Ausbringungsverluste Quantifizierung?

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1 2.2 Tatsächliche Ausbringung Ausbringungsverluste Quantifizierung? Ausbringungsverluste Quantifizierung? - genaue Berechnung der Ausbringungsverluste erfordert Einbeziehen von * Verlustzeiten * Mengendifferenzen unterschiedlicher Arbeitstakte und * Taktzeitdifferenzen da alles gemischt auftreten kann ist derart genaue Betrachtung schwierig - vereinfachtes Modell: Analyse der Verlustzeiten unter der Annahme * konstanter Taktzeiten (z.b. kein An- und Abfahren) und * konstanter Produktmengen pro Arbeitstakt. erfordert genügend großen Betrachtungszeitraum - Ermittlung der Verlustzeit erfolgt durch die Spezifizierung typischer Betriebszustände der Verarbeitungsmaschine über die Zeitgliederung des Maschineneinsatzes Folie 124

2 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Begriffe nach DIN 8743 Folie 127

3 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Zeitbegriffe nach DIN 8743 Folie 128

4 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Zeitbegriffe nach DIN 8743 Folie 129

5 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Zeitbegriffe nach DIN 8743 Folie 130

6 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Zeitgliederung nach DIN 8743 Folie 131

7 2.2 Tatsächliche Ausbringung Mengenmodell nach DIN 8743 Folie 134

8 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Berechnung Betriebsausbringung (lt. DIN 8743: Qualitätsausbringung ) weitere Begriffe Folie 135

9 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Berechnung Betriebsausbringung (lt. DIN 8743: Qualitätsausbringung ) weitere Begriffe (Nennausbringung) Folie 136

10 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Berechnung Betriebsausbringung (lt. DIN 8743: Qualitätsausbringung ) (Betriebsausbringung) p q = q q / t o q q... Qualitätsmenge t o... Betriebszeit p q = p s * t Q /t o (= q *n B * t q /t o ) p s... Einstellausbringung t Q... Qualitätszeit (q... Menge Produkt (Anzahl Packungen) pro Arbeitstakt) (n B... Anzahl Arbeitstakte pro Zeit bei Einstellausbringung) Anmerkung: Die eingeklammerten Terme und Formelzeichen sind in DIN 8743 nicht spezifiziert, sollen aber die Zusammenhänge verdeutlichen und weitere Berechnungsmöglichkeiten aufzeigen. Folie 137

11 2.2 Tatsächliche Ausbringung - Zeitgliederung DIN 8743 Ausschussz. Verlustzeit infolge verm. Ausbring. Ungepl. Stillstandsz. Geplante Stillstandszeit Verlustzeit t L nicht systembedingte Verlustzeiten t LE (Maschinensys. n. zurechenbar) - technische Gründe (z. B. Auswirkungen vor- und nachgelagerter Systeme, technische Störungen aufgrund von Bedienungsfehlern oder nicht spezifikationsgemäßem Packmittel) - organisatorische Gründe (unternehmensinterne oder unternehmensextern Ursachen), wie z. B. Mangel an Produkt oder Packmittel, Nichtverfügbarkeit von Bedienungs- und Wartungspersonal, nicht spezifikationsgemäße Packmittel- und Produktqualitäten, Stromausfälle, Mangel an Versorgungsmedien. Vor-/ Nachbereit. der Schicht planbare Rüst- und Umstellzeit planbare Reinigung, planbare Sterilisation (gepl.) vorbeug. Reparaturen sonst. planbare S. außerhalb t R Betriebsverhalten von Folie 139

12 2.2 Tatsächliche Ausbringung Produktivitätscharakteristik Q Q max Maximalwert tatsächliche Ausbringung rechnerische Ausbringung Q r tatsächliche Ausbringung Q t } Q N Q A + Q I Q a n m... maschinentechnisch mögliche Arbeitsgeschwindigkeit n N... Nennwert der Arbeitsgeschwindigkeit (meist Herstellerangabe für relevante Anwendungsbedingung) n B... Betriebswert der Arbeitsgeschwindigkeit n P... produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit Q N... Ausbringungsverlust in Nebenzeit (gepl. Stillstandsz.) Q A... Ausbringungsverlust durch Ausfall in Betriebszeit (Unterbrechung der Produktion) Q lp... Verlust durch verminderte Ausbringung Q a... Ausbringungsverlust durch Produktausschuss n B n P n N n m Arbeitsgeschwindigkeit (Taktzahl) n Folie 140

13 2.2 Tatsächliche Ausbringung Produktivitätscharakteristik - steigender Einstellwert der Arbeitsgeschwindigkeit n B progressiv steigende Belastungen des Verarbeitungsgutes und der Arbeitsorgane der Verarbeitungsmaschine Ausfallzeit kann derart ansteigen, dass keine Steigerung der Effektivausbringung mehr möglich ist produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit n P mit dem zugehörigen Wert einer maximalen Effektivausbringung Q tmax unterliegt den stochastischen Bedingungen des Verarbeitungsprozesses und ist kein konstanter Wert Trotzdem lässt sich bei sorgfältiger Beobachtung des Verarbeitungsprozesses dieser Optimalwert für den konkreten Anwendungsfall näherungsweise bestimmen. Kenntnisse des Verlaufs der tatsächlichen Ausbringung und der optimalen Betriebspunkte ermöglichen Vergleiche der Ausbringung mehrerer gleichartiger einer Verarbeitungsanlage sowie die Ausbringung bei unterschiedlichen Anwendungsbedingungen. Folie 141

14 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Wirkungsgrad Koeffizient der Ausbringung einer Verarbeitungsmaschine oder Verarbeitungsanlage. Der Wirkungsgrad ist eine mengenbezogene Kenngröße des Einsatzes der Verarbeitungsmaschine. Er wird aus dem Verhältnis der Menge hergestellter, qualitätsgerechter Produkte zu der in der betrachteten Zeit rechnerisch herstellbaren Menge berechnet. Gesamtwirkungsgrad Unter Berücksichtigung aller Verlustzeiten entsprechend Zeitgliederung des Maschineneinsatzes kann ein Gesamtwirkungsgrad G als Verhältnis der Effektivausbringung zur Einstellausbringung berechnet werden. Q η = tb G Q rb η = Eta Folie 143

15 2.3 Kenngrößen der Ausbringung nach DIN 8743 Wirkungsgrad E: Verhältnis von Qualitätsmenge zu geplanter Produktionsmenge bei konstanter Einstellausbringung in Höhe der Nominalausbringung des betrachteten Maschinensystems - geplante Stillstandszeit wird nicht berücksichtigt - ungeplante Stillstandszeit und Zeiten verminderter Ausbringung werden berücksichtigt - E 1 Folie 144

16 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Gesamtwirkungsgrad allgemein nach DIN 8743 η G Q = Q tb rb E = q q Q O Q tatsächliche Betr.ausbring. tb Q rechner. Betriebsausbring. rb η G = q Produktmenge pro Takt n B eingestellte Arbeitsgeschw. t q Qualitätszeit t V Verlustzeit t M, t W Maschinenarbeitszeit q Q Qualitätsmenge q O geplante Produktionsmenge p n Nominalausbringung t O Betriebszeit t D geplante Stillstandszeit Q Qualitätsgrad P Leistungsgrad q * n B * t q / t M q * n B Bei t M = t q + t V auch planbare und unbekannte Stillstände in der Nebenzeit sind in der Bezugsbasis enthalten = q Q p n * t o Bei t W = t O + t D planbare Stillstände in der Nebenzeit außerhalb der Bilanz Mengenvergleich vs. Zeitvergleich: tatsächliche Menge Qualitätsprodukt zu theoretisch möglicher E = Q*P Folie 145

17 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Qualitätsgrad und Leistungsgrad Q Qualitätsgrad Q = q Q q Q + q LQ q Q q LQ q M t Q t LQ Qualitätsmenge Ausschuss erzeugte Produktionsmenge Qualitätszeit Ausschusszeit = q Q q M = t Q t Q + t LQ P t W t T q O t O Leistungsgrad Maschinenarbeitszeit Theoretisch nutzbare Zeit geplante Produktionsmenge Betriebszeit P = q M q O t Q + t LQ = to Folie 146

18 2.3 Kenngrößen der Ausbringung A = t O t W Verfügbarkeit nach DIN berücksichtigt nicht (mehr) die Verlustzeit durch Ausschuss und verminderte Ausbringung, A t O t W Verfügbarkeit Betriebszeit Maschinenarbeitszeit - ist eher Betreiber- als maschinenbeeinflusst (s. aber u.) - Störungen, die dazu führen, dass das Maschinensystem während der Betriebszeit nicht mehr in Produktion gehen kann, werden nicht im Wirkungsgrad berücksichtigt. Diese fließen in die Kennzahlen A (Verfügbarkeit) und OEE ein. - ist nicht mehr kompatibel zur Verfügbarkeitsdefinition der Zuverlässigkeitstheorie - stattdessen ist Wirkungsgrad (inkl. maschinentechn. W.) die alleinige Kennzahl, in der Maschinenverhalten adäquat abgebildet wird: entweder in der Mengen- oder in der Zeitebene Folie 147

19 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Probleme der Wirkungsgradermittlung zeitbezogene Erfassung mengenbezogene Erfassung müssten theoretisch gleiche Werte liefern, aber es treten folgende Probleme auf, die zu Ungenauigkeiten oder zu Nichtanwendbarkeit der jeweiligen Methode führen: - bei q est nicht konstant (unterschiedliche Einstellwerte oder variable Einstellaus- bringung prozessgesteuert) -bei Zeiterfassung ist es laufenden Maschinen die Ausfall- und u.u. auch die Leerlaufzeiten genau zu erfassen Schätzungen/ Rückrechnungen Mittelwert oder Planungsvorgabe - Erfassung aller Mengenströme quantifiziert oft sehr aufwändig und u.u. auch fehlerbehaftet Abweichungen zueinander Kombination der Erfassungsmethoden wechselseitige Umrechnung Folie 148

20 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Laufzeitgrad R = t R t O Zeitverhältnis zur Laufzeit (organisatorische und Maschineneinflüsse) Weitere allgemeine Kennzahlen nach DIN 8743 R t R t O L t W Laufzeitgrad Laufzeit Betriebszeit Nutzungsgrad Maschinenarbeitszeit t T theoretisch nutzbare Z. OEE...Gesamteffektivität t Q Qualitätszeit Nutzungsgrad L = = t W t T Gesamteffektivität OEE t Q t W org. bedingte Ausnutzung Ergebnis zu geplantem Ergebnis auf Zeitbasis (organisatorische und Maschineneinflüsse) Folie 149

21 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Maschinentechnischer Kennzahlen nach DIN 8743 p Q q Q t O t LE Masch.techn. Q.ausbr. Qualitätsmenge Betriebszeit Nicht systembedingte Verlustzeit E s Masch.techn. Wirk.grd. q O... q LE p s p n Geplante Produktionsmenge Nicht systembedingte Verlustmenge Einstellausbringung Nominalausbringung Maschinentechnische Qualitätsausbringung p QS = q Q t O - t LE Maschinentechnischer Wirkungsgrad (berücksichtigt maschinenbedingten q Ausschuss und maschinenbedingt Q verminderte Ausbringung) E = S WICHTIGE GRÖSSE zur q O - q LE Beurteilung der Maschine = p s *t Q p n *(t O t LE ) Wenn Einstellausbringung= Nominalausbringung, dann auch über Zeitbilanz errechenbar siehe Erfassungsprobleme bei Gesamtwirkungsgrad Folie 150

22 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Maschinentechnischer Kennzahlen nach DIN 8743 R S t R t O Maschinent. Verfügbark. Laufzeit Betriebszeit t FE Nicht systembedingte Stillstandszeit D S Liefergrad q OA... vereinbarte Produktionsmenge q LE Nicht systembedingte Verlustmenge Maschinentechnische Verfügbarkeit (berücksichtigt nicht Ausschuss und ( Laufzeitgrad ) verminderte Ausbringung!!!) R S = Liefergrad D S = t R t O - t FE q Q q OA - q LE Betriebsverhalten von Qualitätsanteil innerhalb de von der Maschine beeinflussbaren Produktionsmenge Betriebsverhalten von Folie 151

23 2.3 Kenngrößen der Ausbringung Maschinentechnischer Kennzahlen nach DIN 8743 t F f t FS f S ungeplante Stillstandszeit Gesamtzahl ungepl. Stillst. von Maschine verursachte ungeplante Stillstandszeit Gesamtzahl von der Maschine verursachter ungeplanter Stillstände Meantime To Repair MTTR = Maschinentechnische MTTR MTTR S = t F f Betriebsverhalten t von FS f S Meantime Between Failures MTBF = Maschinentechnische MTBF MTBF S = t R f t R f S mittlere Dauer ungeplanter Stillstände mittlere Dauer von der Maschine verursachter ungeplanter Stillstände mittlerer Abstand zwischen ungeplanten Stillständen mittlerer Abstand zwischen von der Maschine verursachten ungeplanten Stillständen Alle vier Werte sind nur nach statistisch relevant langer Beobachtungszeit aussagekräftig (innerhalb Maschinenabnahme nicht sinnvoll) Betriebsverhalten von Folie 152