Design and Implementation of Systematic Production Analysis - Collecting and analysing production data to monitor and improve OEE using a commercial production monitoring software

Abstract

The purpose of this master thesis project was to design and implement a systematic procedure to analyse and improve OEE for Nolato Meditech using a specific commercial production monitoring system, as well as solving operational system issues and evaluating the performance of the system.

The method employed consisted of learning the software, adapting it to comply with the given production environment, collecting appropriate production disturbance reasons and investigating current organisational structures at the company. Interviews and observations were mostly used to gather the information needed.

The project is mainly based on systematic production analysis (SPA) using OEE as the main KPI. Deliverables include specific system settings to be used, an action plan to solve the operational system issues, specific production disturbance reasons, suggested organisational alterations to facilitate follow-up of OEE, complementing roles and responsibilities, suggested education and training for production personnel as well as an evaluation of the production monitoring system.

It is concluded that Nolato MediTech has all the prerequisites for succeeding in implementing a systematic monitoring of OEE. The specific system is deemed sufficient for this purpose, although not optimal since it cannot categorise reduced production rate, which means losing one of the cornerstones in SPA. The system will use previously existing reject reasons as well as a set of downtime reasons for each production department that has been designed by the authors. Follow-up regarding OEE and its underlying causes will be done on a daily and weekly basis according to a procedure suggested by the authors to visualise production disturbances and trends.

Abstract (Swedish)

Syftet med detta examensarbete var att utforma och implementera ett systematisk arbetssätt för att analysera och förbättra OEE åt Nolato Meditech med hjälp av ett specifikt kommersiellt produktionsövervakningssystem, samt att lösa operativa problem med systemet och utvärdera dess prestanda.

Arbetets metod bestod av att lära sig mjukvaran, anpassa den till att uppfylla den givna produktionsmiljön, samla in lämpliga faktorer för produktionsstörningar och undersöka aktuella organisatoriska strukturer i företaget. Intervjuer och observationer låg mestadels till grund för att samla in den information som behövdes.

Projektet är huvudsakligen baserat på systematisk produktionsanalys (SPA) med OEE som huvudsakligt KPI. Målet med projektet är att leverera specifika systeminställningar som ska användas, en handlingsplan för att lösa de operativa systemfrågorna, specifika faktorer för produktionsstörningar, föreslagna organisatoriska förändringar för att underlätta uppföljning av OEE, kompletterande roller och ansvarsområden, förslag på utbildning för produktionspersonal samt en utvärdering av produktionsövervakningssystemet.

Slutsatsen dras att Nolato MediTech har alla förutsättningar för att lyckas med en implementering av systematisk övervakning av OEE. Det specifika produktionsövervakningssystemet bedöms vara tillräckligt för detta ändamål, även om det inte är optimalt då det inte kan kategorisera reducerad produktionshastighet, vilket innebär att man förlorar en av hörnstenarna i SPA. Systemet kommer använda sig av redan befintliga kassationskoder samt en uppsättning av stilleståndsorsaker för varje produktionsavdelning som har utformats av författarna. Uppföljning av OEE och dess underliggande orsaker kommer att göras dagligen och veckovis enligt ett förfarande föreslaget av författarna för att visualisera produktionsstörningar och trender.

Popular Abstract (Swedish)

När det gäller industriell produktion finns det två vägar att gå; antingen gör man sitt bästa och så får det gå som det går, eller tar man reda på vad man behöver göra för att det ska gå som man vill. Systematisk uppföljning av produktionsprestandan är en grundsten för det senare alternativet och görs med hjälp av nyckeltal, vilka bör följas upp dagligen i syfte att exponera och hantera störningar och veckovis i syfte att ta fram långsiktiga lösningar på problem.

Ingen produktion är perfekt. Utrustning slits och går sönder, levererat material har bristfällig kvalitet och ibland blir något helt enkelt bara tokigt. Detta resulterar i att produktionen måste stoppas så att felen kan fixas, att produkterna som tillverkas inte håller måttet eller att hastig-heten måste skruvas ned. Ju fler sådana problem man har, desto mer tid spenderas på att antingen lösa problem eller tillverka produkter som ändå ska slängas eller omarbetas. Tänk dig att du hoppar in i en taxi och måste sitta i kö i 30 minuter på grund av en olycka, medan taxametern tickar på. Produktionsproblemen gör alltså att man betalar mer pengar för samma nytta. För att produkterna ska kunna ha ett konkurrenskraftigt pris och man dessutom ska kunna tjäna en hacka är det viktigt att dessa pengaslukande problemen åtgärdas. För att kunna åtgärda problem måste man först veta typen och magnituden av problemet. Det är här detta examensarbetet tar vid, som utfördes i samarbete med Nolato MediTech.
Först måste man mäta. När maskinen står still, varför den står still och hur länge den står still. Hur många produkter som behövt slängas, vad som hade blivit fel samt varför det blivit så. Det fina med automatisk produktion är att det är relativt enkelt att koppla in ett kom-mersiellt produktionsuppföljningssystem som sköter alla eller en del av dessa mätningar med mer eller mindre automatik. Nolato MediTech hade vid projektets början redan ett sådant sy-stem installerat, men det hade inte tagits i bruk ordentligt. Första steget var att se till att sy-stemet är stabilt och att det gör vad det ska.
När systemet konfigurerats undersöktes möjliga förlustorsaker, exempelvis möjliga anledningar att produktionen måste stannas, vilka programmerades in i programmet på ett strukturerat och systematiskt vis. Detta eftersom operatörer behöver koppla de olika proble-men till specifika förlustorsaker manuellt via ett grafiskt gränssnitt. Denna kopplingen mellan orsak och verkan är central.
Efter mätning kommer analys och uppföljning. Vi rekommenderar att olika delar av produktionsprestandan följs upp dagligen i syfte att exponera och hantera störningar och veckovis i syfte att ta fram långsiktiga lösningar på problem. Med tekniska och uppföljnings-mässiga förutsättningar på plats togs stödjande roller med tydliga ansvarsområden fram, vilka kompletterades med tillhörande utbildningar.
Arbetet är främst intressant för företag som sysslar med industriell produktion av nå-gorlunda hög automationsgrad. En någorlunda hög automationsgrad gör att det finns maskin-signaler tillgängliga som kan utnyttjas av ett kommersiellt produktionsuppföljningssystem för automatisk dataregistrering. Om det beskrivna tillvägagångssättet tillämpas och underhålls enligt den föreslagna modellen ges stabila förutsättningar för att på ett systematiskt sätt upp-täcka och lösa produktionsproblem och därmed öka sin effektivitet och sänka sina tillverk-ningskostnader.


Elsa Höjbert & Albert Larsson
Examensarbete, civilingenjörsutbildningen i Maskinteknik
Lunds Tekniska Högskola
Lund, 2020-06-10

• author: Larsson, Albert and Höjbert, Elsa
• supervisor: Christina Windmark; Niclas Johansson
• organization: Production and Materials Engineering
• alternative title: Design och Implementering av Systematisk Produktionsanalys - Systematisk förbättring av produktionsprestanda med ett kommersiellt produktionsuppföljningssystem
• course: MMTM01 20201
• year: 2020
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Systematic Production Analysis, Overall Equipment Effectiveness, Production Disturbance Reasons, Human Machine Interface
• report number: LUTMDN/TMMV-5305/1-122/2020
• language: English
• additional info: Authors Albert Larsson and Elsa Höjbert contributed equally to the report.
• id: 9021567
• date added to LUP: 2021-03-23 15:06:06
• date last changed: 2021-03-23 15:06:40