Методика оценки и повышения эффективности работы с помощью АИС "Диспетчер"

Методика оценки и повышения эффективности работы с помощью АИС "Диспетчер"
В данной статье рассматривается методика, которую используют разработчики системы мониторинга АИС «Диспетчер», внедряя систему на крупные промышленные предприятия. На ряде предприятий данная методика проверена на практике и внедрена для регулярного использования.
ООО «Станкосервис»
214000, г. Смоленск, ул. Карла Маркса, д.12, 3 этаж, оф. 17
+7 (4812) 24-41-02

Многие руководители предприятий и управляющие компании промышленных холдингов всерьез занялись вопросами повышения эффективности. Внимание обращено на IIoT-системы мониторинга, которые позволяют объединить в сеть промышленного оборудование и получать объективные данные о его работе. Такие данные могут указать менеджменту предприятия на узкие места производства, выявить нарушения технологии, минимизировать простои и пр., что в конечном счете сказывается на повышении эффективности и прибыли предприятия. Но часто информация с оборудования так и остается информацией, если не научиться ее правильно интерпретировать и принимать управленческие решения на основе результатов анализа полученных данных.

В данной статье рассматривается методика, которую используют разработчики системы мониторинга АИС «Диспетчер», внедряя систему на крупные промышленные предприятия. На ряде предприятий данная методика проверена на практике и внедрена для регулярного использования. Подробное описание самой системы мониторинга АИС «Диспетчер» приведено в статье «Как система мониторинга может изменить производство?»

Шаг 1. Утвердить структуру производственного времени на промышленном предприятии

Описанная ниже методика базируется на оценке использования производственного времени в процессе работы технологического оборудования при производстве продукции. Структура рабочего времени промышленного оборудования показана в таблице.

Планируемый фонд рабочего времени можно разделить на доступное и недоступное время, которые в свою очередь также делятся на указанные в таблице интервалы.

Доступное время - интервал времени, в течение которого оборудование производит продукцию или готово к производству. При этом станок находится в рабочем состоянии, в наличии оператор, заготовка, инструмент и т.д. Состоит из 3 частей:

  • Производство или Машинное время (Тпроиз или Тмаш) - время непосредственного изготовления детали на станке
  • Производственный простой (Тпрос.пр) – время выполнения вспомогательных операций, необходимых для изготовления детали. При этом оборудование простаивает.
  • Нерегламентированный простой (Тпрос.нр) - время, когда на готовом к работе станке нет производительных действий оператора. Ответственность за простой несет оператор станка.

Суммарное время Тмаш и Тпрос.пр является штучно-калькуляционным временем (Тштк), длительность которого определяется технологическим процессом, а ответственность за его соблюдением несет оператор станка.

Недоступное время – интервал времени, на протяжении которого станок не может производить продукцию по причинам технического или организационного характера, а также когда станок выключен во время рабочей смены. Также состоит из 3 частей.

  • Технический простой – простой из-за технической неисправности или проведения на станке работ по ТоИР.  Ответственность за простой несет техническая служба.
  • Организационный простой – простой по различным организационным причинам (отсутствие заготовки, инструмента и т. п.), ответственность за который несут различные службы предприятия.
  • Неиспользованное время – интервал времени, когда оборудование, как правило, выключено и не используется при производстве продукции по решению администрации.

АИС «Диспетчер» позволяет контролировать все указанные в табл. 1 интервалы производственного времени и предоставлять пользователям аналитические отчеты, позволяющие не только оценить эффективность использования рабочего времени, но и принять правильные управленческие решения.

Шаг 2. Организовать автоматический контроль производственного времени

АИС «Диспетчер» выполняет мониторинг производственного времени, контролируя длительности различных состояний оборудования, особенно его простоев по различным причинам. Состояния оборудования фиксируются в системе в автоматическом режиме, а причины простоев вводятся вручную оператором, который в начале смены регистрирует себя на станке. В системе задается общий перечень состояний и причин простоя и перечень для каждой единицы оборудования.

Для контроля интервалов производственного времени, указанных в таблице №1, состояния и причины простоя объединяются в группы. Типовой перечень групп и включенные в них состояния и причины простоя приведены в таблице.

Группа состояний и причин простоя

Состояния / Причины простоя

Описания

Производство

Работа по программе

Станок изготавливает продукцию

Производственный простой

Наладка станка
Замена детали
Замена инструмента
Измерение детали
Уборка станка

Причины простоя вводятся оператором

Нерегламентированный простой

Простой станка

Формируется автоматически если станок включен, но не изготавливает продукцию

Технический простой

Авария
Ремонт станка

Фиксируется автоматически
Вводится вручную

Организационный простой

Отсутствие задания;
Отсутствие заготовок
Отсутствие инструмента, оснастки;
Отсутствие /неисправность УП

Причины простоя вводятся оператором

Станок выключен

Станок выключен

Станок отключен

Для контроля работы производственного персонала, обслуживающего оборудование, и в первую очередь, операторов станков, в системе предусмотрена регистрация операторов непосредственно на рабочем месте (у станка). Для регистрации используются устройства мониторинга (терминалы, пульты). Регистрация выполняется работником путем ручного ввода табельного номера или при помощи подключаемых к устройствам мониторинга сканеров штрих-кодов или сканеров RFID-меток.

После того, как определена структура производственного времени и налажен сбор необходимой информации с помощью системы мониторинга – самое время выработать форму отчетов, позволяющих оценивать показатели эффективности производства и способствующих принятию верных управленческих решений.

Шаг 3. Настроить аналитические отчеты в системе мониторинга

Для оценки эффективности работы технологического оборудования и производственного персонала в АИС предусмотрены аналитические отчеты и обзоры. Типичными входными параметрами, задаваемыми пользователем для формирования аналитических отчетов, являются:

  • Период наблюдения
  • Интервал для формирования отчета за определенный период времени (смена, день, неделя, месяц, год)
  • Подразделение (или по всему предприятию).
  • Станок (или по всем станкам).

При формировании отчетов используется график работы оборудования с учетом рабочих смен и выходных и/или праздничных дней.

Отчеты могут также формироваться за определенные пользователем интервалы времени (период аналитики). Можно получить отчет за определенные дни и смены (например, пятница, 3 смена). В отчетах вместе с количественными итоговыми данными отображаются рассчитываемые по специальным правилам ключевые показатели эффективности (КПЭ). В составе базового модуля АИС предусмотрены КПЭ, приведенные в таблице ниже.

КПЭ

Цель показателя

Расчет

Коэффициент загрузки Кз

Оценка загрузки оборудования. Определяет долю машинного времени по отношению к фонду работы

Отношение времени производства продукции к фонду рабочего времени.
(Кз= Тпроиз/Тфонд)

Коэффициент эффективной загрузки Кзэ

Оценка загрузки оборудования, когда станок включен

Отношение времени производства продукции к времени, когда станок включен.
(Кэз= Тпроиз/Твкл)

Коэффициент производственной загрузки Кзп

Определяет долю штучно-калькуляционного времени по отношению к фонду работы

Отношение времени производства продукции и производственного простоя к фонду рабочего времени
(Кзп= Тпроиз + Тпрос.пр/Тфонд)

Коэффициент готовности Кг

Оценка качества работы сервисных служб

Отношение доступного времени к фонду рабочего времени
(Кг= Тдв/Тфонд)

Коэффициент потерь оператора Кпо

Оценка простоя  оборудования по вине оператора

Отношение времени нерегламентированного простоя к фонду рабочего времени
(Кпо= Тпрос.нр/Тфонд)

Коэффициент готовности может быть рассчитан для каждой вспомогательной (сервисной) службы, ответственной за устранение тех или иных видов простоев.

Пользователь может производить настройку параметров КПЭ и конструировать новые КПЭ с учетом особенностей своего производства и информационных систем верхнего уровня (ERP, MES), в которые можно экспортировать сформированные в АИС данные о фактических производственных результатах. Если настройка выполнена или она не понадобилась, следует изучить порядок формирования отчетов.

АИС «Диспетчер» предоставляет пользователю различные варианты формирования отчетов:

 

Типы отчетов

Описание

1

Статические отчеты

Разновидности целевых отчетов, формируемых на экране ПК и экспортируемых в формат Excel

2

Генератор отчетов

Конструирование и использование произвольных отчетов и книг составных отчетов в формате Excel

3

Динамическая аналитика

Целевые навигационные обзоры показателей эффективности и основных характеристик работы предприятия, подразделений, станков, операторов

4

Отчеты на мобильных устройствах

Версии статических отчетов, адаптированные для малых экранов

5

Отчеты на мониторах большого формата

Вывод оперативно меняющейся картины выполнения плановых заданий и текущего состояния оборудования с попеременной заменой информационных слайдов

Статические отчеты и отчеты, созданные с помощью генератора отчетов, могут автоматически рассылаться ответственным работникам по заранее созданному расписанию. После апробации аналитических отчетов подготовительная работа закончена, можно переходить к оперативной работе по оценке эффективности

Шаг 4. Оцениваем и повышаем эффективность работы оборудования и персонала

Для оценки эффективности работы оборудования и персонала используются отчеты из разделов «Статические отчеты» и «Динамическая аналитика». Разберем последовательность анализа на примере предприятия, в состав которого входят два производственных цеха. График работы оборудования – трехсменный.

Начинаем с контроля загрузки оборудования

Проконтролировать загрузку оборудования можно за любой календарный период, как в целом по предприятию, так и по подразделениям, по станкам, по работникам. В отчетах выводится суммарная за период и календарная (по сменам, дням и т.д.) информация. На рис. 1 показаны данные о работе оборудования в целом по предприятию и по цехам.


Рис. 1. Динамическая аналитика. Загрузка оборудования

В табличной области отчета выводится по предприятию и по цехам следующая информация:

  • коэффициент загрузки (Кз),
  • коэффициент эффективной загрузки (Кзэ),
  • фонд рабочего времени (Тфонд),
  • время производства продукции или машинное время станков (Тпроиз)
  • время, когда станки включены (Твкл).

На графиках отображается время (процент к фонду рабочего времени за заданный период). При этом зеленым цветом показано - производство продукции, желтым – время, когда станки включены, но не производят продукцию, серым – когда станки отключены.

По аналитическому отчету видно, что в цехе ЧПУ довольно велик (целых 20 %) объем времени, когда оборудование не использовалось. Попробуем разобраться, в чем дело. Для этого переориентируем динамический отчет на интересующий нас цех и спускаемся на уровень станков этого цеха. На рис. 2 показана загрузка в цехе ЧПУ по станкам и по работникам (операторам станков). Отчет можно упорядочить как по станкам, так и по операторам.


Рис. 2. Динамическая аналитика. Загрузка по станкам цеха ЧПУ

Из отчета по станкам видно, что не только объемы недоступного времени отдельных станков различаются, но и коэффициенты загрузки у станков цеха имеют заметный разброс. Однако эти значения взяты за целый месяц, а что происходило по конкретным неделям и дням?

Посмотрим, как менялась загрузка с течением времени. На рис. 3 представлены календарные графики изменения коэффициента загрузки Кз по дням исследуемого месяца. Для сравнения показана линия планового коэффициента загрузки. Видно, что средний коэффициент загрузки, в основном, соответствует плановому. Но это при усреднении за полные сутки. А что у нас происходит в третью смену? По календарному графику ночной смены (рис. 4) сразу видна неравномерность загрузки станков. Теперь можно проводить уточнение по конкретным датам, операторам, производственным заданиям. Возможно, это приведет к принятию организационных решений.


Рис. 3. Динамическая аналитика. Загрузка станков цеха ЧПУ по дням месяца


Рис. 4. Динамическая аналитика. Загрузка оборудования по дням в 3 смену

Графические диаграммы неоценимы для быстрой оценки показателей и выявления тенденций. Более точную и конкретную информацию дают табличные данные с конкретными цифрами. Выгрузка аналитических отчетов во внешние файлы в формате Excel позволяет накапливать завершенные отчеты, сформированные пользователем в программе «Клиент АИС Диспетчер» или полученные им по автоматической рассылке отчетов, производимой системой «Диспетчер». Однако и в таких форматах присутствуют графические диаграммы, и даже в таблицах используется цветовое выделение особо важных значений.

На рис. 5 представлен статический отчет о загрузке оборудования. Приведены плановый и фактический коэффициенты загрузки, временные показатели в целом по подразделению и по станкам. Видно, что для предприятия в целом и ряда станков не обеспечен плановый уровень коэффициента загрузки.

статический отчет о загрузке оборудования

статический отчет о загрузке оборудования

Рис. 5. Статический отчет о загрузке оборудования

Вышеприведенные отчеты позволяют провести анализ загрузки оборудования по предприятию, по подразделению и, при необходимости, получить данные о работе конкретного станка и конкретного оператора. Из отчетов можно сделать следующие выводы.

  1. Загрузка оборудования за указанный период (Кз) увеличилась с 40% до 65%. Однако средняя загрузка ниже плановой
  2. В обоих цехах предприятия оборудование работало не все рабочее время. 19% от фонда рабочего времени станки были выключены. Данное время является резервом для предприятия при увеличении плана.

Анализируем загрузку оборудования и причины простоев

Анализ коэффициентов загрузки оборудования, выявление причин низких (высоких) значений производится с помощью и подсчета длительности различных состояний оборудования классификации, выявления простоев по тем или иным причинам, предусмотренным заданной на предприятии классификацией.

Если станок включен, исправен, но не производит продукцию, то на данном станке через определенное, заданное пользователем, время (по умолчанию 10 минут) автоматически будет сформировано состояние «Простой станка», что является нерегламентированным простоем по вине оператора. Для того, чтобы этого не произошло, оператор должен с терминала мониторинга указать причину простоя станка. Подобные действия оператора фиксируются в регламентах и обязательны к выполнению.

На рис. 6 пользователю предоставляются общие данные по времени производства и простоям оборудования по предприятию и по цехам. В таблице и на диаграмме приводятся коэффициент загрузки (Кз), коэффициент производственной загрузки (Кзп) и коэффициент готовности (Кг).


Рис. 6. Динамическая аналитика. Анализ загрузки оборудования

На рис. 7 приводятся ключевые показатели эффективности и классификация состояний и причин простоя оборудования по группам.

Ключевые показатели эффективности и классификация состояний и причин простоя оборудования по группам

Ключевые показатели эффективности и классификация состояний и причин простоя оборудования по группам

Рис. 7. Динамическая аналитика. КПЭ и группы причин простоя

На рис. 8 представлен статический отчет о загрузке и простоях оборудования (в целом по предприятию, по подразделениям и по станкам). В отчете приведены суммарные значения простоев по группам, а также плановые и фактические коэффициенты загрузки и готовности (Кз, Кпз, Кг). В таблице красным цветом отмечены КПЭ, не соответствующие плановым показателям.


Рис. 8. Статический отчет. Отчет о загрузке и простоях оборудования

Из вышеприведенных отчетов видно, что больше всего времени затрачено на производственный простой и на состояние, когда станок выключен. На рис. 9 приведен перечень причин группы «Производственный простой». Видно, что наибольшее время занимает наладка станка.

Рис. 9. Динамическая аналитика. Производственный простой

Далее можно определить причину низкого значения Кз и подробно проанализировать основные причины простоя. Можно, при необходимости, рассмотреть определенные периоды работы, работу конкретных станков и конкретных операторов. На рис. 10 представлен календарный график длительности простоев, соответствующих причине простоя «Станок выключен».


Рис. 10. Динамическая аналитика. Календарный график состояния «Станок выключен»

На рис.11 представлен календарный график для причины простоя «Наладка». Данные по указанным причинам простоя можно просмотреть как для станков, так и для операторов.


Рис. 11. Динамическая аналитика. Календарный график причины простоя «Наладка»

Из отчетов по анализу загрузки станков можно сделать следующие выводы:

  1. Коэффициент готовности Кг равен 79% и почти соответствует плановому (80%). Анализ недоступного времени показывает, что технический и организационный простой составляют незначительный процент. 87% недоступного времени приходится на состояние «Станок выключен». Как говорилось выше, это время является резервом при увеличении плана. Это понимает администрация предприятия, установившая плановый Кг=80%.
  2. Коэффициент производственной загрузки Кпз равен 78%. Кпз отличается от Кг на 1%. Это говорит о том, что практически все доступное время используется в производственных целях. Время нерегламентированного простоя по вине оператора составляет 1%.
  3. Коэффициент загрузки Кз равен 55% и отличается от Кпз на 23%. Причиной относительно низкой загрузки станков является производственный простой, а именно, как выяснилось при анализе, время наладки станка.

Для уменьшения времени наладки требуется использовать современные приспособления для быстрой замены деталей, измерительные системы настройки инструмента, например, компании Renishaw, что и сделало предприятие в последствии.

Анализируем работу операторов станков

Для контроля работы операторов станков в системе предусмотрена регистрация операторов непосредственно на рабочем месте. Для регистрации используются устройства мониторинга. Регистрация выполняется работником путем ручного ввода табельного номера или при помощи подключаемых к устройствам мониторинга сканеров штрих-кодов или сканеров RFID-меток.

Согласно установленному внутреннему регламенту, оператор регистрируется в начале рабочей смены. После окончания смены или, если в течение смены на станке регистрируется другой оператор, выполняется автоматическая разрегистрация предыдущего оператора. В результате все производственные действия на станке, простои станка «привязываются» к конкретному оператору.

В аналитических отчетах для оценки труда оператора выводятся данные о времени его работы на станке и о состояниях станка в процессе работы, а также рассчитываются специальные КПЭ для оценки труда оператора. В отчете на рис. 12 отображаются коэффициенты загрузки операторов, время их работы на станках и время производства продукции.


Рис. 12. Динамическая аналитика. Анализ загрузки операторов

На рис. 13 представлен статический отчет о работе операторов участка станков с ЧПУ. В отчете для каждого оператора указываются коэффициент загрузки (Кзо) и коэффициент потерь (Кпо), а также время работы оператора на станке, включая время производства продукции (Тпроиз) и время производственного и нерегламентированного простоев.


Рис. 13. Статический отчет о работе операторов

Из отчетов хорошо видно, какие конкретно операторы имеют особо низкие производственные показатели. Причем, отдельные значения показателей вполне могут стать поводом для углубленного разбора и принятия организационных решений.

Рекомендации по анализу загрузки оборудования и принятию управленческих решений

  1. Проводится анализ коэффициента загрузки оборудования. Определяются подразделения, из-за которых план загрузки не выполняется. Далее анализ коэффициента загрузки можем провести по сменам, станкам и операторам.
  2. Для анализа загрузки рассматриваем рассчитываемые системой ключевые показатели эффективности (КПЭ): Коэффициент загрузки (Кз), Коэффициент производственной загрузки (Кпз) и Коэффициент готовности (Кг), а также интервалы времени (группы состояний и причин простоя), которые оказывают влияние на загрузку оборудования и соответствие этих времен, рассчитанные системой КПЭ.

  1. Вначале рассматриваем Коэффициент готовности (Кг). Его отставание от 100% характеризует Недоступное время оборудования, состоящее из 3 интервалов производственного времени:
  • Технический простой – для его уменьшения принимаются административные решения.
  • Организационный простой – для его уменьшения принимаются административные решения или разрабатываются определенные мероприятия.
  • Неиспользованное время – это время, когда станок выключен по решению администрации. Определяется целесообразность таких решений.
  1. Рассматриваем Коэффициенты готовности (Кг) и производственной загрузки (Кзп). Разница значений коэффициентов Кг и Кпз пропорциональна времени нерегламентированного простоя (Тпрос.нр) по вине оператора. Сокращение времени нерегламентированного простоя достигается, как правило, за счет административных решений.
  2. Рассматриваем коэффициенты загрузки (Кз) и производственной загрузки (Кзп), определяющих соответственно долю машинного и штучного времени по отношению к фонду работы оборудования. Разница между коэффициентами пропорциональна времени Производственного простоя (Тпрос.пр). Сокращение производственного простоя достигается принятием административных решений, а также изменением технологического процесса изготовления деталей.
  3. Для принятия управленческих решений анализ коэффициентов и различных простоев имеется возможность проводить по сменам, станкам и операторам.

Из данного материала видно, как можно провести анализ эффективности загрузки оборудования и персонала и определить узкие места, мешающие выходу на плановые показатели. Выявление причин низкой производительности и причин простоя может дать руководству потенциал для роста производительности 10-15%. Но это не предел. Система позволяет повышать эффективность до 30-40% если использовать дополнительные возможности. А именно:

  1. Для детального мониторинга машинного и штучного времени при выполнении технологических операций, контроля производительности оборудования необходимо использовать модуль АИС Диспетчер «Контроль производства».
  2. Для детального контроля времени выполнения УП на станках с ЧПУ используется модуль АИС Диспетчер «Управление программами для станков с ЧПУ»
  3. Для детального мониторинга времени технического простоя и управления техническими службами дополнительно устанавливается модуль АИС Диспетчер «Управление простоями»

Для более подробного знакомства с возможностями системы мониторинга АИС «Диспетчер» можно обратиться к разработчикам системы для запуска пилотного проекта на вашем предприятии. Система уже работает на более чем 50-ти крупных промышленных предприятиях, среди которых заводы, входящие в холдинги «Вертолеты России», «Росатом», «КТРВ», «ОАК» и др.

Желаем всем успехов в построения эффективного производства. Мы с удовольствием будем помогать в этом процессе.

Скачать статью в формате PDF

 

Техподдержка значок
Для отправки заявки на пилотный проект нажмите «Получить пилотный проект» или напишите нам e-mail: lan@cncinfo.ru

Автор: Сергей Чуранов

Назад

© «Станкосервис» 2005-2017

+7 (4812) 24-41-02

Смоленск, ул. Исаковского, д. 28

Москва, Большой бульвар, 42, корп. 1

Поставка продукции: lan@cncinfo.ru

Служба поддержки: service@cncinfo.ru