■ 王紅英 金 楠 方 鵬 段恩澤 孔丹丹

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京100083；2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)裝備研發(fā)分中心，北京100083）

中國(guó)飼料工業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，是激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)淘汰，飼料企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，就必須對(duì)自身的生產(chǎn)水平做出科學(xué)、全面的評(píng)估，找出生產(chǎn)、管理過(guò)程中影響生產(chǎn)效率的環(huán)節(jié)，最大化地挖掘和改善車間的生產(chǎn)效率，進(jìn)而提升效益和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[1-2]。

設(shè)備是生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成要素，設(shè)備的水平和狀態(tài)直接影響著企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)率、質(zhì)量和成本[3]。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前飼料加工企業(yè)的設(shè)備效率還普遍較低，由此帶來(lái)巨大的效益損失尚有很大的改善空間。因此，尋求合適的設(shè)備效率分析方法，及時(shí)識(shí)別生產(chǎn)設(shè)備效率損失，是釋放隱藏或損失產(chǎn)能的直接有效手段[4]。

OEE(Overall Equipment Effectiveness)，即設(shè)備綜合效率，是現(xiàn)代設(shè)備管理制度中評(píng)估企業(yè)管理水平的重要指標(biāo)，可以較全面地反映生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理對(duì)設(shè)備效率的影響，在工業(yè)制造業(yè)中已得到普遍應(yīng)用[5]。OEE方法是對(duì)設(shè)備的性能損失進(jìn)行綜合分析，它不僅考慮設(shè)備時(shí)間上的利用情況，同時(shí)考慮到操作和工藝對(duì)設(shè)備性能損失的影響，以及因生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品造成的損失情況，全面地體現(xiàn)出設(shè)備在使用過(guò)程中綜合效率情況[6]。同時(shí)，應(yīng)用OEE分析方法還可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定生產(chǎn)線上制約產(chǎn)能的瓶頸設(shè)備。

因此，本文基于OEE理論，對(duì)國(guó)內(nèi)某畜禽配合飼料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線設(shè)備效率進(jìn)行分析，識(shí)別設(shè)備效率損失原因，針對(duì)性提出改進(jìn)措施，達(dá)到企業(yè)產(chǎn)能優(yōu)化和改善的目的。

1 設(shè)備綜合效率（OEE）

OEE的概念是由Nakajima S等(1988)[7]提出來(lái)的，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。OEE是設(shè)備利用效率和維護(hù)保養(yǎng)狀況的管理考核指標(biāo)，反映了設(shè)備的綜合性能。OEE由時(shí)間開(kāi)動(dòng)率、性能開(kāi)動(dòng)率及合格品率3個(gè)要素組成[8]，按公式（1）計(jì)算。

時(shí)間開(kāi)動(dòng)率反映的是設(shè)備時(shí)間利用上的損失，包括引起計(jì)劃生產(chǎn)發(fā)生停工的任何事件，如設(shè)備故障或調(diào)試、原料短缺及生產(chǎn)方式的改變等，按公式（2）計(jì)算。

性能開(kāi)動(dòng)率反映設(shè)備的性能發(fā)揮情況，用來(lái)評(píng)價(jià)設(shè)備生產(chǎn)速度上的損失，包括任何導(dǎo)致設(shè)備不能以最大生產(chǎn)速度運(yùn)行的因素，如設(shè)備的短暫停機(jī)、設(shè)備磨損和工人操作失誤等，按公式（3）計(jì)算。

合格品率是指由于質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的生產(chǎn)率損失，反映設(shè)備的有效工作情況，按公式（4）計(jì)算。

OEE的本質(zhì)就是合格品理論加工時(shí)間與計(jì)劃工作時(shí)間的比值，其計(jì)算關(guān)系如圖1所示。

很明顯，OEE的成功計(jì)算取決于收集數(shù)據(jù)的能力，如果收集的數(shù)據(jù)不可靠，則計(jì)算的OEE值可能無(wú)法反映真實(shí)的設(shè)備利用率[9]。根據(jù)OEE的3個(gè)組成要素可以將設(shè)備效率的損失歸結(jié)為六大類損失，即停機(jī)損失、換裝和調(diào)試損失、暫停機(jī)損失、減速損失、啟動(dòng)次品損失和生產(chǎn)次品損失，每類損失都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的設(shè)備狀態(tài)[10]。

2 OEE在飼料加工企業(yè)應(yīng)用實(shí)例

粉碎、混合、制粒是飼料生產(chǎn)中的三大關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)，作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備，粉碎機(jī)、混合機(jī)和制粒機(jī)的設(shè)備效率和運(yùn)行情況直接影響飼料生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在調(diào)研中對(duì)國(guó)內(nèi)某飼料企業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的OEE進(jìn)行了連續(xù)6 d的計(jì)算和監(jiān)測(cè)，共2臺(tái)粉碎機(jī)、1臺(tái)混合機(jī)、2臺(tái)制粒機(jī)，數(shù)據(jù)的收集使用設(shè)備效率數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計(jì)[1]，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

由表1可見(jiàn)，該企業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的OEE普遍較低，除混合機(jī)的OEE為63.14%外，粉碎機(jī)和制粒機(jī)的OEE均在60%以下，三種設(shè)備的合格品率均可達(dá)到100%，粉碎機(jī)的時(shí)間開(kāi)動(dòng)率明顯低于混合機(jī)和制粒機(jī)，在性能開(kāi)動(dòng)率方面，混合機(jī)最高，粉碎機(jī)次之，制粒機(jī)最低。選擇設(shè)備中1#粉碎機(jī)、混合機(jī)、2#制粒機(jī)連續(xù)6 d的OEE指標(biāo)變化數(shù)據(jù)，制成如圖2、圖3、圖4所示的設(shè)備效率指標(biāo)變化趨勢(shì)圖。

圖1 OEE計(jì)算關(guān)系圖

表1 關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備OEE計(jì)算結(jié)果(%)

圖2～圖4數(shù)據(jù)顯示，粉碎機(jī)、混合機(jī)、制粒機(jī)的合格品率都為100%，設(shè)備的OEE高低受時(shí)間開(kāi)動(dòng)率和性能開(kāi)動(dòng)率的波動(dòng)影響，且受其中的較低者影響更多。粉碎機(jī)的性能開(kāi)動(dòng)率維持在66%左右，OEE主要受每日時(shí)間開(kāi)動(dòng)率的影響高低變化，時(shí)間開(kāi)動(dòng)率高則當(dāng)日OEE值高；除圖中第3 d數(shù)據(jù)外，混合機(jī)和制粒機(jī)的時(shí)間開(kāi)動(dòng)率基本可達(dá)到90%，但較低的性能開(kāi)動(dòng)率極大地限制了混合機(jī)和制粒機(jī)的OEE水平?？傮w來(lái)看，混合機(jī)的各設(shè)備綜合效率指標(biāo)要優(yōu)于制粒機(jī)和粉碎機(jī)，因此，從設(shè)備配置數(shù)量上來(lái)看，這也是生產(chǎn)線上粉碎機(jī)和制粒機(jī)數(shù)量多于混合機(jī)的原因之一，對(duì)于低效設(shè)備可以通過(guò)增加設(shè)備數(shù)量增加產(chǎn)能。

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線上主要設(shè)備的OEE計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，往往是生產(chǎn)線上效率較低的設(shè)備、工序、工段限制了整條生產(chǎn)線的產(chǎn)能，因此，在日常的生產(chǎn)維護(hù)中，應(yīng)著眼于“補(bǔ)短板”，充分釋放設(shè)備的隱藏效能以達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)能的目的。

圖2 1#粉碎機(jī)設(shè)備效率指標(biāo)變化

圖3 混合機(jī)設(shè)備效率指標(biāo)變化

圖4 2#制粒機(jī)設(shè)備效率指標(biāo)變化

3 飼料加工中的OEE分析診斷

在全員生產(chǎn)維護(hù)（TPM）中，先進(jìn)的設(shè)備維護(hù)水平要求達(dá)到以下目標(biāo)：設(shè)備時(shí)間開(kāi)動(dòng)率≥90%，性能開(kāi)動(dòng)率≥95%，合格品率≥99%，設(shè)備綜合效率OEE≥85%。現(xiàn)階段飼料加工企業(yè)的設(shè)備維護(hù)水平較目標(biāo)普遍偏低，OEE改善空間較大，結(jié)合前述OEE的應(yīng)用結(jié)果對(duì)飼料加工中的OEE進(jìn)行分析診斷。

在飼料加工中粉碎機(jī)、混合機(jī)、制粒機(jī)3種關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備時(shí)間開(kāi)動(dòng)率的損耗涉及以下幾個(gè)方面。第一，調(diào)整機(jī)器時(shí)間，在配方或原料發(fā)生變化時(shí)，加工設(shè)備需要做出相應(yīng)調(diào)整，如粉碎機(jī)的篩片更換等；第二，生產(chǎn)中偶發(fā)的設(shè)備故障，維修損耗時(shí)間不可估量；第三，等料等輸送時(shí)間，等待上一工序的來(lái)料和本工序完成后的排料，生產(chǎn)中各工序的物料流量不平衡，這部分損失占據(jù)了時(shí)間開(kāi)動(dòng)率損耗的主要部分，也反映出待粉碎倉(cāng)、配料倉(cāng)、待制粒倉(cāng)等中間倉(cāng)的配置不合理問(wèn)題。

性能開(kāi)動(dòng)率低表明實(shí)際生產(chǎn)加工能力低于理論水平。受所加工原料性質(zhì)不同的影響，必然會(huì)引起各工序?qū)嶋H產(chǎn)能的變化；飼料加工是一條完整的生產(chǎn)線，其中低效低產(chǎn)的工序會(huì)極大地限制整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，不能平衡前后工序的生產(chǎn)流量，因此這樣的工序稱之為限制性工序；產(chǎn)品的過(guò)度加工也是設(shè)備性能開(kāi)動(dòng)率損耗的重要原因之一，以飼料的粉碎加工最為突出，往往在原料已經(jīng)達(dá)到加工要求的情況下，仍然為追求產(chǎn)品外觀質(zhì)量增加加工時(shí)間造成過(guò)度加工。

通常飼料加工的終產(chǎn)品都是合格品，所以合格品率普遍都可以達(dá)到100%，這是因?yàn)榧庸み^(guò)程中的中間次品可以通過(guò)重新投料再加工，但由此帶來(lái)的損耗會(huì)反映到時(shí)間開(kāi)動(dòng)率和性能開(kāi)動(dòng)率中。結(jié)合對(duì)OEE的分析，形成圖5所示的設(shè)備效率綜合診斷因果圖。

OEE的計(jì)算分析不是最終目的，而是一種手段，通過(guò)對(duì)設(shè)備綜合效率的分析，來(lái)診斷和改善飼料加工企業(yè)的設(shè)備利用和管理問(wèn)題。基于OEE理論對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析診斷提出和執(zhí)行改善措施，改善的效果又會(huì)通過(guò)對(duì)設(shè)備的OEE監(jiān)測(cè)結(jié)果體現(xiàn)出來(lái)[11]。

4 結(jié)論

OEE是制造業(yè)中設(shè)備管理的核心工具。本文將OEE理論運(yùn)用于飼料工業(yè)中，通過(guò)對(duì)飼料加工企業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的OEE計(jì)算和設(shè)備效率分析，可以很好地確定制約設(shè)備產(chǎn)能的因素和生產(chǎn)線上效能發(fā)揮較低的限制性工序，便于企業(yè)管理人員合理進(jìn)行設(shè)備維護(hù)、及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝和工序，充分發(fā)揮設(shè)備的最佳效能，優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)能，提升企業(yè)效益。

圖5 設(shè)備效率診斷因果圖