关于提高c公司喷漆生产线设备综合效率(oee)的研究.pdf

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1、 学校代码：10285 学 号： 20135210206硕士学位论文 （专业学位） 关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率 （OEE）的研究 OEE Improvement Study for The Paint Line of Company C 研究生姓名 周 寻 指导教师姓名 朱学新 专业名称 工商管理 研究方向 运营管理 所在院部 苏州大学东吴商学院 论文提交日期 2016年 3月 _关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 中文摘要 I关于提高 C公司喷漆生产线设备综合 效率（OEE）的研究 中文摘要 C公司作为生产工程机械的传统制造业，在当今全球经济下滑的大环境下，经

2、受 着严峻的挑战。由此，行业内开始修炼内功，从节约成本，提高效率的方向着手，在 现有生产设备的基础上，对现有资源进行优化配置，同时在设备维护方面进行提高。 使设备综合效率提高，从而降低成本，提高市场竞争力。 本文通过对 C公司喷漆生产线的深入研究, 重点对 OEE中的“绩效率”和“可用率” 两个指标进行深入探讨，对设备综合效率进行发掘和优化。主要通过精益生产理论， 约束理论等方法研究提高喷漆流水线的资源优化方案；引入和优化 TPM，5why 等理 论方法，优化设备维护和保养策略。结合实际生产线目前的运行状况，分析出可能改 进的机会和方法和方案。通过讨论和分析建立出新的运行机制，并加以实施，最终

3、提 高设备综合使用率（OEE）。最后通过对实际实践中运行的数据，进行前后对比，以 验证方案的实用性。以及最后对流水线生产的模型扩展和展望。 本文为工程机械等相似的传统制造业的流水线设备的效率提高提供一定可行的 优化方案，实现生产效率的提高和优化。 关键字：设备综合效率（OEE）绩 效 率 ；可 用 率 ；精 益 生 产 ；约 束 理 论 ；TPM； 5why 作 者：周 寻 指导老师：朱学新 _英文摘要 关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 II OEE Improvement Study for The Paint Line of Company C Abstract As

4、 one of a traditional manufacturing industry company, company C produce construction machine. Under the background of the global economic slow down, this company was facing a big challenge. For this reason, companies of this industry have to pay more attention to improve the efficiency to save cost

5、and improve the product capability. So on the base of the current equipment, they optimize the allocation of resources and improve the maintenance of the machine. Through this method, they want to improve the OEE(Overall Equipment Effectiveness). As a result, they would improve their competitiveness

6、. This thesis investigate the OEE of the paint line of Company C, focus on the “availability”and “performance”. To improve OEE in these 2 aspects. It introduce some method of Lean theory, TOC theory to help to optimize the allocation resources. Besides, it also introduce the method the TPM, 5why to

7、improve the equipment maintenance policy. At the same time, it connect the theory and the actual situation of the paint line of Company C, in which method to analyze the chance of improvement, to find the possible solution. After the analysis and the study, it set up a new operating mechanism and eq

8、uipment maintenance policy. In this way , the OEE would increase. After that, it compare the OEE data of paint line in 2015 with it in 2014 to verify the method. And in the end, to extend this method to other production line. Key words: OEE；Availability；Performance；Lean；TOC；TPM；5why Written by: Zhou

9、 xun Supervised by: Zhu Xuexin _ 目 录 1. 绪 论 . 1 1.1 C公司及喷漆线简介 . 1 1.2课题研究背景 . 1 1.3课题研究的目的和意义 . 2 1.1.1 课题研究目的 . 2 1.1.2课题研究意义 . 2 1.4 课题的研究方法 . 3 1.5 论文结构 . 3 2. 相关理论基础及文献综述 . 5 2.1 设备综合使用率（OEE）. 5 2.2 精益生产理论 . 6 2.3 TPM . 8 2.4 5WHY分析法 . 8 2.5 国内外研究现状介绍 . 10 3. 基于“绩效率”问题的现状和分析 . 14 3.1 C公司喷漆生产线制造流

10、程和现状 . 14 3.3.1 生产流程及当前 OEE数据指标 . 14 3.3.2 资源配置情况 . 16 3.2 基于精益生产理论分析现存的浪费和改善机遇 . 17 3.2.1 原料及产品的等待，库存浪费 . 17 3.2.2 喷漆线本身流转中的浪费 . 19 3.2.3 原料上件顺序混乱造成的等待 . 19 3.3 基于约束理论分析生产线瓶颈及改善机遇 . 19 3.3.1 喷漆线本身内部的瓶颈 . 19 3.3.2 喷漆线对于整条生产线来说也是瓶颈 . 21 4. 提高“绩效率”方法和措施的研究 . 22 _ 4.1 提高喷漆线节拍时间 . 22 4.2 实行拉动式和准时化生产 . 2

11、4 5. 基于“可用率”问题的现状和分析 . 27 5.1 C公司设备维护体系的现状 . 27 5.2 基于 TPM 理论的分析及改善机遇 . 28 5.2.1 生产人员参与性不足 . 28 5.2.2 PM 完成率不高，效果不佳 . 28 5.3 基于重复性问题的分析及改善可能 . 30 5.4 设备本身的设计问题 . 31 5.5 本章小结 . 32 6. 提高“可用率”方法和措施的研究 . 33 6.1 引入“自我维护” . 33 6.1.2 自主维护第一步 恢复（清洁和检查） . 33 6.1.2 自主维护第二步 消除污染源和死角区域 . 35 6.1.3 采用引入标准作业流程 . 3

12、5 6.2 引入 5WHY分析法应对重复性问题 . 36 6.3 快速改进研讨会 . 38 6.4 本章小结 . 39 7. 总结及扩展 . 40 7.1 运行半年后的数据趋势及结果 . 40 7.1.1 “绩效率”相关成果 . 40 7.1.2“可用率”相关成果 . 41 7.1.3 总体“OEE”的成果 . 43 7.2 结论分析 . 43 7.3 可能的扩展及展望 . 43 参考文献 . 45 攻读学位期间公开发表的论文 . 47 致 谢 . 48 _关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 1. 绪 论 1 1. 绪 论 1.1 C公司及喷漆线简介 C 集团成立于 192

13、5 年，是世界上最大的土方工程机械和建筑机械的生产商，也 是全世界柴油机、天然气发动机、工业用燃气轮机以及柴电混合动力机组的主要供应 商。 C集团的机械和发动机遍布世界各地， 在全球各个角落被广泛应用于食物、 能源、 住房、矿产、交通、水源以及其他满足基本需求的各个领域，名列全球财富 500强企 业前 100名以内。 C 集团苏州公司（以下简称“C 公司）”于 2006 年落户于江苏省苏州工业园区， 为中型轮式装载机和平地机在亚太地区的主要生产基地，其中装载机包含 5 个机型， 平地机包含 4个机型，产品主要销往亚洲、俄罗斯等独联体国家、非洲、中东以及南 美地区。 C 公司拥有轮式装载机和平地

14、机两条生产线。生产线包括机加工、焊接、喷漆、 分装、总装、热机测试、返修等工序。其中喷漆线处于机加工和焊接之后，分装和总 装之前，在生产中起到承上启下的作用。而且，两条生产线在喷漆线处合并成一条， 由此成为整个工厂生产的咽喉要道。 1.2课题研究背景 随着市场竞争的日益激烈，制造商要想持续的获得高的经济效益，最大化的挖掘 和改善生产车间的生产效率显得极其重要，在某些方面，它甚至成为企业是否可以赢 利的决定性因素。然而，在现在的制造业中，看似良好运作的生产车间实际上并没有 以最好的状态进行工作，设备和操作人员的价值存在很大的改善空间，这无形中为企 业带来了巨大的损失。为了解决这一问题，国际制造业

15、提出了综合设备效率(OEE)的 概念。 综合设备效率（OEE）作为一个衡量设备（生产线）产能效率的一个指标， 得 到越来越多制造型企业生产管理的重视，而提高 OEE 指标，变成了一个制造型企业 的重要考核指标。而各个企业在提高 OEE 的方法上有诸多不同的方法，而在实际效 果上也是参差不齐， 而主要问题有： _1. 绪 论 关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 2 第一，资源配置不合理，造成一定程度浪费。而在解决这些问题的时候，往往缺 少科学有效的统计方法和精确的改进途径， 往往采取摸着石头过河的方法， 逐步尝试， 一步步改进。从而走了很多弯路和造成更多的浪费。 第二，设备维

16、护难。设备维护作为一个提升综合设备效率的有效方式，其对技术 要求和管理要求同样非常高，缺一不可。所以往往成为企业管理中的一个难点，有技 术的没管理，有管理的不懂技术是一种常态。 而随着 OEE 管理的不断发展，在 OEE 提高上很多企业都积累了一些经验，而使 通过科学有效的方法提高 OEE 的可能成为现实，并取得了一些成就。很多企业通过 提高 OEE，降低了成本，提高了产能，从在竞争日益的市场上获得了更好的成就。 设备综合效率是 Overall Equipment Effectiveness，简称 OEE。一般，每一个生产 设备都有自己的理论产能，要实现这一理论产能必须保证没有任何干扰和质量损

17、耗。 它是一种严格的机器总体性能的衡量手段，提示时间浪费存在于哪里，统计各种时间 浪费的目的在于实现改进 1.3课题研究的目的和意义 1.1.1 课题研究目的 本文以 C 公司作为实例，就以上表述的两大问题进行深入分析和研究，通过一 些方法的引入和分析，寻求科学高效解决问题的方案和方法，并在实际实施过程中， 理论联系实际，不断优化方案，最终以提高喷漆生产线的 oee 为目标，从而达到有效 降低生产成本，提高生产效率及产能的最终目的。同时作为一种推广的方案，可以为 其他生产线及工厂管理提供一些借鉴。 1.1.2课题研究意义 近期，随着亚投行的建立和国际经济形势的复苏，对亚洲范围内的基础建设会有

18、一定促进作用，而对于工程机械的需求也会有一定量的上升。工程机械行业的产量也 在逐渐攀升。不但如此，近几年来，随着中国小汽车行业的突飞猛进，整车制造业也 伴随着更加激烈的市场竞争，市场供不应求的情况也是时常发生。这对生产线生产能 力的考验也是与日俱增。而这些行业在短时间能增加新产线的难度会相对较高，如何 发挥现有产线的最大功效和能力成为一个较为迫切的需求。这里把 C 公司的喷漆线 作为典型案例研究，以提高 OEE 为目标，最终达到在有限时间和投入的情况下，降 _关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 1. 绪 论 3 低生产成本，提高生产效率的目的。 C公司虽然生产的是工程车辆，

19、具有一定特殊性，但是喷漆线的重要地位，在家 用小汽车的生产领域也有类似的体现。且从广义角度说，可以推广至大部分生产线形 式的生产管理中去。 而作为 C喷漆线一般工艺工序较多， 每道工艺的时间需求不同， 人力需求不同，设备复杂度、可优化程度和维修难度也有区别。需要达到理想的资源 配置，通常同时需要工艺部门、生产管理部门、物流运输部门、设备维修部门等多部 门的合作，其优化难度相对较大，而其作为案例也比较典型。在很多生产企业中都会 相同或相似的问题。从通过对 C公司喷漆生产线的研究。 1.4 课题的研究方法 根据公式：.OEE=可用率 X 绩效率 X质量率 X100% 可以看出，影响最终 OEE的因

20、素有 3个。本文通过以 C公司的喷漆线为实例， 重点研究前两个因素， 从而通过优化资源配置及优化设备维护体系提高可用率和及效 率，达到最终提高 OEE 指标的目的。 质量率方面，本文不做重点讨论，因为在 C 公司的实际运作中，质量率相对是 个非常稳定的指标（在后文中会有具体数字），所以在本文中运用的任何改变方法的 第一原则是不改变质量率的指标， 即所有方法及改动都是建立在不影响质量率指标的 基础上。所以在这里贯穿全文，我们可以将质量率看成是一个相对不变得指标。 绩效率方面，致力于通过精益生产以及约束理论的方法指引，通过寻找和消除生 产中存在的浪费，以及资源配置的优化的方法，来建立数学模型，通过

21、理论和实际联 系的方式，来提高绩效水平。 而可用率方面，主要通过引入 TPM 及 5why 等理论来完善设备维护体系的，从 而增加设备的可用率。 所以这两点才是本文重点讨论和研究的指标。 1.5 论文结构 本文第一章为绪论，主要阐述本文的研究背景意义，和研究方法。 第二章介绍了本文中所用到的相关理论和研究发展，及研究的现状，系统的阐述 和解释了本文所用的理论研究依据。作为优化方案的理论依据。同时简单介绍了研究 _1. 绪 论 关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 4 对象，C公司的一些基本情况。 第三章基于资源配置优化的问题对 C 公司进行分析，通过精益生产和约束理论 的指导

22、，分析出 C 公司喷漆线所存在的问题及一些可能改进的方法和方向，为建立 数据模型和计算提供基本依据和方向。 第四章重点通过数学模型的方法以解决第三章分析出的资源配置方面的问题。 通 过对数据的筛选，通过对第三章提出的改进方向进行数学建模，用理论联系实际的方 法，计算和导出最终优化的资源配置方案，以优化 OEE 中的绩效率指标。 第五章基于 C 公司设备维护体系的现状进行分析，通过引入 TPM/PM， 5why 分析法，及 PCA/ICA的理论方法，找出现存的问题及改进的方向。 第六章基于第五章进行的分析，通过理论联系实际的方法， 提出具体的针对设 备维护体系的优化方案，从而达到优化设备使用率的

23、目标。 第七章通过实际运行半年后的数据分析及对比，验证方案的有效性，进行总结分 析。及提出一些扩展的方向及对未来研究的展望。 _关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 2. 相关理论基础及文献综述 5 2. 相关理论基础及文献综述 2.1 设备综合使用率（OEE） 设备综合效率是 Overall Equipment Effectiveness，简称 OEE。一般，每一个生产 设备都有自己的最大理论产能，要实现这一产能必须保证没有任何干扰和质量损耗。 当然，实际生产中是不可能达到这一要求，由于许许多多的因素，车间设备存在着大 量的失效: 例如，除去设备的故障、调整，以及设备的完全

24、更换之外，当设备的表现 非常低时，可能会影响生产率，产生次品，返工等。 OEE 是一个独立的测量工具，它用来表现实际的生产能力相对于理论产能的比 率。国际上对 OEE的定义为：OEE 是 Overall Equipment Effectiveness（全局设备效 率）的缩写。它由可用率，表现性以及质量指数三个关键要素组成 ，即： OEE=可用率 X 绩效率 X质量率 X100% （1） 可用率 可用率 = 实际运行时间/净运行时间 净操作时间：设备计划用于生产的总时间。即总可用时间减去计划外时间。 实际运行时间：在生产时设备实际运行的总时间。实际运行时间不包括任何停机 时间损失，这些损失包括但

25、不限于： 损坏或设备故障 设置/调整 操作员不在岗（缺勤、个人时间、就餐、会议、培训和 5S 活动） 缺少材料（零件、工具、工艺装备和量具） 启动损失（启动后达到正常运行条件所需的时间，如加热熔炉） 质量/检查 工具更换（因更换工具致使设备停机） （2） 绩效率 绩效 = 设计运行时间/实际运行时间=设计单品运行时间 X生产数量/实际操作时间 设计运行时间：如果一件设备在实际运行时以设计速度运行，生产特定产量的产品 所需的时间，产品可以件、英尺、英寸、磅为单位，或根据操作性质采用其他单位。设 _2. 相关理论基础及文献综述 关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 6 计运行时间

26、相当于单位产量的正常周期时间乘以实际产量。 - 工作指导中列出了正常周期时间。 - 正常周期时间是每个周期中所有要素所用时间的总和（车间到车间的时间）。 实际运行时间：设备在生产时实际运行的总时间 绩效率考虑生产速度上的损失。包括任何导致生产不能以最大速度运行的因素，例 如设备的磨损，材料的不合格以及操作人员的失误等。 （3） 质量率 质量 = 合格品产量/实际产量 次品产量： 在设置时和实际运行时产生的废品和/或返工的数量。 与合格品产量一样， 次品产量也以件、英尺、英寸或磅等为单位。 实际产量：在设置时和实际运行时生产的总产量，包括合格品产量和次品产量，同 样以件、英尺、英寸或磅等为单位。

27、 合格品产量： 在设置时和实际运行时生产的可销售的合格产量， 产量可以件、 英尺、 英寸或磅等为单位，或根据操作性质采用其他单位。等于实际产量减去次品产量。 所以我们的目标是提高喷漆生产线的 OEE 指标，从而提高生产效率，通过量化的 方式，衡量生产各个环节产生的损失，并针对性的减少损失，实现生产力的最大化。同 时通过对喷漆生产线的研究，将此方法推广到各种流水式生产线式的生产当中去。 2.2 精益生产理论 精益生产，英文全称 Lean Production (简称 LP)，是一种以客户需求为拉动，以消灭 浪费为核心目标，通过不断改善使企业以最少的投入获取成本和运作效益，显著进步的 一种全新的生

28、产管理模式。精益生产起源于日本丰田汽车公司。二战过后，社会市场的 需求发生变化，相应的工业产品需求开始向多品种、小批量变化，传统的卑品种、大规 模生产的福特流水线生产方式的弱点日渐明显。在这样的时代背景下，日本丰田汽车 公司为了顺应市场变化需求，经过不断探索研究，终于创建了一套适合多品种、小批 量的生产方式，即丰田生产方式(简称 TPS)。丰田汽车在 1973 年石油危机后经济萎 靡的背景下，依然保持高速增长的利润，从而引起了世界瞩目。1985 年美国麻省理 工学院确定了一个名叫“国际汽车计划“的研究项目并组织了 53名专家及学者，用了 五年时间进行研究， 并通过对西方福特大规模流水线生产方式

29、与日本丰田生产方式进 _关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 2. 相关理论基础及文献综述 7 行对比分析，于 1990 年撰写了改变世界的机器一书。在书中，第一次把丰田生 产方式定名为 Lean Production， 即精益生产方式(James P. Woraack， Daniel T. Jones， & Daniel Roos，1990)。在随后的几十年的时间里，丰田方式历经不断的改善归纳， 形成了一套综合的.管理理论，并在全球各地的推广实践中取得了卓越绩效。丰田方 式也被称为继福特流水线生产之后工业生产发展的第三个里程碑。 精益生产思想的核心目标为:彻底消除各种浪费。

30、 通过消除浪费， 实现成本降低， 提高品质， 并创造出充分发挥员工能动性的工作环境以及适应市场快速变化的生产方 式。依照精益思想归纳，生产加工过程中存在七大浪费。有： （1） 过多制造的浪费 （2） 等待的浪费 （3） 搬运的浪费 （4） 加工本身的浪费 （5） 库存的浪费 （6） 动作的浪费 （7） 制造不合格产品的浪费 拉动式生产：“拉式”（Pull）生产与控制源于 JIT 的管理思想。“拉式”的应用主 要表现为：通过生产同步化、均衡化以及“看板”工具，达到“适时、适量、在适当地 点生产出需要的质量完善产品”的目的。“拉式”生产提出了一种全新的管理机制。 准时化生产： 准时化是指在需要的时

31、候按照需要的量生产需要的产品供给各个工 序。准时化是以“均衡化生产”为前提条件，由“生产的流程化”、“确定符合需求数量 的节拍时间”、“后道工序在必要的时刻到前道工序去领取必要数量的必要品”这三种 思想观念组成。准时生产方式基本思想可概括为“在需要的时候，按需要的量生产所 需的产品”，也就是通过生产的计划和控制及库存管理，追求一种无库存或库存达到 最小的生产系统。为此开发了包括“看板”在内的一系列具体方法，并逐渐形成了一套 独具特色的生产经营体系。 约束理论 T O C（约束理论）是一种有效的质量改进方法，它是由以色列物理学家高德拉 特博士创立的，可应用的具体领域很多，如生产、管理、分销、营销

32、、项目管理等。 _2. 相关理论基础及文献综述 关于提高 C公司喷漆生产线设备综合效率（OEE）的研究 8 TOC 将企业看成一个完整的系统， 而在这个系统中至少存在一个制约因素， 即“瓶颈”。 “瓶颈”损失的时间就是整个系统损失的时间， 所以企业应把有限的资源和精力投入到 “瓶颈”中。 i瓶颈管理主要考虑 2 个方面：1）生产系统中瓶颈工序的损失意味着整个系统的 损失，因此，准确地识别瓶颈，最大限度地利用瓶颈资源成了瓶颈管理的首要内容； 2）瓶颈环节会随着系统的变化产生转移，瓶颈的这种动态性使得原本根据瓶颈资源所 做的排产受到或大或小的影响，大大增加了生产管理的难度。 所以， TOC 理论给我们提出的知道方针是一个，寻找系统中的约束寻求突破这 种约束的方法提高生产效