OEE nedir? Availability, Performance ve Quality açıklaması

OEE, yani Overall Equipment Effectiveness (Toplam Ekipman Etkinliği), planlanan üretim sürenizin ne kadarının gerçekten verimli geçtiğini gösteren tek bir yüzdedir. Üç faktörün çarpımıdır: Availability (kullanılabilirlik), Performance (performans) ve Quality (kalite). Yüzde 100 OEE, ekipmanın planlandığı süre boyunca yalnızca sağlam parça ürettiği, tasarım hızında çalıştığı ve hiç plansız ya da planlı duruş yaşamadığı anlamına gelir. 100'ün altındaki her puan, incelenip üzerinde çalışılabilecek belirli bir kayba işaret eder.

OEE'nin değeri sayının kendisinde değil, sayının dağınık bir gerçekliğe dayattığı yapıdadır. Duran bir makine, tasarım hızının altında çalışan bir makine ve hurda üreten bir makine birbirinden çok farklı üç sorundur. OEE bu sorunları üç faktöre ayırır; böylece bir fabrika müdürü tek bakışta düşük puanın bir bakım sorunu mu, hız sorunu mu yoksa kalite sorunu mu olduğunu görebilir. Bu yazı metriği tanımlar, formülleri adım adım açıklar, tam bir sayısal örnek çözer ve yöntemin sınırlarıyla biter; çünkü sınırları bilinmeden uygulanan bir metrik yanlış okunur.

OEE nereden geliyor

OEE, Seiichi Nakajima tarafından Total Productive Maintenance (TPM), yani Toplam Üretken Bakım metodolojisinin bir parçası olarak ortaya kondu. TPM 1970'lerde Japonya'da geliştirilen, daha sonra İngilizceye çevrilen bir ekipman yönetimi yaklaşımıdır. Nakajima 1988'de yayımlanan Introduction to TPM kitabında OEE'yi, ekipmanın işini yapmasını engelleyen gizli kayıpları ortaya çıkarmanın bir yolu olarak tanımladı. Metrik daha sonra ISO 22400-2:2014 standardında, üretim operasyonları yönetimi (MOM) katmanındaki bir temel performans göstergesi (KPI) olarak resmiyet kazandı. Standart, OEE'yi planlanan meşgul süre, fiili üretim süresi ve sağlam ürün miktarı gibi tanımlı zaman elemanlarıyla birlikte ele alır.

İki gelenek arasında anlamlı bir fark vardır. Nakajima'yı izleyen TPM geleneği OEE'yi Availability, Performance ve Quality'nin çarpımı olarak ifade eder ve her faktörü Altı Büyük Kayıp'tan ikisine eşler. ISO 22400-2 standardı ise OEE'yi farklı eleman adları kullanan biçimsel bir zaman modeli içinde tanımlar. Hakemli çalışmalar, özellikle Schiraldi ve Varisco'nun (2020) Computers and Industrial Engineering dergisindeki makalesi, ISO standardının birden fazla OEE formülasyonu içerdiğini ve bunların TPM modeliyle otomatik olarak tutarlı olmadığını göstermiştir. Pratikteki sonuç şudur: iki ekip ya da iki sistem OEE rakamlarını karşılaştırmadan önce hangi formülasyonu kullandıkları konusunda anlaşmalıdır. Bu noktaya sınırlar bölümünde döneceğiz.

Üç faktörün tanımı

OEE'yi hesaplamanın tercih edilen yolu, üç faktörden yola çıkmaktır. Her faktör ekipmanla ilgili tek bir soruyu yanıtlar.

Availability şunu sorar: makine çalışması gerektiğinde çalışıyor muydu? Run Time'ın (çalışma süresi) Planned Production Time'a (planlanan üretim süresi) oranıdır.

Performance şunu sorar: makine çalışırken olması gereken hızda mı çalışıyordu? Parçaları üretmek için gereken en kısa sürenin, fiilen harcanan süreye oranıdır.

Quality şunu sorar: üretilen her şeyin ne kadarı ilk geçişte sağlam çıktı? Good Count'un (sağlam adet) Total Count'a (toplam adet) oranıdır.

Formüllere geçmeden önce dört zaman ve adet terimini netleştirmek gerekir; çünkü bu tanımlardaki küçük farklar sonucu bütünüyle değiştirir.

Planned Production Time (planlanan üretim süresi), ekipmanın üretim yapması beklenen süredir. Vardiya süresinden, çalışma niyeti olmayan her şey çıkarılarak bulunur: molalar, öğle araları, planlı bakımlar ve sipariş olmayan dönemler. Availability faktörünün paydasıdır.

Run Time (çalışma süresi), Planned Production Time'dan Stop Time'ın (duruş süresi) çıkarılmasıyla bulunur. Stop Time hem arızalar ve malzeme eksikliği gibi plansız duruşları hem de kalıp değişimi ve ayar gibi planlı duruşları kapsar. İkisi de sayılır, çünkü ikisi de üretim için kullanılabilecek zamandır.

Ideal Cycle Time (ideal çevrim süresi), optimal koşullarda bir parçayı üretmenin en kısa süresidir. Teorik ya da etiket (nameplate) çevrim süresi olarak da adlandırılır. Performance'ın ölçüldüğü referans hızdır.

Total Count ve Good Count, üretilen parça sayısı ile bunların ilk geçişte kaliteden geçen kısmıdır. Yeniden işlenen (rework) parçalar sağlam sayılmaz. OEE kaliteyi First Pass Yield (ilk geçiş verimi) gibi ele alır: yeniden işleme ihtiyacı duyan bir parça bu hesaplama için sağlam parça değildir.

Formüller

Terimler netleştikten sonra hesap basittir.

Availability = Run Time / Planned Production Time

Performance = (Ideal Cycle Time × Total Count) / Run Time

Quality = Good Count / Total Count

OEE = Availability × Performance × Quality

Üç faktör çarpılıp en sade hale indirgendiğinde tek adımda aynı sonucu veren biçim ortaya çıkar:

OEE = (Good Count × Ideal Cycle Time) / Planned Production Time

Tek adımlı biçim matematiksel olarak aynıdır, ancak üç faktörü gizler. Tercih edilen üç faktörlü biçim daha kullanışlıdır; çünkü yüzde 90 Availability, yüzde 90 Performance ve yüzde 93 Quality'den oluşan bir yüzde 75 OEE, iyileştirme çabasını yüzde 80, yüzde 98 ve yüzde 96'dan oluşan bir yüzde 75 OEE'den farklı bir yöne çevirir. Tek sayı nerede olduğunuzu kaydeder; üç faktör bundan sonra nereye bakacağınızı söyler.

Her faktör için birkaç pratik not. Availability iki saatlik bir kalıp değişimini iki saatlik bir arızayla aynı şekilde ele alır; bu bilinçli bir tercihtir, çünkü ikisi de ekipmanın üretmediği zamandır. Doğru kurulmuş bir sistemde Performance hiçbir zaman yüzde 100'ü geçmemelidir; geçiyorsa Ideal Cycle Time çok yavaş girilmiş demektir ve kutlanmak yerine düzeltilmelidir. Quality yalnızca ilk geçiş çıktısını ölçer, bu yüzden hem yeniden işleme hem hurda onu düşürür.

Altı Büyük Kayıp

Nakajima her OEE faktörünü iki somut kayıp kategorisine bağladı; bu çerçeve Altı Büyük Kayıp olarak bilinir. Çerçeve önemlidir, çünkü bir puanı iş listesine dönüştürür.

Availability kayıpları:

• Equipment Failure (ekipman arızası). Arızalar, takım kırılmaları ve plansız bakım gibi plansız duruşlar.
• Setup and Adjustments (kurulum ve ayar). Kalıp değişimi, kurulum, temizlik ve ısınma gibi planlı duruşlar.

Performance kayıpları:

• Idling and Minor Stops (bekleme ve küçük duruşlar). Operatörün kısa sürede giderdiği, genellikle birkaç dakikanın altındaki duruşlar; örneğin yanlış besleme ve sıkışmalar.
• Reduced Speed (düşük hız). Aşınmış parçalar, kötü malzeme ya da bilinçli yavaşlatma nedeniyle Ideal Cycle Time'ın altında çalışmak.

Quality kayıpları:

• Process Defects (süreç kusurları). Kararlı, sürekli üretim sırasında ortaya çıkan hurda ve yeniden işleme.
• Reduced Yield (düşük verim). Üretim başlangıcından kararlı duruma ulaşana dek, çoğunlukla kalıp değişiminin hemen ardından oluşan hurda ve yeniden işleme.

Altı Büyük Kayıp her faktöre bir mekanizma verir. Availability düşükse tesis arızalara ve kalıp değişim süresine bakar. Performance düşükse küçük duruşlara ve çalışma hızına bakar. Quality düşükse sürekli üretim kusurlarına ve başlangıç verimine bakar. İyileştirme, belirsiz bir "daha iyisini yap" talimatı yerine adlandırılmış, sınırları belli sorunlar dizisine dönüşür.

Sayısal bir örnek

Hesap yeniden üretilip kontrol edilebilsin diye varsayımlar eksiksiz yazılmıştır.

Tek vardiya için varsayımlar:

• Vardiya süresi: 8 saat = 480 dakika
• Planlı üretim dışı süre: iki 15 dakikalık mola ve 30 dakikalık planlı bakım = 60 dakika
• Plansız duruş süresi (arızalar artı bir kalıp değişimi): 50 dakika
• Ideal Cycle Time (tasarım hızı): parça başına 2,0 saniye
• Üretilen toplam parça: 9.800
• Reddedilen parça: 300

Adım 1. Planned Production Time = 480 - 60 = 420 dakika.

Adım 2. Run Time = 420 - 50 = 370 dakika.

Adım 3. Availability = 370 / 420 = 0,881, yani yüzde 88,1.

Adım 4. Performance = (2,0 saniye × 9.800) / (370 dakika × 60 saniye) = 19.600 / 22.200 = 0,883, yani yüzde 88,3.

Adım 5. Quality = (9.800 - 300) / 9.800 = 9.500 / 9.800 = 0,969, yani yüzde 96,9.

Adım 6. OEE = 0,881 × 0,883 × 0,969 = 0,754, yani yüzde 75,4.

Tek adımlı kontrol aynı sonucu verir: OEE = (9.500 sağlam parça × 2,0 saniye) / (420 dakika × 60 saniye) = 19.000 / 25.200 = 0,754, yani yüzde 75,4.

Sonucun okunması: tesis planlanan sürenin yaklaşık yüzde 12'sini duruşlara, çalışma süresinin yaklaşık yüzde 12'sini hız kaybına ve çıktının yaklaşık yüzde 3'ünü kusurlara kaybetti. Üç faktör çarpıldığında planlanan üretim süresinin yalnızca dörtte üçü kadarının sağlam çıktıya dönüştüğü görülüyor. Bundan sonraki adım sayıyı tartışmak değil, en büyük kaybı, bu örnekte Availability'yi seçip onun iki alt kaybından hangisinin, arızaların mı kalıp değişiminin mi, daha çok hasar verdiğini sormaktır.

OEE'nin ölçmediği şeyler

OEE tek bir konuda hassastır, planlanan üretim süresi, ve onun dışındaki her şey konusunda sessizdir. Bundan birkaç yaygın yanlış kullanım doğar.

OEE makineler ya da tesisler arasında kıyas ölçütü değildir. İki hat farklı nedenlerle aynı OEE'yi bildirebilir; tek ürün çalışan bir hat, on ürün çalışıp kalıp değişimi yiyen bir hattan doğal olarak daha yüksek puan alır. Birbirine benzemeyen ekipmanların ham OEE değerlerini karşılaştırmak ya da bunları departman ve tesis düzeyine toplamak, benzer görünen ama benzer olmayan rakamlar üretir.

Yüzde 85 "dünya klası" değeri bir yasa değil, bağlamdır. Yüzde 90 Availability, yüzde 95 Performance ve yüzde 99 Quality'nin çarpımından oluşan ve kabaca yüzde 85'e denk gelen bilinen hedef, Nakajima'nın 1970'lerdeki Japon otomotiv tesislerindeki deneyiminden gelir. Yararlı bir referanstır ama evrensel bir kıyas değildir. Birçok tesis yüzde 60 civarında çalışır; farklı bir sektörden, dönemden ve ürün karmasından alınmış bir sayıyı kovalamak yarardan çok zarar verebilir. Yararlı hedef, başkasının sayısı değil, kendi süreciniz için gerilebilir bir hedeftir.

OEE, ekipmanın hiç üretime planlanmadığı zamanı yok sayar. Tesis kapanışları, sipariş eksikliği ve vardiya dışı takvim zamanı tasarım gereği dışarıda bırakılır. Bir yönetici etkinliği tüm mevcut zamana karşı görmek isterse, ilgili metrik OEE'yi bir Loading (yükleme) faktörüyle çarpan TEEP, yani Total Effective Equipment Performance'tır. İkisini karıştırmak OEE rakamını olduğundan iyi gösterir.

OEE bir insan ölçümü değildir. Ekipman kayıplarını ölçer. Operatör performansını puanlamak için kullanmak insanları veriyi oynamaya iter; örneğin küçük duruşları gizlemeye ya da sağlam adedi şişirmeye. Bu da metriğin var olma nedeni olan sinyali yok eder.

OEE tanımlara bağlıdır. Bir "duruş" ile "küçük duruş" arasındaki eşiğin, genellikle bir ila beş dakikalık bir kayıt eşiğinin ve Ideal Cycle Time'ın seçimi sonucu değiştirir. Aynı metriği bildiriyor görünen iki sistem, bu eşikleri farklı kurdukları için aynı fikirde olmayabilir. Aynı uyarı ISO 22400-2 formülasyonu için de geçerlidir; yukarıda belirtildiği gibi TPM formülasyonuyla otomatik olarak özdeş değildir.

OEE işletmeye zarar verecek biçimde yükseltilebilir. Kalıp değişimi sayısını azaltmak, dolayısıyla daha büyük partiler çalıştırmak Availability'yi ve böylece OEE'yi yükseltir; ama aynı zamanda stoğu artırır ve yalın akışa aykırıdır. Kimsenin ihtiyaç duymadığı parçaları fazla üreterek elde edilen yüksek OEE bir kazanım değildir. Amaç kayıpları ortaya çıkarıp gidermektir, sayıyı ne pahasına olursa olsun büyütmek değil.

Nereden başlamalı

OEE'ye yeni başlayan bir tesis, gerekli olduğunu düşündüğünden daha küçük başlamalıdır. Kritik bir varlık seçin, tanımları (Planned Production Time, duruş eşiği ve Ideal Cycle Time) yazılı olarak kararlaştırın ve herhangi bir şeyi otomatikleştirmeden önce birkaç hafta veriyi elle ya da basit bir sistemle toplayın. İlk hedef kusursuz bir ölçüm sistemi değil, istikrarlı ve inandırıcı bir başlangıç noktasıdır. O başlangıçtan itibaren Altı Büyük Kayıp iyileştirme listesine dönüşür: önce en büyük kaybı azaltın, yeniden ölçün, tekrarlayın. Sayı istikrarlı hale gelip ekip ona güvendiğinde, ölçümü tesise yaymak ya da bir MES'e ve başka sistemlere bağlamak sorusu yanıtlanmaya değer hale gelir.

Kaynaklar

1. ISO 22400-2:2014, Automation systems and integration - Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management - Part 2: Definitions and descriptions. International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/54497.html
2. Nakajima, Seiichi (1988). Introduction to TPM: Total Productive Maintenance. Productivity Press. ISBN 978-0-915299-23-2.
3. Schiraldi, Massimiliano M., & Varisco, Martina (2020). Overall Equipment Effectiveness: consistency of ISO standard with literature. Computers & Industrial Engineering, 145, 106518. doi:10.1016/j.cie.2020.106518.
4. Vorne Industries. OEE Calculation: Definitions, Formulas, and Examples. https://www.oee.com/calculating-oee/ ; OEE Factors. https://www.oee.com/oee-factors/ ; Six Big Losses in Manufacturing. https://www.oee.com/oee-six-big-losses/ ; World-Class OEE. https://www.oee.com/world-class-oee/

İlgili okuma

• How to calculate OEE without hiding production losses
• OEE vs TEEP vs capacity utilization
• Six common OEE measurement errors