浅谈设备综合效率 OEE 的实现与应用

　　目前制造业由于受到生产方式、人员素质、物流、设备维护保养、加工工艺等多种因素的影响，看似运转正常的设备其实并没有发挥出它应有的产能，而随着企业的发展和生产线不断的壮大，无形中给企业带来额外的成本支出，进而造成巨大的损失。制造业想要解决这一问题，设备综合效率 OEE (Overall Equipment Effectiveness) 的观念建置与实际应用是企业家们必须要面对的课题。

　　设备综合效率收集、计算转化为 OEE 是透过时间分析、数据优化，来解决企业重点生产设备综合效率低落等问题，从而达到时间效益最大化以及降低生产成本的目的。

　　一台设备生产产品的能力，需要符合品管的标准，在没有中断的情况下按计划的周期生产，它是时间利用率、性能效率、合格品率的乘积。

　　关于设备综合绩效 OEE 于制造业的应用，可以简单地归纳为「机台设备的使用管理」这一方面。

　　而作为制造业最关心的不外乎就是成本， 对工厂而言最容易看到的成本其实就是用电量。当机台设备处于 24 小时无时无刻都在运转的状态下，我们如何掌握机台实际的使用时间，如何知道机台实际上的区间用电量。

　　旧的工业时代，工厂所装设的设备或许有记录的功能，但无法连网，现今的产品既有记录功能还可机台连网做到实时监控及发生状况时实时告警通知管理者。

　　每一台生产设备都有自己的理论产能，要实现此一理论产能，必须在没有任何干扰和质量损耗下才成立，OEE 是衡量设备总体性能的关键指针，让管理者可以知道系统在运作时间的状态，并以此让设备产生最大的时间效益，而工业物联网 IIOT 的数据记录功能，就是让 OEE 优化的工具。

　　设备综合效率 OEE 如何影响我们?

　　身为一个工厂管理者，它必须要掌控整个工厂的生产运作，诸如设备的维护保养、机台操作者的生产效率、机台设定是否出错等等，但在现代社会只靠人力去执行以上种种任务，过度耗费人力成本。

　　例如在生产机台上，监控机台三色灯运作状况取得可用度；安装传感器取得生产数量、马达转速、机台用电量与机台温度参数等，并结合机台用户许可证与管理，和现场影像来分析作业状况，作为生产管理的依据。

　　在设备维护保养上，维修人员来机台更换零配件并填写更换记录在保养卡上，保养卡交由总务单位统一存放，但机台操作者或是工厂管理者通常很难得知设备有更换过甚么零件，更难得知维护人员是否有更换零件，一旦出现错误很难有效率的直接找到原因。

　　例如一个机台全天的制程规划为三班制， 每班八小时，传统上很难去知道今天谁使用了机台，在机台上做了哪些工作，今天如果在机台上装上 ACS 和 TPD-703，通过刷卡授权操作机台，它可以很清楚的记录谁使用了机台、使用时间是几个小时、从几点到几点等，又或者维护人员在维护完后可以直接把今天更换零件内容登录于 TPD-703 上，并将数据上传至系统，如此一来管理者便可透过人机接口一目了然的掌握各机台情况。

　　再者，显示屏上可直接显示配方或者制程顺序，并请机台操作者来确认配方比例数量或者制作程序，可以直观地降低操作失误的情况发生。再加上 WISE-5231 控制器搭配 LINE 连网实时通知的功能，一旦发生机台操作失误，可实时传送讯息到移动装置上通知管理者前往处理。

　　传统工厂端来说，当产品出现问题时，并不知道配方何时产生错误，也没办法避免配方错误，又或者如何知道机台的设定有没有错误，个中原因源自没有系统化的运用监控系统，需要消耗大量人力成本来做这件事， 还不一定能得到正确的结论。

　　最后，依据组态软件 InduSoft 整合前端生产数据、过程、报表及异常告警信息， 并透过数据库交换结合后端 MES 和ERP 系统， 分析关键数据、掌握实时信息，提升产品质量并确保设备的可靠性，逐步改善管理流程， 让生产线可以达到最大效率，以利管理者制定最佳生产决策，也可为日后执行生产履历建立基础系统。

　　系统的架构与运作方式、设备说明

　　传统工厂要建构工业 4.0 的第一步，建议可以从 OEE 入门以达到提高生产效率和降低成本的目的。

　　OEE = A x P x Q

　　OEE 是个综合指标， 由稼动率 (Availability)产能效率 Performance Ef?ciency)良率 (Quality Rate) 来表现整体设备效率。

　　整个 OEE DemoKit 的架构如下，首先我们的解决方案是由几大类别组成，先由M-7084 数字讯号接收模块接收传感器端传来的数据，达成数据收集的工作，例如计数、频率、运动量测量等等。

　　由 DL-10 做远程的温度、湿度的数据收集。温度模块还可参考 M-7018Z 搭配热电偶 (Thermocouple)、 M-7015P 搭配电阻式 (RTD) 和 M-7005 搭配热敏电阻 (Thermistor) 温度传感器。

　　而 tSL-P4R1 负责管理机器状态的主要目的是减少停机时间并降低生产成本。该模块可监控机器指示器的输出而不影响设备的运行，从而使机器的当前操作阶段得以确实掌握，以实现生产目标。

　　tSL-P4R1 可以通过 SCADA 软件在 MES 上轻松实现三色灯状态监控，从而提高机器使用率和产出量。

　　上述几项的数据都可以透过我们的组态软件 InduSoft 显示在中央监控系统上，并透过WISE-5231 的安装，让使用者可以轻松完成在控制器上的工作逻辑规划，大幅降低用户在系统开发上的资源花费。

　　整个设备体系可应用的领域

　　设备监控系统

　　在架构设施监控系统时，WISE 多样化的IO 模块，让您可以选择更适合的硬件。在遭遇紧急状况时，可传送 Email 或 SMS 即时消息与管理者；而过 CGI 指令，WISE 可指挥IP Camera 进行实时影像录像 / 传送，以确认设施状况，减少灾害发生。使用WISE，您将可大幅节省系统的开发时间及成本。

　　厂区管理系统

　　在工厂的生产线管理上，提升产能和减少库存往往是工厂获利多寡的重要关键，也因此不少自动化管理的方案不断地被提出， 并且应用到这块领域上。透过泓格科技多样性的 WISE 控制器及 IO 模块提供，让系统开发者可十分弹性化的设定单机逻辑及多机 Advanced P2P 连动功能，并与厂区管理系统无缝的连接，节省开发成本。