Från data till beslut: Maximera produktionseffektiviteten med hjälp av KPI:er för tillverkning

Att spåra produktionen inom tillverkningsindustrin är en viktig del av produktionens kvalitet. Problemet ligger i vilka mätvärden som bör beaktas för att spåra de strategier som krävs för arbetslinjen.

Den här artikeln är en guide till de olika KPI:erna för tillverkning. Vilka är de, varför är de relevanta och hur mäter man dem? Vi förklarar också hur man använder KPI Dashboards för tillverkning och hur programvara för produktionsövervakning kan omvandla en övervakningsprocess till en kultur av produktionsexcellens.

Vad är KPI:er för tillverkning?

Key Performance Indicators (KPI) är väldefinierade, kvantifierbara mått som anger prestandakriterier. De ger viktiga data som är relevanta för att övervaka, analysera och optimera tillverkningsprocesser när det gäller kvantitet, kvalitet, kostnader, tid osv.

I sig själva är de bara indikatorer som vissa människor förstår i detalj, därav vikten av att anpassa KPI:er till produktionsmål och mål. När operatörerna har bekantat sig med de olika nyckeltal som används i produktionen kan de fatta beslut baserade på fakta och sträva efter bästa möjliga produktkvalitet med tillgängliga resurser.

Vilka är de viktigaste nyckeltalen för tillverkning 2023?

Vi har valt ut en lista med KPI:er för tillverkning som kan bidra till betydande förändringar i produktionen när processerna optimeras. Varje element i denna lista över KPI:er innehåller en beskrivning av dess användning och beräkningsformel.

Produktionsvolym

Produktionsvolym mäter antalet tillverkade enheter inom en bestämd tidsram. Det är ett av de viktigaste nyckeltalen för att mäta produktionseffektivitet.

Produktionsvolym = Totalt antal produkter som tillverkas under en viss tid

Stilleståndstid i produktionen

Stilleståndstid mäter den totala tiden som produktionslinjerna på ett verkstadsgolv är inaktiva. Det omfattar planerade och oplanerade stopp.

Stilleståndstid produktion = Summan av total stilleståndstid under en tidsram

Oplanerad stilleståndstid

Oplanerad stilleståndstid mäter den totala tid som spenderas på tomgång på grund av problem med tillförlitlighet, procedurer eller brott. Orsakerna kan vara kopplade till maskiner eller operatörernas kompetens.

Oplanerad stilleståndstid = Summan av den totala oplanerade stilleståndstiden under en tidsram

Antal stopp

Antal stopp mäter det totala antalet stopp under ett skift. Ytterligare information om stopporsaker kan hjälpa oss att upptäcka ineffektivitet som behöver åtgärdas.

Övergripande utrustningseffektivitet (OEE)

OEE är ett mått som används för att övervaka, utvärdera och förbättra effektiviteten i en produktionsprocess, uttryckt i procent. Genom OEE kan vi mäta utrustningens utnyttjandegrad, vilket hjälper fabrikerna att ta reda på vilka områden som behöver åtgärdas.

OEE = Tillgänglighet x Prestanda x Kvalitet

Övergripande operativ effektivitet (OOE)

OOE liknar OEE, med en skillnad i mätningen av tillgänglighet. Till skillnad från OEE tar Overall Operations Effectiveness hänsyn till den tid som läggs på underhållsuppgifter.

OOE = Tillgänglighet x Prestanda x Kvalitet

Läs vår fullständiga guide om beräkning av OEE: Hur man beräknar OEE.

Genomströmningshastighet

Genomströmningshastighet mäter den produktionsvolym som slutförts under en viss tidsperiod. Den används ofta felaktigt som en synonym till ledtid. Jämfört med cykeltid är den avsedd för utvärdering av processer, eftersom genomloppstid hjälper till att identifiera flaskhalsar.

Genomströmningshastighet = Totalt antal producerade enheter / Flödestid

Där flödestid står för summan av bearbetningstid, inspektionstid, förflyttningstid och kötid. Tänk på att genomströmningshastigheten endast räknar enheter som producerats direkt.

Total effektiv utrustningsprestanda (TEEP)

Detta nyckeltal har samma formel som både OEE och OOE. TEEP avser att utvärdera den maximala effektiva utrustningsprestandan om maskinerna körs dygnet runt, året runt och alltid med rätt produktion första gången.

TEEP = Tillgänglighet x Prestanda x Kvalitet

I TEEP räknas både tillgänglighet och kvalitet som 100%.

Kapacitetsutnyttjande

Kapacitetsutnyttjandet mäter hur mycket av verkstadsgolvets totala kapacitet som används. Detta nyckeltal används för att analysera tillväxtmöjligheter och även för att bedöma effektiviteten. Det uttrycks i procent.

Kapacitetsutnyttjande = (Total kapacitet som används under en tidsram / Total tillgänglig produktionskapacitet) x 100

Cykeltid

Cykeltiden mäter den tid det tar att producera en enhet från början till slut. Till skillnad från Throughput Rate tar den inte hänsyn till köer i beräkningen.

Cykeltid = Nettoproduktionstid / Antal producerade enheter

En annan formel för detta är:

Cykeltid = processens sluttid - processens starttid

Ledtid

Ledtiden mäter den totala tid som krävs för att kunderna ska få sina beställningar från det ögonblick då de läggs. Företag tar vanligtvis hänsyn till bufferten - lager av tillgängliga produkter - istället för den faktiska tid som krävs för att producera en enhet (om vi inte talar om skräddarsydda produkter).

Ledtid = Orderbehandlingstid + Produktionsledtid + Leveranstid

Takttid

Takttid är ett mått som anger hur snabbt du bör färdigställa en produkt för att möta konsumenternas efterfrågan. Det är en viktig KPI, precis som OEE, genomloppstid och cykeltid, eftersom det hjälper oss att optimera produktionskapaciteten för att möta efterfrågan utan att överbelasta lagringskapaciteten.

Takttid = Total tillgänglig produktionstid / Genomsnittlig efterfrågan från kund

Tid för omställning

Changeover mäter den tid det tar för en produktlinje att övergå från att arbeta med en produkt till en annan. Denna tid omfattar uppgifter som att identifiera specifika verktyg eller maskindelar som en produkt behöver för tillverkning, och borttagning av icke efterfrågade delar.

Omställningstid = tillgänglig nettotid - produktionstid

Att minska omställningstiden är avgörande för att maximera produktionskapaciteten.

KPI:er för kostnadsreduktion och förbättrad lönsamhet

Rätt första gången (RFT)

RFT är ett viktigt mått att ta hänsyn till vid OEE-beräkning när det gäller kvalitet. Det innebär det totala antalet produkter som producerades under acceptabla förhållanden första gången de tillverkades. De enheter som inte uppfyller detta kriterium kallas för skrot eller omarbetningar, beroende på graden av misslyckande.

Rörelseresultat netto

Rörelseresultatet mäter de pengar som återstår när intäkter och rörelsekostnader, räntor och skatter har dragits av. Det är en indikator på hur mycket en fabrik tjänar och kan beräknas totalt eller per produktlinje.

Rörelseresultat netto = (Intäkter - Rörelsekostnader) - Räntor och skatter

Energikostnad per enhet

Energikostnad per enhet mäter hur mycket energi som krävs för att tillverka en enhet. Detta nyckeltal är avgörande för fabriker som går mot en hållbar produktion, och övervakning av det kan avsevärt minska driftskostnaderna.

Energikostnad per enhet = Summan av energikostnader / Antal tillverkade enheter

Resultat före räntor, skatter, avskrivningar och amorteringar (EBITDA)

Om vi är ute efter att förbättra intäkterna är EBITDA ett mått som används för att jämföra företagens nettoresultat. Investerare använder ofta detta mått för att utvärdera ett företags värde i branscher med omfattande tillgångar i form av utrustning, byggnader och markvärde.

EBITDA = Nettoresultat + räntor + skatter + avskrivningar + amorteringar

EBITDA tar bort effekterna av skuldfinansiering, avskrivningar och skatter, vilket innebär att du får en uppfattning om de kontanter som produceras innan du betalar dess operativa, intressenter och statliga kostnader. Chefer använder EBITDA för att förstå företagets kassaflöde före viktiga finansiella beslut.

Övertidsersättning

Övertidsfrekvensen mäter de anställdas extra arbetstimmar för att täcka upp utöver skiften. Det är ett viktigt mått att jämföra med genomströmningshastigheten för att analysera brister i produktionsprocesserna. Det uttrycks i procent.

När taktiker som syftar till att automatisera processer eller minska stopporsaker är på plats kan företag avsevärt minska övertidsuttaget, vilket minskar produktionskostnaderna från humankapitalsidan.

Övertidsersättning = (Övertidstimmar / Totalt antal arbetade timmar) x 100

KPI:er för kvalitetsförbättring

Värde av skrotat material

Denna KPI representerar det monetära värdet av skrot, minus dess bortskaffningskostnad. Skrot säljs vanligtvis eftersom det inte kan omarbetas till nya delar.

Skrotvärde = Intäkter från avyttring av skrot - Avyttringskostnad

Avkastning

Avkastningen mäter den totala volymen av producerade produkter jämfört med insatsen av råmaterial. Det tar inte hänsyn till ineffektivitet i tillverkningen.

Yield = (Faktiskt antal tillverkade produkter / Teoretisk maxproduktion baserat på råvarutillförsel) x 100

Första gången avkastning

Till skillnad från de tidigare relaterade nyckeltalen representerar First Time Yield det totala antalet icke-defekta produkter i förhållande till den totala produktionen. Det representeras som en kvot.

First Time Yield = Totalt antal icke-defekta enheter / Totalt antal tillverkade produkter

Genom att använda First Time Yield som indikator kan man studera effekterna av materialkvalitet eller utrustningens prestanda.

Avkastningsgrad (ROR) & Avkastningsgrad för konsument (RCR)

Två definitioner av ROR är relevanta för tillverkningsindustrin. Den första, den typiska ROR-definitionen, mäter kapitalutgifternas resultat över tid. Avkastningsgraden uttrycks i procent och utvärderar vinster eller förluster från en investering som gjorts under en period.

Avkastningsgrad (ROR) = (aktuellt värde - initialt värde / initialt värde) x 100

Det finns dock ett annat sätt att definiera avkastningsgraden i tillverkningsindustrin, som vi kommer att kalla avkastningsgraden (Rate of Consumer Reject, RCR). Detta mått mäter antalet artiklar som skickas tillbaka till en fabrik, så kallade Consumer Rejects. RCR kan också anges som ROR, vilket ofta leder till missförstånd.

Kassationsprocent (RCR) = Antal kasserade enheter per batch / Antal producerade enheter per batch

KPI:er för underhåll

Genomsnittlig tid mellan fel (MTBF)

MTBF mäter den genomsnittliga tiden mellan maskinfel och är ett viktigt mått för att utvärdera tillförlitligheten i våra produktionsprocesser.

MTBF = Drifttid i timmar / Antal fel

Mätningen beror i hög grad på start/stopp-cykler, omgivningsförhållanden, service osv.

Procentuellt planerat underhåll (PMP)

PMP jämför det totala antalet timmar som en organisation spenderar på reparations- och underhållsuppgifter med den schemalagda tiden för dessa uppgifter. Denna KPI hjälper till att förstå den tid som krävs för att korrekt utföra underhållsuppgifter.

Procent planerat underhåll = (Antal planerade underhållstimmar / Antal totala underhållstimmar) x 100

Genomsnittlig stilleståndstid (MDT)

Vårt sista mått är Mean Downtime (MTD), som representerar den tid som krävs för att reparera ett fel efter ett haveri.

Genomsnittlig stilleståndstid = Total stilleståndstid / Antal stilleståndshändelser

Hur man använder KPI:er på daglig basis

KPI:er är ett kraftfullt verktyg för att utvärdera prestanda och var ett företag befinner sig när det gäller mål att uppnå. Dessa mått används på alla nivåer, från chefer som definierar strategier och investeringar och utvecklar nya produktlinjer, till operatörer som jämför prestanda för maskiner och sina egna färdigheter.

KPI:er för tillverkning kan stärka medarbetarna. Med rätt mått för att mäta deras prestationer kan de ifrågasätta den taktik och kunskap som krävs för att använda maskiner på bästa sätt, vilket hjälper dem att bli bättre yrkesmänniskor med tiden.

Den mest kritiska aspekten när man arbetar med KPI:er är dock att räkna med tillförlitliga data som kan analyseras. Vi kommer att prata mer om det i nästa avsnitt.

Hur man spårar KPI:er för tillverkning

Innan företagen börjar spåra KPI:er måste de välja vilka mätetal de vill spåra och med vilka metoder. Numera är det vanligt att använda sig av programvara för tillverkningsövervakning, eftersom det är praktiskt och enkelt att få tillgång till data när som helst på dygnet.

Att använda manuella metoder för att spåra nyckeltal, särskilt kvalitetsnyckeltal, innebär en risk för mänskliga fel, observatörsbias och forskarbias, bland andra relaterade felaktigheter i data. I sådana fall kan den upprepade uppgiften att manuellt räkna defekta delar leda till underskattningar av skrotantalet. Energimätning är inte exakt när den görs med manuella metoder, och det är bara ett par anledningar till att välja 4.0-industriteknik för detta ändamål.

När data samlas in och bearbetas med hjälp av mjukvarulösningar ger det nya möjligheter för forskningen. Tidsåtgången för datainsamlingsprocessen minskar avsevärt jämfört med manuella processer. En extra fördel är att du kan räkna med säkerhetsklassade metoder för säkerhetskopiering av din information, vilket ger tillgång i olika kategorier till de personer som är involverade i olika projektfaser.

Vad är KPI-dashboards för tillverkning?

Nu när vi har diskuterat viktiga KPI:er, deras betydelse för beslutsfattandet och hur man samlar in dem, är det dags att nämna hur man visualiserar dessa mätvärden.

En KPI-dashboard för tillverkning är ett verktyg som ingår i programvaran för produktionsövervakning och som visualiserar KPI-data i realtid. Dessa instrumentpaneler är kopplade till IoT-sensorer för informationshämtning, och de kombinerar olika verktyg för analys i realtid, rapportering, eskalering av problem för lämplig felsökning, finansiella verktyg med mera. Förbyggda rapportverktyg hjälper operatörerna att snabbt åtgärda stopporsaker vid olika punkter i produktlinjen, eller att mata in information som är relevant för förebyggande underhållsuppgifter.

Det finns olika typer av KPI-instrumentpaneler för tillverkning, som vi ska kategorisera efter deras huvudsakliga användningsområde.

Instrumentpaneler för produktionsprestanda

Detta är den typiska instrumentpanelen som du möter på verkstadsgolvet. Den visar realtidsinformation om utvalda mätvärden som är kopplade till produktionen, t.ex:

• OEE
• Stilleståndstid för utrustning
• Antal stopp
• Genomsnittlig stopplängd
• MTBF
• Cykeltid
• Antal tillverkade delar

Nedan kan vi se ett exempel på en dashboard för produktionsprestanda från Factbird.

‍

Instrumentpaneler för kvalitet i tillverkningen

Används ofta som ett verktyg för att utvärdera kvalitet i OEE i djupare detalj. Dessa instrumentpaneler spårar antalet defekta produkter i förhållande till produktion av acceptabel kvalitet, men kan också ge information om kvaliteten på det råmaterial som matas till maskinerna.

Vanliga KPI:er som spåras i instrumentpaneler för tillverkningskvalitet:

• Avkastning
• Första gången avkastning
• Avkastningsränta

Instrumentpaneler för hantering av tillverkningskostnader

Dessa instrumentpaneler används främst av produktchefer och företagets ekonomiavdelning och visar nyckeltal för produktionskostnader i realtid och lönsamhet. Exempel på mätvärden som de kan spåra:

• EBITDA
• Nettoresultat av verksamheten
• Övertidsersättning
• ROA

Instrumentpaneler för Lean Manufacturing

Företag som använder Lean-metodik bör arbeta med den här typen av instrumentpaneler för att kunna följa upp sina mål. Instrumentpaneler för Lean-tillverkning kan snabbt ge insikter, i form av rapporter, om potentiella tillväxtmöjligheter.

Typiska mätvärden som spåras av instrumentpaneler för lean manufacturing:

• Cykeltid
• Genomströmningstid
• Kapacitetsutnyttjande
• Övertidsersättning
• Stilleståndstid
• Energikostnad per enhet
• OEE

Hur hjälper Factbird Data företag att förstå sina KPI:er?

Programvarulösningar som Factbird hjälper inte bara företag att spåra KPI-data och visualisera dem, utan tillhandahåller också ett omfattande utbud av tjänster som t.ex:

• Exakt datainsamling tillgänglig 24/7: Datainsamlingen hanteras av våra Factbird industriella IoT-gateways och synkroniseras sedan till molnet, där användarna kan arbeta med dem via skrivbord, instrumentpaneler, mobiler och surfplattor. Informationen säkras genom SSL-kryptering, så du kan vara säker på att alla känsliga data är skyddade.
• Datakonsolidering i rapporter: De dagar är förbi då operatörer och chefer var tvungna att manuellt extrahera information till Excel-ark. Vår Factbird-applikation skapar omedelbart rapporter från valda tidsramar, som är lätta att distribuera bland teammedlemmar och intressenter.
• Insikter om KPI:er: Genom att koppla ihop Factbird-sensorerna med verktyg som Factbird View får siffrorna som visas på KPI-instrumentpaneler liv tack vare exakta videofilmer, vilket gör det möjligt för användare att upptäcka orsakerna bakom indikatorer. Att identifiera flaskhalsar eller defekter i produktlinjen har aldrig varit så enkelt.
• Interaktion med andra plattformar: Vi är medvetna om att det finns andra programvarulösningar på marknaden för dataanalys, t.ex. Power BI. Factbird erbjuder interaktion med annan befintlig teknik, såsom PLC, ERP och OPC, vilket gör det möjligt för användare att bygga komplexa teknikstackar för tillverkning enligt deras behov.

Genom att arbeta med data som kan hämtas direkt behöver operatörerna inte förlita sig på magkänsla för att felsöka prestandaproblem. Beslut fattas nu på grundval av fakta, vilket skapar förtroende hos operatörerna och förenar organisationen i ett tankesätt som bygger på kontinuerlig utveckling.

Alla data som hämtas kan analyseras i realtid, vilket hjälper fabrikerna att utvärdera processer och prestanda och hitta metoder som ger de bästa produktionssiffrorna från maskinerna vid varje given tidpunkt.

Avslutande tankar

Att lära sig arbeta med rätt uppsättning KPI:er för ditt företag är det första steget mot en framgångsrik produktionstakt. Ledningen kan fatta beslut baserat på tillförlitlig information vid varje given tidpunkt, vilket gör det möjligt att justera strategimålen utifrån den information som presenteras av dessa indikatorer.

‍