In ambito produttivo aziendale la misurazione delle performance produttive è una cultura che, se viene sviluppata con il coinvolgimento e la sensibilizzazione delle risorse, può fornire degli indicatori di cui l’azienda non potrà più fare a meno e che potranno solo migliorare nel corso degli anni.
Il parametro che generalmente si utilizza per misurare le performance di una linea di produzione è l’efficienza. Esistono tuttavia altri parametri come la produttività, l’utilizzabilità e il rendimento; tutti numeri percentuali che sono il risultato di un rapporto tra potenzialità e realtà, tra ciò che sarebbe possibile utilizzare e ciò che è stato utilizzato.
L’approccio iniziale del calcolo degli indici può essere fatto manualmente attraverso la definizione di modelli semplici realizzati su fogli di calcolo e alimentati manualmente dai responsabili di produzione e dalle rilevazioni degli operatori di fabbrica. In una fase iniziale per approcciarsi alla misurazione, anche se alcuni dati risultano difficili da rilevare, alcuni di questi possono essere ipotizzati o calcolati indirettamente in modo da poter dedurre gli indici e iniziare la fase più importante: la condivisione e l’analisi.
Nel tempo si sono affacciati nel panorama del MES dei modelli semplificati che acquisiscono i dati direttamente dai sistemi di automazione. I vari stati delle linee sono memorizzati su tabelle di database le cui colonne sono: data e ora, linea, stato della linea. Gli algoritmi per passare dalle righe di tali tabelle all’efficienza sono basati su interpretazioni degli stati attuali, precedenti, seguenti e di altre informazioni della linea. Ad esempio uno stato di non-funzionamento potrebbe essere dovuto a mancanza di ordini di produzione o ad un allarme scatenato poco prima da un sensore.
La causa della fermata, del rallentamento e delle difettosità determinano quale indice di performance viene intaccato da quell’evento.
L’introduzione di sistemi automatizzati di raccolta dati ha portato a individuare modelli di calcolo delle prestazioni di funzionamento della produzione più vicini ad elaborazioni automatiche. L’approccio è quindi quello della modellizzazione di un fattore comune, il tempo, di un “elemento granulare uguale per tutti i fatti di produzione” che possa essere memorizzato come righe di una stessa tabella: il ritardo di produzione.
Questi sono i tre passaggi chiave
1) Tutti i fatti di produzione devono essere modellati come intervalli di tempo (perso) devono essere attribuiti ad una causale e ad una linea.
2) Le causali della fermata devono essere determinate secondo la seguente sequenza: inizialmente si cercherà di individuare la causale dalle informazioni presenti nell’automazione. Se ciò non fosse possibile si potrà chiedere all’operatore di indicare la causa. Se nemmeno lui fosse in grado di spiegare il perchè della fermata o del ritardo, sarà il capo reparto a fine turno a mettere in chiaro la situazione.
3) Ogni causale deve essere associata ad una famiglia di causali per consentire in sede di analisi di raggruppare i tempi – e quindi di sommarli – in ritardi per famiglia.
Riguardo al punto 2, nell’ambito della rilevazione automatica delle causali, utilizzando i dati dell’automazione, si può considerare il seguente esempio.
Quando una linea ha uno stop & go si cerca subito di definire la causale del ritardo iniziando dalle informazioni on-line (stato degli allarmi, dalle logiche del sistema di Execution o dallo SCADA).
Se la fermata della linea è:
- conseguente ad un work-order-end e il go ad uno work-order-start la causale sarà Perdita Pianificata che appartiene alla famiglia della Disponibilità oppure se
- conseguente ad una mancanza di materia prima (ad esempio rilevato dall’attivazione del segnale MancanzaProdotto) sarà di tipo Organizzativo sempre appartenente alla famiglia della Disponibilità, oppure se
- breve (ad esempio inferiore a 2 secondi) si tratterà di una Microinterruzione appartenente alla famiglia delle Prestazioni.
Altre causali si possono ottenere dalla comparazione tra il risultato atteso e quello realizzato. Si può trattare di un ritardo dovuto ad una velocità inferiore alla velocità standard. La causale in questo caso sarà PerditaDiVelocità appartenente alla famiglia delle Prestazioni.
Per finire, la dichiarazione di scarti (prodotti eseguiti ma non conformi alle specifiche) può essere trasformata in ritardi equivalenti moltiplicando il numero dei prodotti scartati per il tempo di produzione medio di un singolo elemento a sua volta ricavato dal tempo dedicato alla produzione diviso il numero di prodotto (buoni e scarti). La causale sarà in questo caso Scarto e la famiglia sarà Qualità.
Ciascun totale di famiglia va poi rapportato col tempo massimo teorico di ciascuna famiglia ed il risultato è l’indice di efficienza della singola famiglia. Indici di Disponibilità, Prestazione e di Qualità.
L’indice di Disponibilità è il rapporto tra il tempo in cui la linea era disponibile a produrre (detto Tempo netto di esecuzione) meno i ritardi della famiglia Disponibilità (detto Tempo di funzionamento netto) e il Tempo Disponibile per la Produzione. Con riferimento alla figura si tratta del rapporto B/A. Per come è costruito l’indice, il risultato è sempre un valore tra 0 e 1 (o tra 0% e 100%). Analogamente per l’indice della famiglia Prestazioni – secondo la figura C/B – e della famiglia Qualità – pari al rapporto D/C.
Moltiplicando i 3 indici tra loro si ottiene l’indice di efficacia della linea, detto anche OEE. In formule:
B/A x C/B x D/C = D/A
Si può anche definire l’OEE come rapporto tra il Tempo dedicato alla produzione dei soli pezzi buoni e il Tempo Disponibile per Produrre (D/A), tuttavia l’attribuzione delle cause dei ritardi a una delle 3 famiglie consente, in fase di analisi, di pilotare le energie e le risorse a migliorare l’indice più deficitario.
In generale dalla mia esperienza un OEE dell’ordine del 70% che a prima vista potrebbe sembrare scarso è in realtà molto alto. Se si ipotizza infatti un’efficienza dello 0,9 per ciascuna famiglia si otterrà un OEE del 73%.
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