OEE(総合設備効率)の解説:計算式、ベンチマーク、改善方法
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By Mirko Peters ·
OEEは、計画された生産時間のうち、実際に生産的に使われた時間の割合を示します。OEEの計算式、6つの大きなロス、ベンチマーク、改善方法を、例を交えて解説します。
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OEE(overall equipment effectiveness、総合設備効率)は、計画された生産時間のうち、実際に生産的に使われた時間の割合を示す指標です。本記事は、OEEの計算式を理解し、数値を正しく読み取り、改善につなげたい生産計画担当者や工場長を対象としています。3つの要素、6つの大きなロス、ベンチマークの意味、数値を使った計算例、そしてOEEの数値を誤解させる要因について解説します。
重要なポイント
- OEEは、計画された生産時間に対して、停止なしで、可能な限り速く良品だけを生産できた時間の割合を測定します。
- OEE=可用性×性能×品質です。可用性は、稼働時間を計画生産時間で割った値です。
- 6つの大きなロスは、停止、低速稼働、不良の3つのグループに分類されます。各ロスは、OEEのいずれか1つの要素に対応します。
- OEEが85%であればワールドクラスとよく呼ばれますが、Vorneによると、多くの製造業者の数値は60%に近いとされています。他社ではなく、自社の過去の数値と比較しましょう。
- 最も大きなロスから改善に取り組みましょう。計画停止と計画外停止の両方が改善の機会です。
OEE(総合設備効率)とは何ですか?
OEE.comサイトの運営元であるVorne Industriesは、このスコアを、計画された生産時間のうち完全に生産的な時間の割合として説明しています。完全に生産的な時間とは、停止なしで、可能な限り速く、良品だけを生産している時間を指します。100%がその理想の状態です。それ未満はすべてロスとなります。
この考え方には3つの要素があり、それぞれが1つの問いに答えます。
- 可用性:稼働すべき時間に、ラインは稼働していたか?
- 性能:稼働中に、本来の最高速度で動いていたか?
- 品質:生産された部品は良品だったか?
スコアは3つの要素の積です。そのため、ラインが忙しそうに見えても、総合設備効率の値が低いことがあります。ここでは、機械の性能と製造プロセスの両方が重要です。それぞれの要素が、計画時間の一部を削り取っていくのです。
MachineMetricsも同様にこの指標を説明しています。それによると、このスコアは製造業者に機械設備がどの程度うまく稼働しているかを伝えるもので、理想的には他の指標と併用すべきだとされています。
可用性、性能、品質はどのように計算しますか?
OEEの計算式は単純で、シフトから数個の数値を集めるだけで算出できます。まずは時間から始めます。Vorneは、計画生産時間を、シフトの長さから休憩時間を引いたものと定義しています。停止時間には、故障などの計画外停止と、段取り替えなどの計画停止の両方が含まれます。
- 可用性 = 稼働時間 ÷ 計画生産時間 稼働時間は、計画生産時間から停止時間を引いたものです。可用性は、理由を記録する価値があるほど長い停止(通常は数分以上)を捉えます。
- 性能 = (理想サイクルタイム × 総生産数)÷ 稼働時間 最高速度を下回る稼働を捉えます。これには、サイクルタイムの遅延や短時間の小停止が含まれます。性能は100%を超えるべきではありません。超える場合は、理想サイクルタイムが高く設定されすぎている可能性が高いです。
- 品質 = 良品数 ÷ 総数。 品質基準を満たさなかった部分を捉えます。手直しが必要な部分も含まれます。ファーストパス歩留まりに近い指標です。
- OEE = 稼働率 × 性能 × 品質。
簡易的な計算方法もあります。良品数 × 理想サイクルタイム ÷ 計画生産時間です。結果は同じになります。ただし、3つの要素のどれが損失を生んでいるのかは示せません。そのため、標準のOEE計算を主な指標とし、簡易式は検算として使うのがよいでしょう。
Vorne は1シフトを例にした計算方法を示しています。シフトは480分で、休憩が60分、停止時間が47分です。ウィジェット1個あたりの理想時間は1.0秒です。ラインは19,271個のウィジェットを生産し、423個が不良品でした。
- 計画時間: 480 − 60 = 420分
- 稼働時間: 420 − 47 = 373分
- 稼働率: 373 ÷ 420 = 88.81%
- 性能: 19,271秒 ÷ (373 × 60秒) = 86.11%
- 品質: (19,271 − 423) ÷ 19,271 = 97.80%
- OEE: 0.8881 × 0.8611 × 0.9780 = 74.79%
OEEを初めて手計算する場合は、簡易式で検算してください。両方の結果が一致している必要があります。
6大ロスとは何でしょうか。
Vorne は3つの要素と6大ロスを結び付けています。各ロスはいずれか1つの要素に属しており、このリストを見ればどこに注目すべきかが分かります。
- 設備故障(稼働率): 設備が稼働予定であるにもかかわらず発生する計画外の停止です。工具の故障や故障停止などが該当します。このような設備故障は、最初に確認すべきロスです。
- 段取り替えと調整(稼働率): 切り替え、調整、清掃、ウォームアップのための計画的な停止です。
- チョコ停とアイドリング(性能): 通常1分から2分程度の短い停止で、オペレーターが復旧させるものです。ジャムや供給ミスなどが該当します。
- 速度低下(性能): 理想サイクルタイムより遅い速度での稼働です。たとえば設備の摩耗や潤滑不良が原因となります。
- 工程不良(品質): 安定生産中に発生する不良品です。スクラップや手直しを含みます。
- 歩留まり低下(品質): 立ち上げから生産が安定するまでの間に発生する不良品です。
チョコ停とアイドリング、そして速度低下が性能ロスに当たります。このリストこそがこの手法の最大の価値です。OEEを改善すべき箇所を特定できるからです。単一のパーセンテージだけでは、計画担当者が次に何をすべきかは分かりません。その背後にあるロスこそが、それを教えてくれます。
設備総合効率として良いスコアとはどの程度でしょうか。
「85%がワールドクラスだ」という話をよく耳にします。Vorne はワールドクラスに関するページで、ワールドクラスのスコアは85%だと考えられることが多いと述べています。そしてこの数値は、稼働率90%、性能95%、品質99%を前提としています。さらに、これらの目標は加工組立型産業に当てはまるものであり、装置産業には当てはまらないとも付け加えています。
出典には見落としがちな背景情報も書かれています。
- これらの数値は、1970年代初頭に日本の自動車産業で中島聖一氏が示したものにさかのぼります。
- 多くの製造業者のスコアは、今でも60%前後にとどまっています。
- Vorne によると、85%を超える工場よりも45%を下回る工場のほうが多く見られるとのことです。
これらのOEEベンチマークは参考値であり、ルールではありません。したがって、85%を合格ラインとみなさないでください。Vorne は、絶対値にこだわること、性質の異なるプロセス同士を比較すること、外部のベンチマークに頼ることに対して助言しています。推奨されるのは、実際に達成可能なストレッチ目標を設定することです。できれば3か月から4か月以内が望ましいとしています。本当に重要な目標は、自社のプロセスを改善する目標だけです。
段階的に導入し改善するにはどうすればよいでしょうか。
パーセンテージではなく、最も大きなロスに取り組んでください。OEEを改善するには、まずロスを見つけ、次にその原因を探ります。
- 数週間かけて測定する。 シフトごとに停止理由、生産数、不良数を記録します。推測はしないでください。
- ロスを分解する。 3つの要素のうち、どれが最も低いでしょうか。その背後にある6大ロスのどれが影響しているでしょうか。
- ロスを1つ選ぶ。 最も大きなロスを選び、そのラインを担当するチームと一緒に取り組みます。
- 原因に取り組む。 Vorne によると、計画停止も計画外停止も改善の機会です。典型的な対策としては、段取り替え時間の短縮、保全手順の改善、明確な資材供給などがあります。品質問題には、根本原因分析が必要です。
- 標準を更新する。 変更が効果を上げたら、標準作業に反映させ、全シフトに教育します。
- 週次でレビューする。 各要素をボードに掲示し、日次ミーティングで議論します。
計画担当者には、もう一つ手段があります。それは生産スケジュールです。段取り替えの頻発、小ロット生産、資材の欠品は、いずれも停止として表れます。現実的な計画を立てれば、そうした停止の一部を事前に防げます。結果として、生産ライン全体の生産性が向上します。
例:設備総合効率(OEE)が66.7%から77.1%へ
これは架空の数値による説明です。
ある生産ラインの計画稼働時間は420分です。理想的なタクトタイムは1個あたり0.5分、つまり毎分2個です。停止時間は70分です。ラインは595個を生産し、そのうち560個が良品です。
- 稼働時間:420 − 70 = 350分
- 稼働率:350 ÷ 420 = 83.3%
- 性能稼働率:(0.5 × 595) ÷ 350 = 85.0%
- 良品率:560 ÷ 595 = 94.1%
- OEE:0.833 × 0.85 × 0.941 = 66.7%
検算:560 × 0.5 ÷ 420 = 280 ÷ 420 = 66.7%
チームはロスを分類します。停止ロスが最も大きいことがわかりました。段取り替えを短縮し、繰り返し発生していたフィーダーのジャムを解消した結果、停止時間は25分減って45分になりました。さらに軽微な停止も解消し、性能稼働率は90%に向上しました。新たに検査工程を追加したことで、良品率は96%に上がりました。
- 稼働時間:420 − 45 = 375分
- 稼働率:375 ÷ 420 = 89.3%
- 総生産数:0.90 × 375 ÷ 0.5 = 675個
- 良品数:675 × 0.96 = 648個
- OEE:0.893 × 0.90 × 0.96 = 77.1%
検算:648 × 0.5 ÷ 420 = 324 ÷ 420 = 77.1%
同じ計画稼働時間のもとで、ラインは1シフトあたり良品を648 − 560 = 88個多く生産できるようになりました。ここに示した数値は前提条件です。実際には自社のデータを使用してください。その際は、まず理想的な速度を確認してください。
よくある間違い
- 85%を追い求めること。 この数値は、特定の時期、場所、業界から導かれたものです。自社のラインは、自社の過去の実績と比較してください。
- 性質の異なる設備同士を比較すること。 低速のバッチ処理工程と高速の包装ラインのスコアは、比較できません。
- 理想的な速度の設定ミス。 理想的なタクトタイムを高く設定しすぎると、性能稼働率が100%を超えてしまいます。低く設定しすぎると、ロスが見えなくなります。
- 計画停止の除外。 計画停止を停止時間から除外すると、スコアは良く見えますが、ロスそのものは残ったままです。
- 割合だけを見ること。 3つの要素と6つの損失を見ることで、どこに手を打つべきかがわかります。
- 誰も必要としない製品を作ること。 ラインを高速で回すと、たとえ出荷が必要とされていなくてもスコアは上がります。納期と在庫と合わせて確認してください。
- チェックを行わず手作業でデータを集めること。 小さな停止は見落としやすいものです。数値は、現場で実際に見えている状況と照らし合わせて確認してください。
ソフトウェアで何ができるか
紙への手作業によるOEEの記録は、パイロット導入には有効です。しかし、ラインやシフトの数が増えると難しくなります。そうした場合は、OEEソフトウェアや製造実行システム(MES)を使うと、停止を自動で記録できます。iFAKTのPolaris Analyzerは、すべてのモジュールにまたがるKPIダッシュボードを提供し、生産における計画値と実績値を比較できます。このダッシュボードを使えば、計画と並べてロスを示せます。また、ダッシュボードの定義が現場でチームが使っている定義と一致していることを確認してください。
次のステップ
1つのラインを選び、1シフト分のOEEを手作業で計算してください。その際、稼働率、性能稼働率、良品率を個別に示します。次に、大きな損失を上位3つ挙げ、今月取り組むものを1つ選んでください。