Cálculo e monitoramento de OEE: aumente a eficiência da produção

No mundo industrial acelerado de hoje, adivinhar não é uma opção. O monitoramento geral da eficácia do equipamento em tempo real oferece visibilidade incomparável da sua linha de produção, rastreando a disponibilidade, o desempenho e a qualidade à medida que ocorrem. Imagine isto: um sistema que sinaliza o tempo de inatividade no momento em que ele ocorre, identifica quedas de velocidade instantaneamente e garante que cada produto atenda aos seus padrões — tudo isso sem esperar por relatórios pós-turno. Não se trata apenas de dados; é inteligência acionável. Ao monitorar o OEE em tempo real, você pode responder às ineficiências à medida que elas surgem, minimizar o desperdício e manter sua operação funcionando com eficiência máxima. Seja para evitar quebras inesperadas, ajustar processos ou promover qualidade consistente, o monitoramento de OEE em tempo real transforma a forma como os fabricantes gerenciam suas linhas de produção. O resultado? Decisões mais rápidas, menos interrupções e uma área de produção sempre um passo à frente.

Definição de OEE: O que é OEE?

A Eficácia Geral do Equipamento (OEE) é uma métrica poderosa que mede a eficiência com que uma fábrica usa seus equipamentos. Revela o desempenho das máquinas combinando três fatores críticos: disponibilidade, desempenho e qualidade. A disponibilidade é responsável por qualquer tempo perdido devido ao tempo de inatividade do equipamento, o desempenho reflete a velocidade de operação em relação ao máximo projetado e a qualidade avalia a produção que atende aos padrões de qualidade versus a produção total. Esses três elementos trabalham juntos para fornecer uma pontuação única e acionável – sua porcentagem de OEE – que fornece insights sobre a verdadeira produtividade de fabricação de seu maquinário.

Por que a eficácia geral do equipamento é importante? Na manufatura, a eficiência não se trata apenas do volume de produção; trata-se de maximizar todos os recursos e eliminar desperdícios. Uma pontuação alta no OEE indica um desempenho de fabricação ideal, o que significa que as máquinas estão funcionando perfeitamente, produzindo resultados de alta qualidade e minimizando o tempo de inatividade. Isso leva a custos operacionais mais baixos, melhor utilização de matérias-primas e margens de lucro mais altas. Por outro lado, uma pontuação baixa no OEE sinaliza ineficiências operacionais, o que pode significar perda de receitas, custos de produção mais elevados e possivelmente até mesmo perda da demanda projetada do cliente. Resumindo, OEE não é apenas um número; é um instantâneo da saúde da sua operação e um dos KPIs de fabricação mais importantes para melhoria contínua. Ao medir a produtividade da produção por meio do OEE, as empresas ganham visibilidade sobre sua posição e, mais importante, onde podem melhorar.

Como calcular o OEE

Medir o OEE começa dividindo-o em seus três componentes principais: Disponibilidade, Desempenho e Qualidade. Cada componente aborda um fator específico de eficiência do equipamento de produção, fornecendo uma visão detalhada de onde seu processo de fabricação está operando melhor e onde pode estar falhando.

1. Disponibilidade:

A disponibilidade mede o tempo de atividade do seu equipamento, contabilizando quaisquer paradas ou atrasos inesperados. É calculado dividindo o tempo que sua máquina está realmente funcionando pelo tempo de produção planejado. Se o seu equipamento enfrenta paradas frequentes, sua pontuação de disponibilidade irá revelá-lo. A fórmula é simples:

2. Desempenho:

O desempenho considera a velocidade com que o equipamento está funcionando em relação à sua velocidade máxima. Aqui, você não está procurando apenas o fato de uma máquina estar funcionando, mas também se ela está funcionando em todo o seu potencial. A pontuação de desempenho é calculada comparando a taxa de produção real com a taxa ideal:

3. Qualidade:

A qualidade se concentra na produção – especificamente, quanto do que você produz atende aos padrões de qualidade. Cada produto que falha na inspeção ou não atende às especificações prejudica a eficiência. Para determinar a qualidade, divida o número de unidades boas pelo total de unidades produzidas:

4. OEE

Depois de calcular cada uma dessas métricas, determinar o OEE é simples. Multiplique as três porcentagens:

Esta pontuação final, expressa em percentagem, é um indicador claro da eficácia global do seu equipamento. Uma pontuação OEE de 100% significa que a máquina está funcionando com eficiência máxima, sem tempo de inatividade não programado, velocidade total e zero defeitos. Embora a perfeição seja rara, muitas instalações de alto desempenho apontam 85% como referência ideal.

Monitoramento de OEE em tempo real

No passado, a medição do OEE dependia muito da recolha manual de dados e de relatórios de fim de turno para acompanhar o progresso. Embora estes métodos fornecessem conhecimentos básicos, muitas vezes deixavam ineficiências críticas despercebidas até que fosse tarde demais para agir. Hoje, a produção exige uma abordagem mais dinâmica. O monitoramento de OEE em tempo real aproveita sensores avançados, ferramentas de I IoT e sistemas automatizados para fornecer insights instantâneos e acionáveis. Ao acompanhar a disponibilidade, o desempenho e a qualidade em tempo real, os fabricantes podem identificar problemas à medida que ocorrem, permitindo decisões mais rápidas e reduzindo o tempo de inatividade. Esta mudança do monitoramento reativo para o proativo é a chave para obter maior eficiência e permanecer competitivo em um setor em constante evolução.

Monitoramento OEE: Disponibilidade

A fórmula para disponibilidade é bastante simples, mas coletar dados precisos de tempo de execução é essencial para a precisão. Aqui estão as ferramentas que ajudam a capturar essa métrica crucial em tempo real.

• Sensores atuais

A maioria das máquinas depende de energia elétrica, tornando os sensores de corrente uma solução simples para medir não apenas o uso da máquina, mas também o tempo de atividade. Esses sensores detectam o fluxo elétrico, um sinal que, juntamente com ferramentas de monitoramento em tempo real , pode ser usado para determinar se uma máquina está funcionando ou ociosa. Ao interpretar o status da energia, os sensores de corrente fornecem uma medida confiável do tempo de execução, ajudando a identificar tempos de inatividade planejados e não planejados. Esse monitoramento contínuo também garante a captura de cada minuto de tempo de execução, até o segundo, para obter uma pontuação de disponibilidade altamente precisa.

• Sensores de vibração

Quando se trata de equipamentos rotativos, os sensores de vibração oferecem mais do que apenas informações valiosas sobre possíveis falhas do equipamento – eles também podem ser usados ​​para medir o tempo de operação. Para equipamentos que funcionam continuamente, como motores, compressores ou bombas, os sensores de vibração oferecem uma maneira eficiente e não intrusiva de registrar o tempo de atividade. Eles não apenas nos informam quando o equipamento está ativo, mas também fornecem dados que podem sinalizar preventivamente necessidades de manutenção, reduzindo tempos de inatividade inesperados.

• Dados do CLP

Em muitos casos, os dados de disponibilidade podem já estar registados em Controladores Lógicos Programáveis ​​(CLP), que rastreiam o estado das máquinas em tempo real. Este pode ser um recurso eficiente para avaliar o tempo de fabricação verdadeiramente produtivo, já que a maioria dos PLCs registra continuamente o status dos equipamentos de fabricação e as métricas operacionais. Usando uma IoT gateway , esses dados podem ser transmitidos diretamente para a nuvem, dispensando a necessidade de instalação de sensores extras. Esta opção é ideal para fábricas equipadas com uma infra-estrutura PLC robusta, pois aproveita os recursos existentes para uma monitorização contínua e em tempo real do tempo de funcionamento da máquina.

Monitoramento OEE: Desempenho

A pontuação de desempenho é calculada comparando as contagens de produção reais com as ideais, e diversas ferramentas podem ajudar a coletar esses dados em tempo real, garantindo uma medida precisa do ritmo de produção.

• Sensores fotoelétricos como contadores

Sensores fotoelétricos são uma escolha popular para rastrear o número de unidades produzidas. Posicionados em pontos específicos da linha de produção, esses sensores contam cada unidade à medida que ela passa, fornecendo uma medida precisa da taxa de produção. Para linhas de movimento rápido ou ambientes de alto volume, os sensores fotoelétricos são inestimáveis. Eles registram cada unidade finalizada com precisão de fração de segundo, permitindo que os fabricantes monitorem a velocidade de produção em tempo real e solucionem quaisquer gargalos imediatamente.

• Contador de botões

Em alguns processos de produção manuais ou semiautomáticos, especialmente em indústrias como a têxtil, a contribuição humana ainda desempenha um papel na indicação das fases de produção. Um contador de acionamento de botão é uma ferramenta simples, mas eficaz nesses casos. Quando uma tarefa ou peça é concluída, o operador aperta um botão, registrando a conclusão da unidade. Este método é particularmente eficaz para processos que exigem precisão ou habilidade e podem não ser totalmente automatizados. Ao monitorar cada botão pressionado, você pode controlar a taxa de produção, permitindo que até mesmo processos manuais contribuam para uma pontuação de desempenho precisa.

• Sensores de fechamento de contato

Para processos automatizados, os sensores de fechamento de contato – também conhecidos como sensores de contato seco ou úmido – podem ser um grande trunfo. Esses sensores monitoram o status de um relé conectado ao maquinário, permitindo determinar se uma máquina ou parte de um processo está ativa. Cada vez que o relé é acionado, ele sinaliza a conclusão de uma tarefa ou ciclo, fornecendo uma atualização em tempo real sobre o resultado da produção. Os sensores de fechamento de contato são eficazes para diversas configurações de fabricação, desde linhas de embalagem até unidades de montagem, onde a atividade do equipamento se correlaciona diretamente com a velocidade de produção.

• Dados PLC para monitoramento de desempenho

Tal como no caso da disponibilidade, os dados de desempenho já são registados pelos PLCs em muitas instalações. Se a sua contagem de produção ou tempo de ciclo for registrado em registros PLC, conectar um gateway IoT para recuperar esses dados diretamente pode ser uma boa escolha. Agiliza a coleta de dados sem a necessidade de sensores extras, economizando tempo e recursos. Ao enviar dados de PLC para a nuvem, você pode acessar métricas de desempenho em tempo real, acompanhar tendências e identificar rapidamente onde a produção pode estar atrasada.

Monitoramento OEE: Qualidade

Ao contrário da disponibilidade e do desempenho, as medições de qualidade variam significativamente entre os setores, uma vez que cada produto tem critérios exclusivos que determinam se está “OK” ou “NOK” (não está bem). Garantir alta qualidade significa focar na precisão, seja na textura, na resistência do material ou na montagem geral. Vamos mergulhar em algumas das melhores ferramentas para monitorar a qualidade em tempo real.

• Sensores Especializados

Diferentes indústrias têm diferentes padrões de qualidade e, muitas vezes, sensores especializados fornecem a melhor solução para monitoramento preciso e em tempo real. Por exemplo, na produção de alimentos, os sensores de umidade são essenciais para manter a textura correta em salgadinhos como batatas fritas, onde os níveis de umidade podem afetar a crocância. Na fabricação automotiva, os sensores de dureza garantem que cada componente atenda a rigorosos padrões de durabilidade. Ao utilizar sensores especializados projetados para fatores de qualidade específicos, os fabricantes podem manter um alto índice de qualidade, o que se traduz diretamente em uma pontuação OEE melhorada.

• Sistemas de Visão Inteligente

Em muitos casos, as câmeras equipadas com visão inteligente ou tecnologia de visão computacional oferecem uma solução robusta para monitoramento de qualidade. Esses sistemas analisam os produtos em tempo real, detectando instantaneamente imperfeições ou inconsistências. Por exemplo, na fabricação de eletrônicos, a visão inteligente pode verificar o posicionamento dos componentes e a qualidade da solda, enquanto na embalagem garante a rotulagem e apresentação corretas. A visão computacional permite inspeções rápidas e detalhadas que acompanham a velocidade da produção, reduzindo a necessidade de verificações manuais de qualidade e minimizando as taxas de erro.

• Inspeção Humana com Suporte Digital

Para produtos que requerem uma avaliação mais subjetiva, a inspeção humana continua a ser uma ferramenta valiosa. Ao combinar inspetores treinados com suporte digital – como tablets ou listas de verificação – as avaliações de qualidade tornam-se mais consistentes e rastreáveis. Esta abordagem é especialmente eficaz em casos em que detalhes subtis são importantes, como os têxteis, onde os inspetores podem avaliar visualmente a qualidade do tecido ou da costura. Com um simples de entrada manual em um tablet, os operadores podem registrar "OK" ou "NOK" para cada produto, e esses dados alimentam diretamente seus cálculos de OEE , oferecendo uma abordagem prática para manter padrões elevados.

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Exemplo de cálculo de OEE

Vamos examinar um exemplo real para ilustrar como a fórmula OEE pode ser aplicada na produção, detalhando cada etapa para fornecer uma imagem clara de como a disponibilidade, o desempenho e a qualidade se combinam para revelar a eficácia geral do equipamento.

Exemplo do mundo real: aplicando a fórmula OEE à produção

Imagine uma linha de produção dedicada à fabricação de filtros de argila para água. A linha opera 16 horas por dia, proporcionando um tempo de produção planejado de 960 minutos. Esta é a situação em um dia típico:

• Disponibilidade: Devido a ajustes da máquina e quebras inesperadas, há 80 minutos de inatividade. Isso dá uma duração de 880 minutos.
• Desempenho: A linha é monitorada por um sensor fotoelétrico que contabiliza as unidades produzidas. Em funcionamento, a linha é capaz de produzir 6 unidades por minuto, portanto a produção ideal para 880 minutos de operação é de 5.280 unidades. Porém, ao final do dia, apenas 4.750 unidades foram produzidas, demonstrando perda de desempenho.
• Qualidade: Das 4.750 unidades produzidas, 4.600 passam pelo controle de qualidade, enquanto 150 são sinalizadas como defeituosas e necessitam de descarte.

Agora, vamos inserir esses números na fórmula OEE para ver como essa linha de produção se compara.

1. Calcular Disponibilidade
   Disponibilidade = (Tempo de execução / Tempo de produção planejado) x 100
   = (880 minutos / 960) minutos x 100
   = 91,66 ou 91,66%
2. Calcular
   Qualidade Qualidade = (Peças Boas / Total de Peças) x 100
   = (4.600 / 4.750) x 100
   = 96,84 ou 96,84%
3. Calcular OEE
   Agora que temos cada componente, podemos determinar o OEE geral.
   OEE = Disponibilidade × Desempenho × Qualidade
   = 91,66% × 89,96% × 96,84%
   ≈ 79,85%

Calcular
desempenho de desempenho = (taxa de execução/taxa de execução ideal) x 100
= (4.750/5.280) x 100
= 89,96 ou 89,96%

Neste exemplo, a pontuação do OEE é de 79,85%. Embora uma pontuação de 79 já seja ótima, ela indica que há espaço razoável para melhorias, especialmente em disponibilidade e desempenho. Essa pontuação mostra que embora o equipamento produza produtos de alta qualidade, ele não fica operacional por períodos consideráveis ​​do tempo planejado e não atinge a taxa de produção ideal. Ao concentrar-se nestas áreas, o mecanismo poderia fazer melhorias específicas para aumentar esta pontuação, visando potencialmente o valor de referência cobiçado de 85% ou superior.

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Referências de OEE

Os benchmarks OEE servem como referência, orientando os fabricantes sobre a posição da sua eficiência de produção em comparação com os padrões da indústria. Uma pontuação alta no OEE é sempre desejável, mas o que significa “alta”? Para a maioria das indústrias, uma pontuação OEE de 85% é frequentemente considerada o padrão ouro. Esta pontuação indica que o equipamento está funcionando em alto nível, com tempo de inatividade mínimo, desempenho quase ideal e uma forte produção de produtos de qualidade. Mas vamos decompô-lo ainda mais.

Padrões da indústria: o que é uma boa pontuação de OEE?

Em termos práticos, uma pontuação “boa” no OEE varia de acordo com o setor e a complexidade operacional. Aqui está uma regra prática:

• 50-60% OEE : A maioria das empresas de manufatura começa aqui, enfrentando obstáculos como tempo de inatividade, perdas de velocidade ou problemas de qualidade. Esta é uma linha de base alcançável, mas há espaço para melhorias.
• 85% OEE : Desempenho de alto nível, muitas vezes visto como de classe mundial. Esse é o número que a maioria das empresas define como meta. Atingir esse nível normalmente significa que as máquinas funcionam sem problemas, as interrupções são raras e a qualidade é consistentemente alta.
• 100% OEE : Ideal, mas extremamente difícil de alcançar em condições reais. Apontar para 100% é uma meta valiosa, mas a maioria das instalações de alto desempenho opera perto da marca de 85%.

Definindo metas realistas de OEE para o seu negócio

Ao definir metas de OEE, é essencial focar em ganhos incrementais. Um salto repentino de 60% para 85% não é realista para a maioria das operações; em vez disso, busque melhorias pequenas e sustentáveis ​​ao longo do tempo. Comece visando as maiores ineficiências. Talvez o seu equipamento sofra com paradas frequentes. Ou talvez as máquinas não atinjam a velocidade máxima. Abordar essas áreas específicas elevará naturalmente sua pontuação no OEE.

O alinhamento das metas de OEE com os objetivos de negócios também conduz a um caminho mais claro. Seu objetivo é reduzir custos de fabricação, aumentar a produção ou melhorar a qualidade do produto? Cada objetivo pode afetar a forma como você prioriza a disponibilidade, o desempenho e a qualidade. Por exemplo, uma empresa focada na produção rápida pode colocar ênfase extra na melhoria do desempenho do equipamento, enquanto uma empresa focada no controle de qualidade priorizará essa métrica dentro dos seus objetivos de OEE.

Alcançando consistência em vez de perfeição

Embora valha a pena buscar uma pontuação alta no OEE, é igualmente crucial focar na manutenção de melhorias consistentes. Acompanhe regularmente seu OEE, identifique tendências e ajuste conforme necessário. A perfeição pode não ser alcançável, mas com metas realistas, monitoramento contínuo e compromisso com a melhoria gradual, sua pontuação OEE pode refletir uma operação verdadeiramente eficiente e de alto desempenho.

Erros no cálculo do OEE

Os cálculos de OEE podem fornecer informações valiosas, mas mesmo pequenos erros na coleta ou interpretação de dados podem levar a resultados enganosos. Conhecer as armadilhas comuns na avaliação de OEE ajuda a garantir que a pontuação que você vê reflete verdadeiramente sua produção e não mascara ineficiências ocultas. Aqui estão alguns erros importantes a serem observados para manter uma pontuação OEE precisa.

Armadilhas Comuns: Evitando Erros na Avaliação de OEE

Um dos erros mais comuns é não distinguir entre tempo de inatividade planejado e não planejado. A manutenção planejada da máquina ou pausas programadas, como qualquer horário de troca, não devem ser contabilizadas na disponibilidade. Quando cada pausa, planejada ou não, é incluída no cálculo do tempo de execução, a pontuação de disponibilidade sofre injustamente. Certifique-se de que seus dados considerem apenas o tempo de inatividade não planejado para manter a métrica de disponibilidade precisa.

Outro erro frequente é calcular mal a velocidade de produção. Muitas vezes, apenas as unidades concluídas são contadas, o que pode ignorar as perdas de velocidade que ocorrem devido a pequenas paradas ou desacelerações. Estas interrupções podem parecer insignificantes isoladamente, mas podem afetar o desempenho da produção durante um turno completo. O rastreamento preciso das perdas de velocidade fornece uma imagem mais verdadeira do desempenho.

A medição da qualidade também pode ser complicada. Às vezes, os produtos defeituosos não são totalmente contabilizados, principalmente se forem identificados e retrabalhados posteriormente no processo. Todas as unidades que falharem na inspeção de qualidade, mesmo que consertadas, devem ser registradas inicialmente como defeitos. Essa prática garante que seu índice de qualidade reflita genuinamente a eficiência da produção.

Por fim, evite métodos inconsistentes de coleta de dados entre turnos ou equipes. Se uma equipe logs todas as paralisações enquanto outra logs apenas as significativas, sua pontuação OEE se tornará inconsistente e não confiável. A padronização dos métodos de coleta de dados – de preferência com sistemas de rastreamento automatizados – mantém sua pontuação OEE válida e torna as comparações significativas ao longo do tempo.

Estratégias para melhorar o OEE

Melhorar o OEE é mais do que resolver gargalos de produção específicos de uma determinada indústria ou processo; trata-se de criar uma abordagem proativa para a eficiência. A implementação de algumas estratégias comprovadas pode ter um impacto significativo na disponibilidade, no desempenho e na qualidade, gerando, em última análise, uma pontuação de OEE mais alta.

Monitoramento em tempo real

O monitoramento em tempo real por meio de IoT Industrial (I IoT ), por exemplo, transforma métricas brutas de fabricação em insights acionáveis. Ao conectar sensores para monitorar o desempenho, a velocidade e a qualidade da máquina, os operadores ganham visibilidade instantânea da produção. Qualquer desvio ou anomalia é sinalizado imediatamente, permitindo que as equipes atuem com rapidez e reduzam o tempo de inatividade, o que melhora a disponibilidade dos equipamentos e as métricas de desempenho.

Manutenção preventiva

A manutenção preventiva é essencial para evitar paradas não planejadas da produção. Ao agendar verificações regulares e manutenção das máquinas, as empresas podem resolver problemas de desgaste antes que causem avarias. Esta abordagem mantém a disponibilidade elevada, uma vez que é menos provável que as máquinas de produção parem inesperadamente, permitindo que a operação funcione sem problemas.

Manutenção Preditiva

Indo um passo além, a manutenção preditiva usa análises avançadas e aprendizado de máquina para prever possíveis falhas. Ao analisar os dados das máquinas, a manutenção preditiva pode alertar as equipes sobre problemas iminentes, permitindo-lhes fazer reparos antes que ocorra uma falha no equipamento. Essa abordagem preditiva ajuda a manter o alto desempenho do equipamento, reduzindo interrupções causadas por falhas no equipamento.

Treinamento e engajamento de funcionários

Uma equipe bem treinada é essencial para manter a eficiência na área de produção. O treinamento regular ajuda os operadores a permanecerem proficientes com o equipamento e garante que saibam como responder a problemas inesperados. Os funcionários engajados também são mais propensos a tomar a iniciativa de relatar ineficiências e identificar áreas de melhoria, o que beneficia todos os três componentes do OEE.

Programas de Melhoria Contínua

Por fim, a adoção de uma cultura de melhoria contínua incentiva esforços contínuos para otimizar processos. As metodologias Lean são ferramentas valiosas para identificar desperdícios, reduzir a variabilidade e garantir qualidade consistente. A melhoria contínua não apenas aumenta a pontuação do OEE – ela cria um processo de produção resiliente que evolui a cada novo desafio.