OEE in der Fertigungsindustrie: berechnen, messen und verbessern

Eine Maschine kann laufen, ohne effektiv zu produzieren. Kurze Stopps, geringere Geschwindigkeit und Ausschuss bleiben in einem Gesamtzähler leicht verborgen. OEE, ausgeschrieben Overall Equipment Effectiveness, macht diese Verluste sichtbar. Nicht als Schulnote für die Fabrik, sondern als Ausgangspunkt für gezielte Verbesserungen.

Bei Vlegel Technology in Genk, dem Software-Engineering-Team für Maschinen, Daten und AI, beginnen wir deshalb bei der Bedeutung der Daten. Für Fertigungsbetriebe und Maschinenbauer ist ein OEE-Dashboard erst dann brauchbar, wenn klar ist, was eine Maschine misst, welche Zeiten zählen und wie Verluste erfasst werden.

Was misst OEE?

OEE kombiniert Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Die Verfügbarkeit beschreibt, welchen Anteil der geplanten Produktionszeit die Maschine tatsächlich läuft. Die Leistung vergleicht die während dieser Laufzeit produzierte Menge mit dem, was bei idealer Zykluszeit möglich wäre. Die Qualität gibt an, welcher Anteil der Produktion auf Anhieb die Anforderungen erfüllt.

Zusammen unterscheiden diese Faktoren drei Arten von Verlusten: Stillstand, zu langsames Produzieren und fehlerhafte Produkte. Der Gesamtwert gibt die Richtung vor. Die einzelnen Faktoren zeigen, wo man genauer hinschauen muss. Eine geringe Verfügbarkeit erfordert schließlich einen anderen Ansatz als hoher Ausschuss.

OEE richtig berechnen

Verwende für die Berechnung Verhältniszahlen zwischen null und eins. Verfügbarkeit = Laufzeit ÷ geplante Produktionszeit. Die Laufzeit ergibt sich aus der geplanten Produktionszeit abzüglich der Stillstandszeit innerhalb dieses Zeitraums.

Leistung = (insgesamt produzierte Stückzahl × ideale Zykluszeit pro Stück) ÷ Laufzeit. Verwende einheitliche Zeiteinheiten und eine fundierte ideale Zykluszeit je Produkt. Teile hier durch die Laufzeit, nicht durch die geplante Produktionszeit: Sonst zählst du Stillstände doppelt.

Qualität = Gutteile ÷ insgesamt produzierte Stückzahl. Anschließend gilt: OEE (%) = Verfügbarkeit × Leistung × Qualität × 100.

Mit 90% Verfügbarkeit, 85% Leistung und 95% Qualität kommst du gerundet auf 72,7% OEE. Das bedeutet nicht, dass die Maschine während 72,7% der Zeit perfekt lief. Es bedeutet, dass die Gutproduktion, umgerechnet auf die ideale Zykluszeit, 72,7% der geplanten Produktionszeit entspricht.

Erst Messregeln, dann ein Dashboard

Lege fest, was als geplante Produktionszeit gilt und wie du Rüstzeiten, Pausen, Störungen und Mikrostopps berücksichtigst. Kläre auch, wann ein Produkt als Gutteil zählt und wie Nacharbeit erfasst wird. Ohne feste Definitionen können identische Situationen zu unterschiedlichen Werten führen.

Prüfe außerdem Zähler, Zeitstempel und Maschinenzustände. Ein fehlendes Signal bedeutet nicht automatisch Stillstand. Ordne kurze Stopps konsequent der Verfügbarkeit oder der Leistung zu, ohne denselben Verlust doppelt zu erfassen. Vergleiche Maschinen oder Schichten nur, wenn Produktmix und Messregeln das zulassen.

Maschinen vernetzen und Daten strukturieren

Maschinendaten lassen sich je nach Steuerung über OPC UA auslesen und über MQTT für andere Systeme bereitstellen. Die beiden Protokolle haben unterschiedliche Aufgaben: OPC UA bietet strukturierten Zugriff auf Maschinendaten; MQTT unterstützt das Veröffentlichen und Empfangen von Nachrichten.

Ein Unified Namespace (UNS) kann diese Daten in einer gemeinsamen Struktur für Werk, Linie und Maschine zusammenführen. Veröffentliche nicht nur Zählerstände, sondern auch Kontext wie Produkt, Auftrag, Maschinenstatus und Zeitpunkt. So können Dashboards und Analysen dieselben Daten nutzen, ohne für jede Anwendung eine eigene Anbindung zu bauen. Ein UNS ersetzt dabei keine Vereinbarungen zur Datenqualität.

Vom Verlust zur Maßnahme

Beginne bei einer Maschine oder Linie und untersuche den größten Verlust. Besprich Stillstandsgründe mit den Bedienern, prüfe Geschwindigkeitsverluste anhand der Zykluszeit und verknüpfe Ausschuss mit Produkt- und Prozessdaten. Setze eine gezielte Änderung um und prüfe anschließend unter vergleichbaren Bedingungen, was sich verändert.

OEE sagt nicht alles. MTTR hilft, Wiederherstellungszeiten zu verfolgen; MTBF gibt Aufschluss über die durchschnittliche Betriebszeit zwischen Störungen. Nutze solche Kennzahlen ergänzend. Eine höhere lokale OEE ist kein Selbstzweck, wenn dadurch an anderer Stelle Bestände oder Wartezeiten entstehen.

KI kann erfasste Verluste zusammenfassen oder Muster für weitere Untersuchungen aufzeigen. Dabei ziehen wir eine klare Grenze: KI liest nur, schreibt nicht in die Maschinensteuerung und ändert keine Einstellungen. Ein Mensch bewertet die Analyse und entscheidet über die Maßnahme.

Möchtest du besprechen, ob eure OEE-Messung im Produktionsalltag brauchbar ist? Vereinbare ein Gespräch von 15 Minuten mit Vlegel Technology. Dann schauen wir uns an, welche Maschinendaten verfügbar sind, welche Definitionen fehlen und was ein sinnvoller erster Schritt ist.