KPI OEE: cosa sono e come calcolare l'efficienza produttiva

Conoscere in tempo reale gli indicatori di performance e tra questi KPI anche l’OEE (Overall Equipment Effectiveness) è la condizione necessaria per consentire alle imprese manifatturiere di migliorare la propria efficienza produttiva.

Oggi che le macchine sono sempre più complesse e i cicli produttivi sempre più rapidi, la sfida è quella di valutare le performance produttive degli impianti in modo da poter prendere decisioni più rapide e informate. Una sfida che si può vincere solo tramite la business intelligence.

Utilizzare gli indicatori di performance giusti è essenziale non solo nella fase di produzione per il raggiungimento di un output ottimale ma per qualsiasi altro obiettivo aziendale: dal taglio dei costi all’aumento delle vendite fino alla riduzione del time to market per il lancio di nuovi prodotti o servizi.

Spesso però la mole considerevole di dati raccolti non facilita questo obiettivo, anzi. E il rischio di lavorare su KPI poco precisi o confusi, può essere controproducente. Sono ancora diverse le aziende che raccolgono dati senza uno scopo preciso o che, comunque, non li sanno “mettere a terra” per aumentare la propria efficienza.

Cosa è il KPI OEE

Fino a qualche anno fa, le aziende manifatturiere potevano solamente calcolare per quanto tempo impiegavano i propri macchinari e quanti pezzi conformi riuscivano a produrre in un determinato periodo, ma non avevano un’informazione decisiva per ottimizzarne le prestazioni: sapere come e quanto potevano essere utilizzate quelle stesse macchine per massimizzarne le performance produttive.

Questo perché non potevano tracciare costantemente il parametro di produzione più importante: l’OEE.

Il KPI OEE è l’indicatore di efficienza generale dell'impianto. Il suo valore si ottiene attraverso tantissime variabili come guasti, modifiche di setup, rilavorazioni, scarti, perdite di velocità della macchina ecc. e mette in luce tutte le inefficienze che causano una minore produttività rispetto alle reali possibilità di produzione.

Come si calcola l’OEE

Per produrre una qualità costante è necessario un continuo monitoraggio dei livelli di performance delle macchine. È per questo che l’industria food&beverage deve apportare continui miglioramenti ai suoi processi di produzione, come la riduzione dei tempi di inattività. Ciò si traduce in un processo di miglioramento continuo che punta a ridurre la quantità dei prodotti non conformi agli standard qualitativi.

Tutto ciò è possibile attraverso il calcolo dell’OEE. Questo indicatore di performance è fondamentale per intercettare inefficienze e marginalizzare profitti. Individuare            in tempo reale le deviazioni e le variabilità dei macchinari apporta un valore ancora maggiore, in quanto un basso valore OEE - e quindi uno scarso rendimento della macchina utensile - ha un impatto immediato sulle ore di lavoro e sui costi di produzione, intesi come manodopera diretta e spese dello stabilimento. Se questi valori non si correggono strada facendo con i giusti strumenti, le perdite di profitto e l’aumento dei consumi di energia dovuti ai fermi macchina si trasformano nei due fattori che più impattano sulla produttività.

I KPI da considerare nel calcolo della OEE generano informazioni sui tre fattori principali di perdita in un ciclo produttivo: disponibilità, prestazioni e qualità. I punteggi OEE su queste 3 variabili forniscono un quadro accurato dell’efficienza del processo produttivo, nonostante non possano di per sé garantire la comprensione delle cause sottostanti la perdita di produttività.

Come si misura dunque un OEE? Esiste una vera e propria formula matematica per calcolarlo attraverso la moltiplicazione tra loro dei tre fattori: disponibilità degli impianti, prestazione e qualità. Questo prodotto offre la misura della Overall Equipment Effectiveness. Ognuna delle variabili che concorrono alla OEE sono poi a loro volta il risultato di altre relazioni.

La disponibilità della macchina, ad esempio, è il rapporto tra il tempo in cui questa viene effettivamente utilizzata nella lavorazione dei prodotti e il tempo potenziale durante il quale la macchina potrebbe lavorare.

La prestazione invece consiste nel rapporto tra il numero di pezzi effettivamente prodotti in un determinato intervallo di tempo rispetto alla produzione teorica raggiungibile.

L’ultimo parametro da prendere in considerazione è la qualità dell’output. Ovvero il calcolo dei pezzi prodotti con gli standard qualitativi richiesti per la conformità rispetto a quelli totali prodotti. Comprendere quanti articoli sono da scartare o rilavorare è l’ultimo decisivo fattore per il calcolo dell’OEE.

Esempi di calcolo della OEE

Il calcolo dell’OEE consente di ottenere un singolo valore che cattura il livello di efficienza (OEE) a partire dalla relazione fra i tre numeri che fotografano in tempo reale la natura delle inefficienze (disponibilità, prestazioni e qualità).

Ricordiamo le variabili in gioco in questo conteggio sull'efficienza produttiva.

• Disponibilità: è un fattore calcolato come rapporto tra tempo di esecuzione e tempo di produzione pianificato. Il tempo di esecuzione è calcolato a partire dal tempo di produzione pianificato meno il tempo di arresto in cui il processo di produzione si è fermato a causa di fermi macchina non pianificati.
• Prestazioni: si misurano tenendo conto di tutto ciò che interrompe il processo di produzione e che implica una velocità inferiore a quella massima prestabilita. Le prestazioni sono il rapporto tra il tempo di esecuzione netto e il tempo di esecuzione ideale.
• Qualità: quanti sono i pezzi prodotti che non soddisfano gli standard di qualità? In questo calcolo si definiscono quanti sono i ‘pezzi buoni’ che passano il processo di produzione alla prima lavorazione senza richiedere alcun intervento.

Un esempio in concreto di calcolo dell’OEE

Immaginiamo un'azienda agroalimentare che produce pralinati o pastigliaggi (grandi volumi in tempi ridotti). Ecco un calcolo verosimile sull'efficienza del processo produttivo di un turno di lavoro:

Tempo di produzione previsto = 480 minuti - 60 minuti di pausa = 420 minuti

Tempo di esecuzione= 420 minuti - 47 minuti di inattività = 373 minuti

Conteggio ‘pezzi buoni’= 19.271 - 423 = 18.848

Da qui abbiamo:

• Disponibilità (Tempo di esecuzione / Tempo di produzione pianificato)

373 minuti / 420 minuti = 0.8881 (88.81%)

• Prestazioni (Conteggio totale / Tempo di esecuzione) / Velocità di esecuzione ideale

19.271 pezzi / 373 minuti) / 60 parti al minuto = 0,8611 (86,11%)

• Qualità (Pezzi buoni / Conteggio totale)

18.848 pezzi buoni / 19.271 pezzi totali = 0,9780 (97,80%)

Una volta ottenuti i valori dei tre fattori, si può seguire due metodi per calcolare l’OEE:

1° metodo di conteggio: Disponibilità × Prestazioni × Qualità

0,8881 × 0,8611 × 0,9780 = 0,7479 (74,79%)

2° metodo di conteggio: Pezzi buoni × Tempo di ciclo ideale / Tempo di produzione pianificato

18.848 × 1,0 secondi / (420 minuti × 60 secondi) = 0,7479 (74,79%)

In generale il calcolo dettagliato di una OEE aiuta a ridurre le fermate programmate ottimizzando i piani di manutenzione, abilita un vero e proprio sistema di monitoraggio per prevenire guasti improvvisi e ridurre le interruzioni, e scova le cause degli scarti per implementare misure correttive e migliorare la qualità del prodotto.

Fonte: https://www.oee.com

Il valore del calcolo

Una OEE del 100% è il risultato a cui si tende, ma difficilmente è raggiungibile, data la complessità dell'ambiente industriale e l'imprevedibilità stessa dei macchinari. Motivo per cui un valore considerato ‘best in class’ è un 85%, obiettivo verosimile per aziende con impianti industriali strutturati.

Un rendimento del 60% è più in generale considerato il KPI tipico e in linea con la media delle aziende manifatturiere, mentre un OEE del 40% è un risultato che più si addice a quelle realtà che hanno da poco iniziato a monitorare le prestazioni in produzione. Oggi però con la potenza dell'intelligenza artificiale, le aziende possono aumentare l'OEE del 50-100%, secondo le stime di McKinsey per il settore farmaceutico, uno dei più critici.

I vantaggi del calcolo della OEE in tempo reale 

Il calcolo e il monitoraggio   in tempo reale delle performance di processo serve a rispondere alle sfide odierne dell'industria alimentare che richiedono sempre più flessibilità, rapidità di risposta, controllo puntuale dei costi e miglioramento continuo della produttività.

Generare dati sulla OEE (Overall Equipment Effectiveness) in tempo reale consente di prevedere ciò che in stabilimento sta per accadere, quello che accadrà domani, e intervenire laddove è necessario con estrema accuratezza per mitigare possibili rischi e derive pericolose nelle operations.

Uno dei più grandi vantaggi della OEE real time è il suo supporto nella creazione della fabbrica intelligente digitalizzata che utilizza dispositivi, macchinari e sistemi di produzione connessi per raccogliere e condividere continuamente dati. La raccolta di queste informazioni è necessaria per prendere decisioni variabili a seconda delle risultanze in real time.

I processi monitorati con la metrica OEE comportano vantaggi come:

• visione immediata dell'efficienza di ogni linea di produzione, macchina o processo;
• identificazione dei difetti da cui implementare azioni correttive immediate, riducendo gli scarti del prodotto e garantendo la qualità;
• adozione di metodologie di lean manufacturing e di ottimizzazione continua che incrementano la produttività;
• risposte in tempo reale a guasti imprevisti.

Esempio: in un impianto di produzione di pasta, dal calcolo di un OEE in tempo reale si può intercettare un calo di prestazioni dei macchinari dovuto a un problema di dosaggio degli ingredienti nell'impasto. Intervenendo tempestivamente per risolvere il problema si può evitare la produzione di tonnellate di pasta difettosa e lo spreco conseguente di materie prime. Il che comporta un risparmio di costi e un miglioramento della qualità del prodotto finale.

Il ruolo della Business Intelligence

Il questo contesto il ruolo della business intelligence è triplice:

• estrarre e raccogliere il dato
• trasformarlo in informazione e organizzarlo
• presentarlo

Nella seconda fase di “normalizzazione” il dato grezzo viene trasformato in un’informazione fruibile dal sistema per il calcolo degli indicatori di performance.

In generale un sistema di BI deve integrare le più moderne tecnologie di analisi dei dati per completare questo processo e, dal dato grezzo, arrivare fino alla sua presentazione (che dev’essere fruibile e immediata attraverso le dashboard della soluzione stessa). Naturalmente poi è indispensabile attivare un sistema di alert che avvisi l’operatore ogni volta che l’efficienza produttiva scende al di sotto di determinati livelli.

Il punto è che la misurazione dell'OEE in tempo reale consente numerosi vantaggi strategici e operativi per le aziende che possono:

• intraprendere più rapidamente azioni correttive al verificarsi di un evento imprevisto;

• mantenere le proprie prestazioni produttive ai massimi livelli;

• ridurre al minimo i tempi di fermo macchina;

• gestire più efficacemente la manutenzione degli impianti;

• valutare i tempi di rilavorazione dei pezzi non conformi

Conclusione 

Secondo alcune stime, un’azienda “virtuosa” ha dei livelli di efficienza produttiva del 60% circa. Questo significa che i margini di crescita non mancano, e sfruttare la BI è il modo migliore per definire e gestire i propri KPI (e tra questi l’OEE) per aumentare rapidamente i propri livelli di efficienza.