Du driver ett skift på en sektion av en slutmonteringslinje för fordon: fem stationer i serie med små bufferfiler emellan. Varje stopp sprider sig upp och ner längs linjen, varje fel åtgärdas antingen vid stationen eller färdas vidare, och skiftet har en produktionsplan att nå.
Vad du kommer att lära dig
Hur OEE delar upp förluster i tillgänglighet, prestanda och kvalitet – och varför flaskhalsen avgör linjens produktion.
Hur ändliga buffertar frikopplar stationer (blockering och svält) och vad lagret kostar i ledtid (Littles lag).
Varför det kan löna sig att stoppa linjen vid ett fel i stället för att köra på, och varför högre hastighet inte alltid ger mer produktion.
Simulator
Tid 0 min
▶Arbetar
‖Utsvulten (ingen enhet)
⧗Blockerad (ingen plats nedströms)
✕Haveri
⚑Andon-stopp
▪Enhet i en bufferfil
Reglage
Procent av märkhastigheten. Snabbare cykler ger mer produktion – och fler haverier och fel.
Antal enheter varje fil mellan stationerna rymmer. Mer frikopplar stopp men ger mer pågående arbete.
Varje tekniker reparerar en station; flaskhalsen tas först, och en andra tekniker gör en reparation snabbare.
Operatörerna stoppar sin station för att åtgärda ett fel på stället. Det kostar drifttid – även stopp för avvikelser som visar sig vara ingenting – men hindrar felen från att gå vidare.
Ett team på tre reparerar i en timme enheter som fångats i slutprovet, så att de kan levereras.
Indikatorer
OEE
0,0%
kritisk
Produktion mot plan
100,0%
normal
Felaktiga enheter som slapp igenom
0
normal
Pågående arbete
13
normal
Tillgänglighet
100,0 %
Prestanda
0,0 %
Kvalitetsgrad
100,0 %
Takt mot takttid
100 %
Genomströmning
50,0 JPH
Enheter före (+) / efter (−) plan
0
Ledtid genom linjen
16 min
Enheter som väntar i reparationsverkstaden
0
Arbetstimmar per enhet
0,00 h
Stationer ur drift
0
Flaskhals overksam (utsvulten eller blockerad)
0,0 %
Trend
Krisscenarier
Nivå 1 · Skydda flaskhalsen vid ett stopp uppströms
Plan: 50 enheter per timme under ett fyra timmars halvskift. Station 3 är linjens flaskhals och bara en underhållstekniker är i tjänst. Underhållet rapporterar att en sliten del på station 2 – precis framför flaskhalsen – måste bytas ut vid minut 35: ett 40-minutersjobb för en tekniker.
Produktion ≥ 101 % av planen vid halvskiftets slut
Flaskhalsen står stilla ≤ 7 % av tiden
Genomsnittligt pågående arbete ≤ 18 enheter
Nivå 2 · Kvalitetsavvikelse vid inredningsstationen
Plan: 52 enheter per timme under ett fyra timmars halvskift, och tio enheter från förra skiftet väntar fortfarande i reparationsplatsen. Tjugo minuter in uppstår ett fästproblem vid station 4: ungefär en enhet av åtta lämnar den med ett fel. Slutprovet fångar de flesta av dem – inte alla.
Högst 1 fel slinker igenom till kunden
Produktion ≥ 104 % av planen vid slutet (reparerade enheter ur kön räknas)
Högst 3 enheter kvar i reparationsverkstaden
Genomsnittligt pågående arbete ≤ 16 enheter
Nivå 3 · Efterfrågetopp
Linjen har gått på 80 % hastighet för en plan på 47 enheter per timme. Tjugo minuter in i halvskiftet höjer försäljningen planen till 56 enheter per timme – takttiden sjunker från cirka 1,28 till 1,07 minuter, och flaskhalsen hänger inte med på 80 %. Övertid är inte tillåten.
Produktion ≥ 102 % av planen efter två timmar
Produktion ≥ 103 % av planen vid halvskiftets slut
Högst 1 fel slipper igenom till kunden
Genomsnittligt pågående arbete ≤ 20 enheter
Underlag – modellen bakom siffrorna
Varje samband simulatorn använder, med källa. Konstanter markerade som antaganden är illustrativa kalibreringar.
OEE multiplicerar tillgänglighet, prestanda och kvalitet, mätt i flaskhalsen; det är lika med ideal cykeltid × godkända enheter ÷ planerad tid.
OEE = A × P × Q; A = (T_plan − T_stop)/T_plan, P = CT_ideal · N_bn / (T_plan − T_stop), Q = N_first-pass / N_out; OEE = CT_ideal · N_good / T_plan when N_bn = N_out[1][2]Produkten är lika med ideal cykeltid × godkända enheter ÷ planerad tid bara så länge flaskhalsens produktion är lika med linjens produktion; enheter som fortfarande befinner sig mellan station 3 och linjens slut gör en liten skillnad.
En station för sin enhet vidare bara om nästa buffert har plats (annars är den blockerad) och startar bara om föregående buffert har en enhet (annars är den utsvulten).
station i: cycle = c_i / v; moves on iff buffer_i < K (else blocked); starts iff buffer_{i−1} > 0 (else starved)[3][4]
Linjen kan aldrig gå snabbare än sin långsammaste station; takttiden är den tillgängliga tiden delad med efterfrågan.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Hastighetsstress: förluster som drivs av hastighet växer obegränsat när linjen närmar sig gränsen för sin utrustning och sina operatörer (105 % av märkhastigheten).
σ_n(v) = ((1.05 − 0.85) / (1.05 − v))^n (σ = 1 at 85 %; σ_1: 2× at 95 %, 4× at 100 %; σ_2: 4× at 95 %, 16× at 100 %)Antagande: cykeltider, haveri- och reparationstider, felfrekvenser och andelen falska stopp, hastighetsstresslagen och teamstorlekar är illustrativa värden, inte data från en verklig fabrik.
Stationer havererar bara medan de arbetar, oftare ju närmare sin gräns linjen går; reparationstiden kortas när en andra tekniker hjälper till.
P(fail in Δt) = 1 − exp(−λ_i · t_work), λ_i = σ_1(v) / MTBF_i; repair work ~ Erlang-3(mean MTTR_i), done at rate 1 + 0.6·(n−1), n ≤ 2[4][1]Antagande: cykeltider, haveri- och reparationstider, felfrekvenser och andelen falska stopp, hastighetsstresslagen och teamstorlekar är illustrativa värden, inte data från en verklig fabrik.
Fel ökar ännu brantare med hastigheten än haverier. Med andon fångas de flesta fel och åtgärdas vid stationen, till priset av korta stopp (en del är falsklarm); annars fångar slutprovet några och resten slinker igenom.
p_i = p0_i · σ_2(v) (+0.12 excursion at S4); andon: detect 90 %, stop 1.5 min, fix; false stops 0.3 % · σ_2(v) per unit and station; end-of-line test catches 70 %[7][1]Antagande: cykeltider, haveri- och reparationstider, felfrekvenser och andelen falska stopp, hastighetsstresslagen och teamstorlekar är illustrativa värden, inte data från en verklig fabrik.
Littles lag: genomsnittlig tid genom linjen är lika med pågående arbete delat med genomströmning.
cycle c = 0.62/0.64/0.90/0.75/0.72 min at rated speed (S3 = bottleneck) · MTBF 120/100/200/110/150 min of work, MTTR 4/4/3/4/3 min at 85 % speed · S2 part replacement 40 technician-min · p0 = 0.15/0.15/0.2/0.2/0.05 % per unit · excursion contained after 3 andon pulls or 15 units caught at test · rework 4 min/unit, team of 3 for 1 h per call · 40 line operators · moving averages over 30 minAntagande: cykeltider, haveri- och reparationstider, felfrekvenser och andelen falska stopp, hastighetsstresslagen och teamstorlekar är illustrativa värden, inte data från en verklig fabrik.
Slumpmässighet: en seedad mulberry32-generator; fördelningar som används – likformig, exponentiell (invers CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seeden visas och kan delas.
Källor
S. Nakajima — Introduction to TPM: Total Productive Maintenance (OEE = availability × performance × quality; six big losses) — Productivity Press, 1988
J. A. Buzacott, J. G. Shanthikumar — Stochastic Models of Manufacturing Systems (flow lines with finite buffers, blocking, starvation) — Prentice Hall, 1993