Команда Интерра - нестандартные задачи - наш профиль.
Определение
Обратимся к первоисточнику. Определим, что является показателем OEE, как оценивать эту метрику и, как автоматизировать ее расчет с использованием технологий ГЛОНАСС мониторинга транспорта и программной платформы Wialon.
OEE (Overall Equipment Effectiveness) или общая эффективность оборудования — распространённая система анализа общей эффективности работы оборудования, предназначенная для контроля и повышения эффективности производства и основанная на измерении и обработке конкретных производственных показателей.
Метрика OEE широко используется в качестве ключевых показателей эффективности (KPI) производственных процессов и может быть успешно адаптирована для расчета эффективности использования отдельных единиц сельскохозяйственной техники.
Параметры OEE
Параметры показателя ОЕЕ включают в себя три критерия эффективности:
- Доступность (Availability, A);
- Производительность (Performance, P);
- Качество (Quality, Q).
Общее рабочее время для техники с учётом нахождения на полях (суммарная продолжительность смен за период) - это показатель POT (PlantOperating Time ).
Второй важной вводной является время плановых остановок (например ночная стоянка) - простоев (Planned Shut Down, PSD). Это время, которое необходимо исключить из анализа эффективности. Разница между общим временем работы и временем плановых остановок называется планируемым производственным временем (Planned Production Time, PPT):
PPT = POT – PSD
OEE исходит от планируемого производственного времени и анализирует потери времени с целью их уменьшения или устранения. Существуют три основные категории потерь: потери на остановки (Down Time Loss, DTL), потери в скорости (Speed Loss, SL) и потери в качестве (Quality Loss, QL).
Для сельскохозяйственной техники мы будем использовать два показателя: DTL и QL
Формула расчета OEE
Доступность
Критерий доступности анализирует потери на остановки (DTL), включающие в себя любые остановки техники.
Например:
- технологический простой - поломки и отказы оборудования - забился шнек комбайна
- остановки из-за отсутствия сырья - закончились удобрения для внесения у разбрасывателя или опрыскивателя
- логистический простой - отсутствие места для урожая - заполнен зернобункер комбайна или заканчивается топливо
- отдых
- погодо-почвенный простой
- и другие.
Наша команда "Интерра" уже рассказывала о разработанных нами решениях по учёту причин простоев высокопроизводительной техники (Решение 1, Решение 2)
Время перегонов техники между полями также входит в OEE-анализ, так как оно является одной из форм простоя. Хотя время перехода невозможно устранить, в большинстве случаев оно может быть сокращено. Рабочее время, оставшееся после учёта остановок, называется операционным временем (Operating Time, OT).
OT = PPT – DTL
Расчёт критерия доступности:
A = OT / PPT
Пример:
OT опрыскивателя без учёта простоев составляет 4 часа (OT)
Общее время нахождения на полях за смену 8 часов
Доступность:
A = 4/8 = 0.5
Производительность
Критерий производительности посчитаем по формуле:
P = (TP/OT) / IRR
, где:
IRR– Идеальная норма (паспортная производительность)
TP – фактическое выполнение единиц работ за операционное время OT.
Для понимания приведем пример расчета для опрыскивателя для жидких удобрений Гварта-6.
Паспортная норма 25 Га/час (IRR)
Фактически выполнено 72 Га за операционное время 4 часа
Получаем производительность:
P = (72/4) / 25 = 0.72
Качество
Критерий качества учитывает потери в качестве (QL). Для сельскохозяйственной техники критерием качества например является соблюдение скоростного режима при выполнении отдельных операций, или допущение "нахлеста" или "пропусков".
Критерий качества будем оценивать по формуле:
Q = GP / TP
где:
GP – (Good Pieces) – фактическое количество единиц качественно выполненых работ за операционное время OT.
Например внесение удобрений должно выполняться со скоростью 6-15 км/ч
За операционное время 4 часа (OT) было качественно (с учётом скорости ) обработано 65 Га, фактическое выполнение без учёта качества 72 Га
Качество:
Q = 65/75 = 0.9028
Общий показатель эффективности OEE
Расчёт OEE производится следующим образом:
OEE = A*P*Q
Пример:
Посчитаем OEE, по ранее приведенным примерам:
OEE = 0.5 * 0.72 * 0.9028 = 0.325008
Практическая реализация
Ключевой фактор успеха практической реализации представленной методологии расчета показателя OEE - сбор достоверной и унифицированной телематической информации с совершенно разнообразной сельскохозяйственной техники.
Наш стек инструментов:
Wialon - инновационная телематическая платформа, позволяющая конструировать функциональные многоуровневые приложения Wialon Apps за счет обширного и хорошо документированного REST API.
GalileoSky оборудование с технологией EasyLogic - это уникальное телематическое оборудование, которое позволяет реализовать сложную логику работу на стороне оборудования и обеспечить подключение нестандартных датчиков.
На каждой единице сельскохозяйственной техники с помощью комплекса датчиков, подключений к CAN шине, скриптов EasyLogic:
- обеспечиваем детектирование факта непосредственной работы;
- реализуем точное детектирование выполняемой операции, для агрегатов, выполняющих несколько операций;
- определяем автоматически прицепной агрегат;
- фиксируем качественные показатели выполняемой операции, позволяющие в дальнейшем определить расчетный показатель "Качество" для показателя OEE. Безусловно этот показатель обеспечивается от разного набора датчиков для разных агрегатов.
Дальше в игру вступает платформа Wialon:
1. Формируем объект мониторинга в системе Wialon c каскадом датчиков
2. Настраиваем сочетание параметров, используем мощный инструментарий формирования отчетов Wialon c функциями "Калькулятор", "Группировка", "Фильтрация" - это этап разработки "Песочница". В этот момент можно увидеть начальный набор показателей, позволяющий получить конечный результат в приложении.
3. Проектируем структуру приложения, взаимосвязь модулей, структуры хранения, логику работы интерфейса. В этот момент нам стало очевидно, что для расчета показателей качества и учета эффективной площади обработки для сельскохозяйственной техники необходимо учитывать "пропуски", перекрытия" при обработке почвы.
Для этой реализации мы воспользовались функциональным приложением Wialon Apps - Hecterra. Hecterra обеспечивает математический аппарат расчета результатов сельскохозяйственной операции. Приложение имеет REST API интерфейс для взаимодействия.
4. Реализация Wialon Apps - OEE.
Приложение имеет комплекс настроек и взаимодействует одновременно со своей базой данных, Wialon, Hecterra.
Результат - подробный табличный отчет, позволяющий определить эффективность работы отдельной единицы сельскохозяйственной техники за отдельный промежуток времени.
Показатель OEE интересен возможностью сравнения эффективности работы единицы техники в разные отрезки времени (сравнивать саму с собой) и возможностью сравнения эффективности использования абсолютно разных единиц. Можно сравнить комбайн с опрыскивателем, разные опрыскиватели, опрыскиватели с разбрасывателями и так далее.
По каждому расчету OEE - формируется детализация по обработанным участкам с расчетом показателей эффективной площади
По каждому периоду работы формируем статусы работы техники "Перегон", "Работа", "Заправка", "Простой"
Кроме табличного представления, все показатели объединяются в графических диаграммах.
Дальнейшее развитие
Следующий этап развития приложения:
- подключение новых категорий техники - это процесс, состоящий из нескольких этапов, первый из которых это обследование;
- взаимодействие OEE приложения с внешними системами - ERP, 1С
- увеличение скорости расчета показателей, добавление фонового режима формирования очтета
Мы обязательно расскажем о развитии этого проекта.
