كيف تُحسب OEE؟ المعادلة ومثال محسوب وجدول Excel

OEE = الإتاحة × الأداء × الجودة. مثال خطوة بخطوة على وردية افتراضية، ومصدر المعيار العالمي 85%، والأخطاء الشائعة، وجدول OEE في Excel.

مترجم عن الأصل التركي · Türkçe aslı

تُحسب OEE (الفعالية الكلية للمعدات) بضرب ثلاث نسب: OEE = الإتاحة × الأداء × الجودة. الإتاحة هي نسبة زمن التشغيل إلى زمن الإنتاج المخطط؛ والأداء هو نسبة حاصل ضرب زمن الدورة المثالي في العدد الإجمالي إلى زمن التشغيل؛ والجودة هي نسبة عدد القطع السليمة إلى العدد الإجمالي. والطريق المختصر: OEE = عدد القطع السليمة × زمن الدورة المثالي ÷ زمن الإنتاج المخطط.

نشرح أدناه كل جزء من المعادلة، ومثالًا خطوة بخطوة على وردية افتراضية، ومن أين جاءت نسبة 85% التي يُشار إليها بـ«المعيار العالمي»، وكيفية بناء جدول في Excel. أما طريقة قياس OEE آليًا من الكاميرا فتناولناها بشكل منفصل في مقال قياس OEE بالكاميرا.

ما معادلة OEE وماذا تقيس؟

تُظهر OEE مقدار ما تقضيه الآلة أو الخط من زمن الإنتاج المخطط في إنتاج منتجات سليمة بالسرعة المثالية. انتشر المفهوم من خلال أعمال Seiichi Nakajima في اليابان حول الصيانة الإنتاجية الشاملة (TPM)؛ ويرد اليوم أيضًا في المعيار ISO 22400-2 الذي يعرّف مؤشرات إدارة عمليات الإنتاج. وتعني OEE بنسبة 100% الإنتاج طوال الزمن المخطط كله دون أي توقف، وبالسرعة المثالية، ودون إخراج قطعة معيبة واحدة.

تجيب المكونات الثلاثة عن ثلاثة أسئلة مختلفة. الإتاحة: هل عملت الآلة حين كان يجب أن تعمل؟ الأداء: هل عملت بالسرعة الواجبة خلال زمن تشغيلها؟ الجودة: كم من المنتج الخارج سليم من المرة الأولى؟ ولأنها حاصل ضرب، فإن الخسارة في أي مكوّن تخفض الدرجة بأكملها؛ لكن رقم OEE وحده لا يخبرك في أي مكوّن نشأت الخسارة. لذلك يجب دائمًا الإبلاغ عن OEE مع مكوناتها الثلاثة.

لـ OEE قريبان وثيقان. يوزّع TEEP (الأداء الفعّال الكلي للمعدات) الكفاءة على كامل الزمن التقويمي: TEEP = OEE × التحميل، والتحميل = زمن الإنتاج المخطط ÷ الزمن التقويمي. ففي خط يعمل بوردية واحدة قد تكون OEE مرتفعة وTEEP منخفضًا؛ والفرق بينهما يُظهر الطاقة المعطّلة. أما OOE (الفعالية الكلية للتشغيل) فيختلف تعريفه من مصدر لآخر؛ والفكرة العامة هي إعادة بعض الأزمنة التي تستبعدها OEE بطرحها من زمن الإنتاج المخطط إلى المقام، كالزمن الذي لا يُشغَّل فيه الخط لعدم وجود طلبيات مثلًا. وإذا كانت ستُجرى مقارنة، فيجب أن يكون التعريف المستخدم مكتوبًا.

كيف تُحسب الإتاحة؟

الإتاحة = زمن التشغيل ÷ زمن الإنتاج المخطط. يُحسب زمن الإنتاج المخطط بطرح الأزمنة التي لا يُخطَّط فيها للإنتاج من زمن الوردية: استراحات الطعام والشاي، والزمن الذي لا يُشغَّل فيه الخط لعدم وجود طلبيات، والصيانة المخططة بحسب تعريف المنشأة. أما زمن التشغيل فيُحسب بطرح التوقفات من زمن الإنتاج المخطط: الأعطال، وتغيير القالب والإعداد، وانتظار المواد أو المشغّل، وإيقاف الخط لأسباب تتعلق بالجودة.

التمييز الحاسم هنا هو: تغيير القالب خسارة في الإتاحة وإن كان مخططًا له، لأنه يمكن تقصيره. أما عدّ الاستراحة خسارة فيُنتج هدفًا لا معنى له؛ إذ لا يتجه أي جهد تحسين إلى تقليص حق الاستراحة. وتثبيت ما يُعدّ خارج الإنتاج المخطط وما يُعدّ توقفًا بقائمة تعريفات مكتوبة هو الخطوة الأولى لجعل OEE قابلة للمقارنة عبر الزمن.

كيف يُحسب الأداء؟

الأداء = (زمن الدورة المثالي × العدد الإجمالي) ÷ زمن التشغيل. يدخل في العدد الإجمالي جميع القطع السليمة والمعيبة. وزمن الدورة المثالي هو أقصر زمن يمكن أن يبلغه ذلك المنتج على تلك المعدة لقطعة واحدة في ظروف مثالية؛ ويؤخذ من سرعة التصميم للآلة، أو من أقصر دورة مُتحقَّق منها، أو من المعيار الهندسي. ويمكن إجراء الحساب نفسه بدلالة السرعة: الأداء = (العدد الإجمالي ÷ زمن التشغيل) ÷ السرعة المثالية.

تأتي خسارة الأداء من مصدرين: عمل الآلة ببطء، والتوقفات القصيرة. والتوقفات القصيرة انقطاعات قصيرة إلى حدّ أنها في الغالب لا تُدوَّن في نموذج التوقفات، مثل تحرير قطعة عالقة يدويًا أو إعادة ضبط حسّاس. لذلك تكمن ضمن خسارة الأداء في السجل اليدوي توقفات قصيرة لم تُسجَّل. وإذا تجاوز الأداء 100% فالخطأ في زمن الدورة المثالي؛ إذ يكون الزمن المختار أطول من أقصر زمن يمكن بلوغه فعليًا.

كيف تُحسب نسبة الجودة؟

الجودة = عدد القطع السليمة ÷ العدد الإجمالي. القطعة السليمة هي التي تطابق المواصفات من المرة الأولى. والقطعة التي تذهب لإعادة التشغيل تُعدّ معيبة لأنها لم تكن سليمة من المرة الأولى، حتى لو شُحنت في النهاية؛ وإلا فلن تظهر تكلفة إعادة التشغيل في OEE إطلاقًا. كما يدخل في خسارة الجودة الهالك الناتج عند بدء الخط وبعد تغيير القالب إلى أن يستقر الإعداد.

معادلات المكونات وOEE مجتمعةً:

مثال على حساب OEE خطوة بخطوة

جميع الأرقام أدناه للتوضيح؛ وهي تمثّل وردية افتراضية على خط مكبس واحد. زمن الوردية 480 دقيقة. واستراحة الطعام البالغة 30 دقيقة واستراحتا الشاي البالغة كلٌّ منهما 15 دقيقة خارج الإنتاج المخطط.

1. زمن الإنتاج المخطط: 480 − 30 − 15 − 15 = 420 دقيقة.
2. زمن التشغيل والإتاحة: وقع خلال الوردية عطل مدته 25 دقيقة، وتغيير قالب مدته 20 دقيقة، وانتظار للمواد مدته 15 دقيقة، فبلغ إجمالي التوقف 60 دقيقة. زمن التشغيل 420 − 60 = 360 دقيقة؛ الإتاحة = 360 ÷ 420 = 0.857، أي 85.7%.
3. الأداء: زمن الدورة المثالي 30 ثانية للقطعة (0.5 دقيقة)، وكُبست خلال الوردية 600 قطعة إجمالًا. بالسرعة المثالية كانت 600 × 0.5 = 300 دقيقة تكفي لهذه القطع الـ600. الأداء = 300 ÷ 360 = 0.833، أي 83.3%.
4. الجودة: من القطع الـ600 فُصلت 18 قطعة كهالك، وذهبت 12 قطعة لإعادة التشغيل. عدد القطع السليمة 600 − 30 = 570؛ الجودة = 570 ÷ 600 = 0.95، أي 95%.
5. OEE: ‏0.857 × 0.833 × 0.95 ≈ 0.679 (دون تقريب القيم الوسيطة)، أي نحو 67.9%. ويُتحقَّق منها بالطريق المختصر: 570 قطعة سليمة × 0.5 دقيقة = 285 دقيقة؛ 285 ÷ 420 = 0.679.

قراءة النتيجة نفسها بالدقائق تُظهر موضع الخسارة بشكل أوضح. من أصل 420 دقيقة من الزمن المخطط، ضاعت 60 دقيقة في التوقفات، و60 دقيقة في العمل البطيء والتوقفات القصيرة، و15 دقيقة في إنتاج القطع المعيبة الـ30؛ وبقيت 285 دقيقة من الإنتاج بكفاءة كاملة. في هذا المثال تتساوى خسارة التوقف وخسارة السرعة في الحجم، لكن النماذج اليدوية لا تُظهر في الغالب إلا خسارة التوقف.

من أين جاء المعيار العالمي لـ OEE البالغ 85%؟

لا تأتي قيمة 85% من معيار ISO؛ بل مصدرها أدبيات TPM. فهي تستند إلى الأهداف المذكورة في كتاب Nakajima عن TPM (صدرت طبعته الإنجليزية عام 1988 بعنوان Introduction to TPM)؛ ووفق الرواية الشائعة، كانت OEE لدى الشركات الحائزة على الجائزة الممنوحة في اليابان للمنشآت التي طبّقت TPM بنجاح أعلى من 85%. ويرد تفصيل المكونات في المصادر بصيغتين؛ وكلتاهما تساوي 85% بعد التقريب.

قبل استخدام هذا الرقم هدفًا، يجب مراعاة ثلاثة أمور. الأول فرق التعريف: عندما يتغير تعريف زمن الإنتاج المخطط يُبلغ الخط نفسه عن OEE مختلفة، وقد لا تكون نسبة 85% لدى منشأة أخرى محسوبة بتعريفك. والثاني فرق العملية: لا ينبغي وضع ورشة دفعات صغيرة كثيرة تغيير المنتجات وخط مستمر يكبس منتجًا واحدًا أمام الهدف نفسه. والثالث مكوّن الجودة: جودة 99.9% قيمة متساهلة لبعض العمليات، وصعبة البلوغ جدًا لبعضها الآخر. وعمليًا، أكثر المقارنات دلالةً هي تاريخ خطك أنت مقيسًا بالتعريف نفسه.

كيف تخفض الخسائر الست الكبرى OEE؟

تجمع أدبيات TPM الخسائر التي تخفض OEE في ستة عناوين وتربط كلًّا منها بمكوّن. فما يخفض الإتاحة هو الأعطال وخسائر الإعداد والضبط (تغيير القالب والأداة والمنتج). وما يخفض الأداء هو الدوران في الفراغ والتوقفات القصيرة وانخفاض السرعة. وما يخفض الجودة هو عيوب العملية وخسائر إعادة التشغيل وبدء التشغيل (المنتج المعيب الخارج إلى أن يسخن الخط ويستقر الإعداد).

فائدة هذا التصنيف أنه يوجّه اختيار أداة التحسين. فإذا كانت حصة الأعطال كبيرة يُناقَش جدول الصيانة والصيانة التنبؤية؛ وإذا كانت حصة الإعداد كبيرة فعمل SMED الذي يقصّر زمن تغيير القالب؛ وإذا كانت التوقفات القصيرة كبيرة فتغذية المواد وترتيب المحطة. كما تنعكس الأداة التي يُبحث عنها في المحطة أو المواد التي تسد الطريق على الأداء بوصفها توقفًا قصيرًا؛ ومن هنا تأتي العلاقة المباشرة بين تطبيق 5S وOEE.

ما الأخطاء الشائعة في حساب OEE؟

الخطأ الأول هو تصنيف التوقف المخطط تصنيفًا خاطئًا. فطرح تغيير القالب من زمن الإنتاج المخطط بحجة أنه «مخطط أصلًا» يرفع الدرجة دون أي تحسين. في المثال أعلاه، لو استُبعد تغيير القالب البالغ 20 دقيقة لانخفض الزمن المخطط إلى 400 دقيقة، ولارتفعت OEE من 67.9% إلى نحو 71.3%. وعلى العكس، فإن عدّ الاستراحات توقفًا يخفض الدرجة بصورة مصطنعة.

الخطأ الثاني هو أخذ زمن الدورة المثالي بشكل خاطئ. وأكثر الأخطاء شيوعًا اعتبار متوسط الدورة السابق زمنًا مثاليًا. ففي المثال، لو أُخذ متوسط الدورة المرصود البالغ 36 ثانية بدلًا من 30 ثانية زمنًا مثاليًا، لكان 600 × 36 ثانية = 360 دقيقة، ولظهر الأداء بنسبة 100%؛ ولاختفت خسارة السرعة البالغة 60 دقيقة من الجدول. وفي الوردية التي يُنتَج فيها أكثر من منتج، يجب استخدام زمن الدورة المثالي الخاص بكل منتج.

الخطأ الثالث هو أخذ المتوسط البسيط للنسب المئوية. فعند دمج الخطوط أو الورديات تُجمع الأزمنة والأعداد، ثم يُعاد حساب النسب من المجاميع. فمثلًا إذا عمل خط زمنه المخطط 420 دقيقة بـ OEE قدرها 80%، وخط زمنه 60 دقيقة بـ OEE قدرها 40%، فإن المتوسط البسيط يعطي 60%؛ أما القيمة المحسوبة من المجاميع فهي (336 + 24) ÷ 480 = 75%.

الخطأ الرابع هو عدّ القطعة المعاد تشغيلها سليمة، والخامس هو عدم تسجيل التوقفات القصيرة أصلًا. والأخير نتيجة طبيعية لجمع البيانات يدويًا: فانحشار مدته دقيقتان لا يُدوَّن في النموذج، لكنه حين يتكرر عشرات المرات خلال اليوم قد يشكّل الجزء الأكبر من خسارة الأداء.

كيف يُبنى جدول OEE في Excel؟

يكفي في Excel جدول يمثّل كل صف فيه وردية واحدة لآلة أو خط. وقد كُتبت المعادلات في ترتيب الأعمدة أدناه للصف الثاني، بالفاصلة المنقوطة فاصلًا بين الوسائط كما في Excel بالإعدادات التركية، وبأسماء الدوال الإنجليزية.

أعمدة إدخال البيانات: A التاريخ، B الوردية، C الخط أو الآلة، D رمز المنتج، E زمن الوردية (دقيقة)، F الزمن خارج الإنتاج المخطط (دقيقة؛ استراحة، طعام، لا طلبيات)، H زمن التوقف (دقيقة)، J زمن الدورة المثالي (ثانية/قطعة)، K العدد الإجمالي، L عدد القطع المعيبة (الهالك وإعادة التشغيل).

أعمدة الحساب: G زمن الإنتاج المخطط =E2-F2؛ I زمن التشغيل =G2-H2؛ M عدد القطع السليمة =K2-L2؛ N الإتاحة =IFERROR(I2/G2;0)؛ O الأداء =IFERROR((J2*K2/60)/I2;0)؛ P الجودة =IFERROR(M2/K2;0)؛ Q ‏OEE =N2*O2*P2. وللتحقق يُكتب في العمود R ‏=IFERROR((M2*J2/60)/G2;0)؛ ويجب أن يعطي Q وR النتيجة نفسها. وتُعرض N وO وP وQ بتنسيق النسبة المئوية.

ثلاثة إعدادات إضافية تجعل الجدول عمليًا. الأول ورقة توقفات منفصلة: يُحفظ في كل صف البداية والنهاية والمدة ورمز السبب المختار من قائمة منسدلة، ويُجمع العمود H في الجدول الرئيسي من هذه الورقة بالدالة SUMIFS على مستوى الوردية والخط. والثاني، إذا كان في الوردية أكثر من منتج، يُحسب الزمن المثالي من قائمة الأعداد وأزمنة الدورة المثالية لكل منتج بالدالة SUMPRODUCT. والثالث، في الملخصات الأسبوعية والشهرية تُجمع الأعمدة G وI وK وM والزمن المثالي، وتُحسب النسب من هذه المجاميع. وكل صف يتجاوز فيه العمود O نسبة 100% يشير إلى ضرورة مراجعة تعريف زمن الدورة المثالي؛ ويمكن تمييزه بالتنسيق الشرطي.

لماذا تكون بيانات OEE المجمّعة يدويًا مضلِّلة؟

جدول Excel لا يكون أدق من البيانات التي تدخله. ففي نموذج التوقفات الذي يُملأ من الذاكرة في نهاية الوردية، تكون أوقات البداية تقديرية، وتغيب التوقفات القصيرة، وغالبًا ما يكون رمز السبب هو الخيار الأسهل كتابةً. والنتيجة أن الإتاحة تبدو أعلى مما هي عليه، وتختبئ الخسارة في مكوّن الأداء، ويُبنى اجتماع التحسين على البند الخطأ. لذلك فإن أخذ البيانات آليًا من PLC أو من إشارة الآلة أو من نظام تتبّع الإنتاج (MES) هو الدرجة الثانية في العمل على OEE.

وفي الآلات القديمة التي لا تملك PLC وفي المحطات اليدوية، تُعدّ الكاميرا خيارًا أيضًا. إذ يستخرج حل OEE من CX Teknoloji توقف الآلة وزمن الدورة والقطع المفصولة إلى صندوق المرفوضات من صورة كاميرات IP الموجودة، دون الحاجة إلى تركيب حسّاس جديد على الخط؛ ويصنّف المشغّل سبب التوقف بلمسة واحدة، وتُنقل البيانات إلى MES أو ERP. أما خسائر الانتظار في المحطة وتوازن الخط فتُقاس على مستوى المحطة عبر PPA. وأسرع طريق لرؤية الفرق بين OEE المسجّلة يدويًا وOEE المقيسة على خطك هو مشروع تجريبي على خط واحد.

الأسئلة الشائعة

ما معادلة OEE؟

OEE = الإتاحة × الأداء × الجودة. الإتاحة هي نسبة زمن التشغيل إلى زمن الإنتاج المخطط، والأداء نسبة حاصل ضرب زمن الدورة المثالي في العدد الإجمالي إلى زمن التشغيل، والجودة نسبة عدد القطع السليمة إلى العدد الإجمالي. ويمكن الوصول إلى النتيجة نفسها بالطريق المختصر: عدد القطع السليمة × زمن الدورة المثالي ÷ زمن الإنتاج المخطط؛ وتساوي الحسابين يختبر صحة الجدول.

كم يجب أن تكون قيمة OEE الجيدة؟

تُذكر نسبة 85% في أدبيات TPM بوصفها «المعيار العالمي»؛ ومصدرها أعمال Nakajima حول TPM، ويُعطى تفصيل مكوناتها غالبًا على أنه 90% إتاحة و95% أداء و99.9% جودة. وهي لا تُعدّ معيارًا ملزمًا، بل قيمة مرجعية. فتعريف الزمن المخطط وتنوع المنتجات ونوع العملية تؤثر في الدرجة مباشرةً؛ وأكثر المقارنات دلالةً هي تاريخ خطك أنت مقيسًا بالتعريف نفسه.

هل تدخل الاستراحات والصيانة المخططة في حساب OEE؟

تُطرح الاستراحات والزمن الذي لا يُشغَّل فيه الخط لعدم وجود طلبيات من زمن الإنتاج المخطط، أي لا تُعدّ خسارة. أما تغيير القالب والإعداد فيبقى خسارة في الإتاحة وإن كان مخططًا له، لأنه يمكن تقصيره. وتختلف طريقة التعامل مع الصيانة المخططة من مصدر لآخر؛ والمهم هو اختيار تعريف مكتوب واحد في المنشأة وتطبيقه بالطريقة نفسها على جميع الخطوط والفترات.

لماذا يتجاوز الأداء 100%؟

تجاوز الأداء 100% يدل على أن زمن الدورة المثالي عُرّف أطول من أقصر زمن يمكن بلوغه فعليًا. وأكثر الأسباب شيوعًا اعتبار متوسط الدورة السابق زمنًا مثاليًا، أو استخدام زمن دورة مثالي واحد لمنتجات مختلفة. ويجب أخذ زمن الدورة المثالي لكل منتج من سرعة التصميم للآلة أو من أقصر دورة مُتحقَّق منها؛ وإلا اختفت خسارة السرعة من الجدول.

ما الفرق بين OEE وTEEP؟

تقيس OEE مدى كفاءة استخدام زمن الإنتاج المخطط. أما TEEP فيوزّع الكفاءة نفسها على كامل الزمن التقويمي: TEEP = OEE × التحميل، والتحميل = زمن الإنتاج المخطط ÷ الزمن التقويمي. وقد يُظهر خط يعمل بوردية واحدة TEEP منخفضًا رغم ارتفاع OEE. وتُستخدم OEE للتحسين في الموقع، وTEEP لقرارات الطاقة الإنتاجية والاستثمار.

كيف تُحسب OEE في Excel؟

تُدخل في جدول يمثّل كل صف فيه وردية: زمن الوردية، والزمن خارج الإنتاج المخطط، وزمن التوقف، وزمن الدورة المثالي، والعدد الإجمالي، وعدد القطع المعيبة. ويُحسب زمن الإنتاج المخطط وزمن التشغيل وعدد القطع السليمة بالطرح؛ والإتاحة والأداء والجودة بالقسمة؛ وOEE بضرب الثلاثة. وفي الملخصات الأسبوعية تُستخدم مجاميع الأزمنة والأعداد، ويُعاد حساب النسب من هذه المجاميع.