik ten mierzy liczbę produktów odesłanych z powrotem do fabryki, zwanych Odrzutami Konsumenckimi. RCR można również znaleźć pod nazwą ROR, co często prowadzi do nieporozumień.

Współczynnik odrzuceń konsumenckich (RCR) = liczba odrzuconych jednostek na partię / liczba wyprodukowanych jednostek na partię

Wskaźniki KPI dotyczące konserwacji

Średni czas między awariami (MTBF)

MTBF mierzy średni czas między awariami maszyn i jest ważnym wskaźnikiem do oceny niezawodności naszych procesów produkcyjnych.

MTBF = czas pracy w godzinach / liczba awarii

Jego pomiar w dużym stopniu zależy od cykli uruchamiania/zatrzymywania, warunków otoczenia, serwisowania itp.

Procent planowanej konserwacji (PMP)

PMP porównuje całkowitą liczbę godzin spędzonych przez organizację na naprawach i zadaniach konserwacyjnych z zaplanowanym czasem na te zadania. Ten wskaźnik KPI pomaga zrozumieć czas wymagany do prawidłowego wykonania zadań konserwacyjnych.

Procent planowanej konserwacji = (liczba planowanych godzin konserwacji / liczba całkowitych godzin konserwacji) x 100

Średni czas przestoju (MDT)

Naszym ostatnim wskaźnikiem jest średni czas przestoju (MTD), który reprezentuje czas wymagany do naprawy usterki po awarii.

Średni czas przestoju = całkowity czas przestoju / liczba zdarzeń przestoju

Jak korzystać ze wskaźników KPI na co dzień?

Wskaźniki KPI są potężnym narzędziem do oceny wydajności i pozycji firmy pod względem celów do osiągnięcia. Wskaźniki te są wykorzystywane na wszystkich poziomach, od menedżerów do definiowania strategii i inwestycji oraz opracowywania nowych linii produktów, po operatorów porównujących wydajność maszyn i własne umiejętności.

Wskaźniki KPI dla produkcji mogą wzmocnić pozycję pracowników. Dysponując odpowiednimi wskaźnikami wydajności, mogą oni kwestionować taktykę i wiedzę wymaganą do doskonałej obsługi maszyn, pomagając im z czasem stać się lepszymi profesjonalistami.

Jednak najbardziej krytycznym aspektem podczas pracy ze wskaźnikami KPI jest liczenie na wiarygodne dane, które można analizować. Więcej na ten temat powiemy w następnej sekcji.

Jak śledzić kluczowe wskaźniki wydajności produkcji

Przed rozpoczęciem śledzenia wskaźników KPI firmy muszą wybrać, które wskaźniki zamierzają śledzić i za pomocą jakich metod. Obecnie powszechną praktyką jest poleganie na usługach oprogramowania do monitorowania produkcji, biorąc pod uwagę jego praktyczność i łatwość dostępu do danych w dowolnym momencie dnia.

Korzystanie z ręcznych metod śledzenia KPI, zwłaszcza KPI jakości, wiąże się z ryzykiem błędów ludzkich, stronniczości obserwatora i stronniczości badacza, a także innych powiązanych niedokładności danych. W takich przypadkach powtarzające się zadanie ręcznego liczenia wadliwych części może prowadzić do niedoszacowania liczby odpadów. Pomiary energii nie są dokładne, gdy są wykonywane metodami ręcznymi, a to tylko kilka powodów, dla których warto wybrać w tym celu technologie przemysłu 4.0.

Gromadzenie danych i manipulowanie nimi za pomocą oprogramowania daje nowe możliwości badawcze. Zużycie czasu w procesie gromadzenia danych jest znacznie zmniejszone w porównaniu z procesami ręcznymi. Dodatkową zaletą jest możliwość korzystania z bezpiecznych metod tworzenia kopii zapasowych informacji, umożliwiających skategoryzowany dostęp osobom zaangażowanym w różne etapy projektu.

Czym są pulpity nawigacyjne KPI dla produkcji?

Teraz, gdy omówiliśmy ważne wskaźniki KPI, ich znaczenie w podejmowaniu decyzji i sposób ich gromadzenia, nadszedł czas, aby wspomnieć o tym, jak wizualizować te wskaźniki.

Pulpit KPI dla produkcji to narzędzie zawarte w oprogramowaniu do monitorowania produkcji, służące do wizualizacji danych KPI w czasie rzeczywistym. Pulpity te są połączone z czujnikami IoT w celu wyszukiwania informacji i łączą w sobie różne narzędzia do analizy w czasie rzeczywistym, raportowania, eskalacji problemów w celu odpowiedniego rozwiązywania problemów, narzędzia finansowe i inne. Gotowe narzędzia do raportowania pomagają operatorom szybko zająć się przyczynami przestojów w różnych punktach linii produktów lub wprowadzić informacje istotne dla zadań konserwacji zapobiegawczej.

Istnieją różne rodzaje pulpitów nawigacyjnych KPI dla produkcji, które podzielimy na kategorie według ich głównego sposobu użytkowania.

Pulpity nawigacyjne wydajności produkcji

Jest to typowy pulpit nawigacyjny spotykany w hali produkcyjnej. Wyświetla on w czasie rzeczywistym informacje o wybranych metrykach związanych z produkcją, takich jak:

• OEE
• Przestoje sprzętu
• Liczba przystanków
• Średnia długość postoju
• MTBF
• Czas cyklu
• Liczba wyprodukowanych części

Poniżej możemy zobaczyć przykład pulpitu nawigacyjnego wydajności produkcji Factbird.

‍

Pulpity nawigacyjne jakości produkcji

Często wykorzystywane jako narzędzie do bardziej szczegółowej oceny jakości w OEE. Te pulpity nawigacyjne śledzą liczbę wadliwych produkcji w stosunku do produkcji o akceptowalnej jakości, ale mogą również dostarczać informacji na temat jakości surowca podawanego do maszyn.

Typowe wskaźniki KPI śledzone w pulpitach nawigacyjnych jakości produkcji:

• Wydajność
• Pierwszy zysk
• Stopa zwrotu

Pulpity nawigacyjne do zarządzania kosztami produkcji

Używane głównie przez menedżerów produktu i dział finansowy firmy, te pulpity nawigacyjne wyświetlają w czasie rzeczywistym kluczowe wskaźniki kosztów produkcji i rentowności. Przykłady wskaźników, które mogą śledzić:

• EBITDA
• Zysk operacyjny netto
• Stawka za nadgodziny
• ROA

Pulpity nawigacyjne Lean Manufacturing

Firmy, które przyjmują metodologie lean, powinny pracować z tego rodzaju pulpitem nawigacyjnym w celu właściwego śledzenia celów. Pulpity nawigacyjne Lean Manufacturing mogą szybko przynieść wgląd, w postaci raportów, w potencjalne możliwości rozwoju.

Typowe wskaźniki śledzone przez pulpity nawigacyjne lean manufacturing:

• Czas cyklu
• Przepustowość Czas
• Wykorzystanie mocy produkcyjnych
• Stawka za nadgodziny
• Przestój
• Koszt energii na jednostkę
• OEE

W jaki sposób dane Factbird pomagają firmom zrozumieć ich wskaźniki KPI?

Rozwiązania programowe, takie jak Factbird, pomagają firmom nie tylko śledzić dane KPI i wizualizować je, ale także zapewniają szeroki zakres usług, takich jak:

• Dokładne gromadzenie danych dostępne 24/7: Gromadzenie danych jest obsługiwane przez nasze przemysłowe bramy IoT Factbird, a następnie synchronizowane z chmurą, a użytkownicy mogą z nich korzystać za pośrednictwem komputerów stacjonarnych, pulpitów nawigacyjnych, urządzeń mobilnych i tabletów. Informacje te są zabezpieczone za pomocą szyfrowania SSL, więc możesz mieć pewność, że wszystkie poufne dane są chronione.
• Konsolidacja danych w raportach: Dawno minęły czasy, gdy operatorzy i menedżerowie musieli ręcznie wyodrębniać informacje do arkuszy Excel. Nasza aplikacja Factbird natychmiast tworzy raporty z wybranych przedziałów czasowych, które można łatwo dystrybuować wśród członków zespołu i interesariuszy.
• Wgląd w KPI: Dzięki połączeniu czujników Factbird z narzędziami takimi jak Factbird View, liczby wyświetlane na pulpitach nawigacyjnych KPI ożywają dzięki dokładnemu materiałowi wideo, który umożliwia użytkownikom dostrzeżenie przyczyn wskaźników. Identyfikacja wąskich gardeł lub defektów w linii produktów nigdy nie była tak łatwa.
• Interakcja z innymi platformami: Dostrzegamy inne dostępne na rynku rozwiązania programowe do analizy danych, takie jak Power BI. Factbird oferuje interakcję z innymi istniejącymi technologiami, takimi jak PLC, ERP i OPC, umożliwiając użytkownikom tworzenie złożonych stosów technologii produkcyjnych zgodnie z ich potrzebami.

Pracując z natychmiastowo odzyskiwanymi danymi, operatorzy nie muszą polegać na przeczuciach podczas rozwiązywania problemów z wydajnością. Decyzje są teraz podejmowane na podstawie faktów, co buduje zaufanie operatorów i jednoczy organizację w ramach ciągłego rozwoju.

Każdy fragment pobranych danych może być poddany analizie w czasie rzeczywistym, pomagając fabrykom w ocenie procesów i wydajności oraz poszukiwaniu metodologii, które pozwolą na uzyskanie najlepszych wyników produkcyjnych z maszyn w danym momencie.

Przemyślenia końcowe

Nauka pracy z odpowiednim zestawem wskaźników KPI dla firmy jest pierwszym krokiem w kierunku sukcesu w zakresie wskaźników produkcji. Kierownictwo może kształtować decyzje w oparciu o wiarygodne informacje w dowolnym momencie, umożliwiając dostosowanie celów strategicznych na podstawie informacji przedstawionych przez te wskaźniki.

‍