Показатели эффективности производства
Реализация функции расчета kpi в mes-системе промышленного предприятия позволяет измерить эффективность производства на всех уровнях управления — № 09, 2011
Геннадий Метан, конструктор систем оперативного управления созданием компании «СИБУР», член ассоциации MESA International; MetanGN@sibur.ru
Реализация функции расчета KPI в MES-системе промышленного предприятия позволяет измерить эффективность производства на всех уровнях управления и связать текущую деятельность производственных служб со стратегией развития предприятия.
Сейчас многие производственные компании вводят решения управления эффективностью, основанные на системе главных характеристик. ИТ-директора сталкиваются с потребностью не только лишь заавтоматизировать «готовую» систему характеристик, да и часто с потребностью бизнеса создать саму систему характеристик. Задачка осложняется тем, что система должна связать и сбалансировать операционные характеристики и бизнес-цели. Меж тем на многих предприятиях уже внедрены MES-системы, в их накоплен значимый массив данных, но он часто не употребляется для расчета KPI. Чтоб восполнить эти пробелы, разглядим не только лишь общие принципы построения систем характеристик эффективности, да и систему характеристик общей эффективности оборудования (Overall Equipment Effectiveness, OEE), приспособленную к специфике нефтехимии.
Обычно, руководители компаний вводят систему KPI для оценки и увеличения эффективности компаний и сначала - производственной эффективности, что просит выработки одного языка для формирования общего осознания, оценки эффективности производства по схожим принципам на всех уровнях управления и встраивания системы оценки эффективности в систему мотивации персонала.
Одна из задач, которые могут удачно решаться средствами системы оперативного управления созданием (Manufacturing Execution System, MES) - это расчет главных характеристик эффективности (Key Performance Indicator, KPI). Реализация функции расчета KPI в MES-системе промышленного предприятия позволяет измерить эффективность производства на всех уровнях управления и связать текущую деятельность производственных служб со стратегией развития предприятия. При всем этом управляющий нижнего уровня (к примеру, производственного отделения) получит возможность сопоставить характеристики собственного подразделения с подобными показателями подразделения со идентичной технологией, что вводит в культуру управления рвение быть наилучшим и принцип непрерывного совершенствования. А руководители среднего и верхнего уровня сумеют оценивать характеристики, действующие на рост эффективности производственных процессов, соотносить результаты каждодневных операций с бизнес-целями.
Специфичность
На предприятиях перерабатывающих отраслей индустрии в мире более всераспространена KPI-система Overall Equipment Effectiveness (OEE) - общая эффективность оборудования (ОЭО). Система была разработана японским институтом JIPM (Japan Institute for Plant Maintenance). Сейчас ее выбирает большая часть юзеров MES-систем, так как она нацелена на очень эффективную эксплуатацию оборудования, что согласуется со стратегией большинства промышленных компаний.
Рис. 1. Примеры вложенного и поочередного расположения зон
Так как система OEE стала эталоном де-факто, ее применение позволяет компаниям проводить сравнительный анализ собственных характеристик с показателями соперников, клиентов и поставщиков. Создаются и способности для бенчмаркинга - отыскания потенциала совершенствования на базе сопоставления характеристик собственной производственной деятельности с показателями фаворитов в собственной области. Существует несколько разновидностей бенчмаркинга: внутренний бенчмаркинг - сопоставление 1-го производственного подразделения с другим, и он уже применяется в почти всех промышленных холдингах; конкурентноспособный бенчмаркинг, обеспечивающий сопоставление собственных способностей с соперниками; многофункциональный бенчмаркинг - для сопоставления с наилучшим предприятием в отрасли. Бенчмаркинг осуществляется в 6 главных шагов: планирование фуррора (выявление и проверка главных причин); поиск (отбор подходящих компаний для сопоставления); обзор (расчет KPI процессов и анализ различий); анализ (определение корней этих различий); адаптация (выбор наилучшего варианта и модификация его себе); внедрение избранного варианта и оценка его эффективности.
В эталоне система KPI должна отражать все слагаемые эффективности производства. Для этого упорядочивают KPI в виде дерева характеристик, с учетом отраслевой специфичности. При расчете используют агрегацию KPI по иерархии управления (другими словами рассчитывают KPI на низшем уровне управления и потом автоматом получают значения KPI на вышестоящих уровнях) и по периоду времени (от смены к суткам, месяцу, кварталу и году). Агрегированные значения должны быть доступны в форме отчетов и зрительных панелей.
Рис. 2. Диаграмма обстоятельств понижения эффективности
На нефтехимическом предприятии есть последующие уровни производственной иерархии: предприятие, создание, цех, отделение. Эти уровни и определяют число уровней агрегирования в системе характеристик. По времени можно выделить уровни: год, месяц, день (смена). Уровень «смена» указан в скобках как вероятный, но не неотклонимый в связи с тем, что необходимость его включения следует определять на шаге реализации. Он позволяет учитывать человечий фактор, другими словами воздействие той либо другой бригады на эффективность производства. Но сравнительный анализ смен будет беспристрастным только при условии одного сменного графика по всему предприятию.
Свертка - это метод агрегации данных, который по значению характеристик для объектов нижестоящего уровня совершенно точно рассчитывает значение показателя для объекта, стоящего над ними в иерархии. К методу свертки предъявляется требование независимости от количества уровней иерархии и количества объектов на каждом уровне иерархии. Для свертки обычно употребляют операции суммирования, произведения, нахождения медианы, среднего, наибольшего либо малого значений. Определенный метод выбирается персонально для каждого показателя на основании опроса профессионалов. При расчете свертки может учитываться разный вклад подразделений методом задания им соответственных весовых коэффициентов.
На рассматриваемом нефтехимическом предприятии имеется такая последовательность вычислений (сверток) характеристик: поначалу рассчитывается KPI каждого отделения; по известным показателям всех отделений рассчитывается KPI каждого цеха; по значению характеристик для цехов рассчитывается значение по производствам. На завершающем шаге рассчитывается сводный показатель для всего предприятия.
Для каждого показателя указываются целевое значение (безупречное значение данного показателя, к которому должны стремиться производственники), границы зон значений (отличные значения, средние, нехорошие) и метод свертки (агрегирования).
Таблица 1. Составляющие OEE
К примеру, главный показатель эффективности сушильного отделения в категории «качество» - это влажность выходящего полуфабриката. Для определения этого KPI употребляется временами повторяемый отбор пробы с следующим лабораторным исследованием эталона. Целевое значение - такое значение влажности, которое обеспечит соответствие показателя принятой допустимой верхней границе. К примеру, согласно технологическому регламенту, значение допустимой влажности находится в интервале 0,85-1,15%, хорошей - 0,95-1,05%, целью является 1%. При недостаточной сушке полуфабрикат направляется на повторную сушку, а означает, предприятие несет дополнительные издержки. При лишней сушке предприятие тоже понесет дополнительные издержки из-за возросшего расхода горючего на сушку. Для облегчения восприятия, обычно, разбивают весь спектр допустимых значений KPI (в нашем примере влажности полуфабриката) на три зоны: зону хороших значений (зеленоватая зона), зону допустимых (субоптимальных) значений (желтоватая зона) и зону недопустимых значений (красноватая зона). На рис. 1 приведены примеры отображения зон значений характеристик. На верхнем графике показано вложенное размещение областей: зеленоватая зона находится снутри желтоватой, которая, в свою очередь, - снутри красноватой. Зависимо от физической природы показателя может применяться и последовательное размещение диапазонов (нижний график).
Общая эффективность оборудования и MES-системы
Интегральный показатель - коэффициент OEE (либо ОЭО - общая эффективность оборудования) учитывает вклад последующих 3-х составляющих эффективности: доступности оборудования - дела практически отработанного времени к возможному рабочему времени; производительности - дела фактической (достигнутой) производительности к ее мотивированному уровню; свойства - дела фактического (достигнутого) уровня свойства к его мотивированному уровню. Для нефтехимического комбината вышеперечисленные категории представлены в табл. 1.
Интегральный показатель рассчитывается как произведение составляющих эффективности:
OEE = Доступность х Производительность х Качество
Производители мирового класса достигнули и поддерживают коэффициент общей эффективности оборудования на уровне 80% для непрерывного и 85% для дискретного производства (сравните с показателями в табл. 2). Но не стоит забывать, что коэффициент общей эффективности оборудования (для отделения, цеха, производства либо предприятия в целом) - только индикатор неплохого либо отвратительного «здоровья» производственного процесса и «в одиночку» не будет содействовать увеличению производительности. Его нужно соединить с подробной и четкой регистрацией обстоятельств понижения производительности, и реализация этого процесса без MES-системы очень сложна. MES-система обычно предугадывает некоторое количество видов обстоятельств (рис. 2) понижения эффективности, которые нужно регистрировать.
Общее календарное время - это календарное время, доступное в анализируемом периоде. Плановое время в году составляет 60 мин х 24 часа х 365 дней, а в день - 60 мин х 24 часа.
Планируемое время выполнения операций - период, в течение которого оборудование доступно, и, как следует, допускается планировать выполнение производственных операций. Сюда заходит время подготовки к запуску производственного процесса, включая переналадку оборудования, период производства, внеплановые остановки на проверку оборудования, персонала и свойства.
