Was ist "OEE"?

OEE (Overall Equipment Effectiveness, deutsch: Gesamtanlageneffektivität) ist die zentrale Produktivitätskennzahl im Total Productive Management (TPM). Sie wurde von Seiichi Nakajima in den 1960er-Jahren entwickelt und misst, wie effektiv eine Anlage gegenüber ihrem theoretisch maximalen Leistungsvermögen arbeitet. OEE macht Produktionsverluste sichtbar, so dass diese mit Hilfe von Optimierungsstrategien wie TPM, Lean Production oder Six Sigma systematisch beseitigt werden können. Dabei konzentriert sich OEE stets auf die Maschine und den Prozess der Wertschöpfung, nicht auf die Produktivität des einzelnen Mitarbeiters.

Definition und Grundprinzip

OEE ist ein balanciertes, zweiseitiges Instrument zur Messung und Visualisierung nicht nur der Maschinen-Effektivität, sondern vor allem auch der Verluste der Effektivität des Systems. Der Referenzpunkt ist immer das theoretische Maximum: Wenn die Anlage durchgängig auf theoretisch maximaler Geschwindigkeit mit ausschließlich fehlerfreier Ware laufen würde, läge die OEE bei 100 %. OEE ist somit das Messinstrument, die gemeinsame Sprache, mit der Verbesserung gemessen und sichtbar gemacht wird (vgl. Koch 2021, S. 5–6).

Das Besondere an der OEE ist ihre Doppelfunktion: Einerseits zeigt sie dem Produktionsteam, wie gut die Maschine arbeitet, andererseits macht sie die Verluste sichtbar, die dem Team die Möglichkeit geben, gezielt zu verbessern. Koch spricht in diesem Zusammenhang vom Geheimnis der „verborgenen Maschine“: In den meisten Fabriken steht neben jeder Maschine noch eine zweite, verborgene Maschine, die Kunst besteht darin, diese verborgene Maschine aufzuspüren und zu nutzen (vgl. Koch 2021, S. 4).

Kerngedanke: OEE dient in erster Linie als Werkzeug für den Fertigungsbereich, um Bewusstsein und Verantwortlichkeit zu erzeugen (vgl. Koch 2021, S. 161). Es geht darum, dem Produktionsteam dabei zu helfen, Einsicht in die bestehenden Verluste zu bekommen. Dazu haben sich visuelle Hilfsmittel bewährt, eine gut strukturierte OEE-Aktivitätentafel mit einer Pareto-Analyse der Verluste ist dafür unabdingbar.

Historische Einordnung

Die OEE entstand im Kontext der Entwicklung von TPM in Japan. Seiichi Nakajima, der als Vater von TPM gilt, begleitete seit 1951 die Entwicklung von der vorbeugenden Instandhaltung hin zum umfassenden TPM-Konzept. In den 1960er-Jahren formalisierte er die OEE-Kennzahl als zentrales Messinstrument für die Anlageneffektivität (vgl. May/Schimek 2015, S. 31). 1971 erhielt die Nippondenso Corporation, ein Automobilzulieferbetrieb der Toyota-Gruppe, den ersten „Distinguished Plant Prize“ des Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM), dieses Jahr wird allgemein als Geburtsjahr von TPM angesehen.

Ende der 1980er-Jahre erlangte TPM größere Bekanntheit in der westlichen Welt, als Productivity Inc. die englischsprachigen Bücher von Nakajima veröffentlichte. Seitdem hat die OEE eine bemerkenswerte Karriere hinter sich: Immer mehr Unternehmen haben die Vorteile dieser Produktivitätskennzahl erkannt, und die OEE hat sich in tausenden von Unternehmen bewährt, wo sie schonungslos Verluste aufdeckt und hilft, diese systematisch zu beseitigen.

Die drei OEE-Faktoren

Die OEE-Berechnung basiert auf drei Faktoren, die miteinander multipliziert werden: Verfügbarkeit × Leistung × Qualität = OEE. Vereinfacht gesagt, beantwortet die OEE-Bestimmung drei grundlegende Fragen:

• Verfügbarkeit (Availability): Läuft die Maschine, oder läuft sie nicht? Der Verfügbarkeitsgrad ergibt sich aus dem Verhältnis der tatsächlichen Produktionszeit zur möglichen Produktionszeit. Verfügbarkeitsverluste entstehen durch Störungen, Rüstzeiten und Wartezeiten.
• Leistung (Performance): Läuft die Maschine mit maximaler Geschwindigkeit? Der Leistungsgrad setzt die tatsächliche Ausbringung in Relation zur theoretisch möglichen Ausbringung. Leistungsverluste umfassen Kurzstillstände und verringerte Geschwindigkeit.
• Qualität (Quality): Sind alle hergestellten Produkte einwandfrei? Der Qualitätsgrad misst den Anteil der auf Anhieb einwandfreien Produkte. Qualitätsverluste entstehen durch Ausschuss, Nacharbeit sowie An- und Abfahrverluste.

OEE-Berechnung: Ein Beispiel

Die Berechnung der OEE lässt sich an einem typischen Beispiel verdeutlichen: Eine Anlage hat eine geplante Produktionszeit von 480 Minuten pro Schicht. Durch Störungen und Rüstvorgänge gehen 60 Minuten verloren, so dass die tatsächliche Produktionszeit 420 Minuten beträgt. Der Verfügbarkeitsgrad liegt damit bei 420/480 = 87,5 %. Die Maschine läuft nicht immer auf voller Geschwindigkeit und hat einige Kurzstillstände, wodurch der Leistungsgrad bei 80 % liegt. Von den produzierten Teilen sind 95 % auf Anhieb einwandfrei. Die OEE ergibt sich durch Multiplikation: 0,875 × 0,80 × 0,95 = 66,5 %.

Die Aufschlüsselung in die drei Faktoren zeigt sofort, wo die größten Verbesserungspotenziale liegen. In diesem Beispiel ist der Leistungsgrad mit 80 % der schwächste Faktor, hier würde ein Kobetsu-Kaizen-Team als erstes ansetzen, um die Ursachen für Kurzstillstände und Geschwindigkeitsverluste zu analysieren und zu beseitigen (vgl. May/Schimek 2015, S. 31–35).

Wichtig: OEE nutzt eine fixe Bezugsgröße: das theoretische Maximum. Dies steht im Gegensatz zu vielen anderen Kennzahlen, die mit einem „praktikablen Maximum“ oder einem Budgetwert arbeiten, der kontinuierlich angeglichen wird. Dadurch bleibt die OEE ein ehrliches Instrument, das weder den Ist-Zustand beschönigt noch Verluste versteckt.

Die Maschinenverluste im OEE-Kontext

Die OEE steht in direktem Zusammenhang mit den acht Maschinen- und Anlagenverlusten aus der TPM-Systematik der 16 Verlustarten. Die ersten sieben dieser acht Verlustarten lassen sich den drei OEE-Faktoren zuordnen:

Verfügbarkeitsverluste

• Verlust 1, Anlagenausfälle: Sporadische oder chronische Fehler an den Produktionseinrichtungen, die zu einer Reduzierung der Ausbringungsmenge führen.
• Verlust 2, Rüsten und Einstellen: Stillstandszeiten durch Umbau von einem Produkt auf das nächste, reduzierbar durch SMED-Workshops.
• Verlust 3, Werkzeugwechsel: Verluste durch regelmäßigen Wechsel von Verschleißteilen wie Werkzeugen, Messern oder Düsen.

Leistungsverluste

• Verlust 4, Kurzstillstände: Unterbrechungen von weniger als fünf bis zehn Minuten, die in ihrer Summe ein erheblicher Verlustfaktor sind.
• Verlust 5, Verringerte Geschwindigkeit: Die Maschine läuft, aber nicht mit maximaler Geschwindigkeit. Häufig wird bei Qualitätsproblemen die Laufgeschwindigkeit reduziert, ohne den eigentlichen Ursachen auf den Grund zu gehen.

Qualitätsverluste

• Verlust 6, Ausschuss und Nacharbeit: Defekte Produkte oder Produkte, die nachgebessert werden müssen.
• Verlust 7, Anlaufverluste: In der Anlaufphase nach Rüstungen, Wartungen oder Pausen entstehen häufig Produkte, die nicht der Spezifikation entsprechen.

OEE und TPM: Einbettung ins Gesamtsystem

OEE war ursprünglich ein Werkzeug aus dem TPM-Repertoire und ist heute fester Bestandteil praktisch jedes ganzheitlichen Verbesserungsprogramms. Im TPM-System dient die OEE als zentrales Bindeglied zwischen der Verlustanalyse und der zielgerichteten Verbesserung (Kobetsu Kaizen). Die erste Säule des TPM-Hauses, Kobetsu Kaizen, nutzt die OEE-Messung als Ausgangspunkt, um mit Hilfe der Pareto-Analyse die größten Verlustquellen zu identifizieren und priorisierte Verbesserungsprojekte aufzusetzen.

Auch die Autonome Instandhaltung, die zweite Säule von TPM, steht in enger Verbindung mit der OEE. Wenn Produktionsmitarbeiter grundlegende Instandhaltungsaufgaben wie Reinigung, Schmierung und Inspektion eigenständig übernehmen, wirkt sich dies direkt positiv auf den Verfügbarkeitsgrad aus. Die Geplante Instandhaltung wiederum optimiert die zeitlichen und zustandsorientierten Wartungsintervalle, um ungeplante Stillstände zu minimieren.

OEE-Messung in der Praxis

Die praktische Einführung der OEE-Messung erfordert sorgfältige Vorbereitung. Koch empfiehlt ein strukturiertes Vorgehen in sieben Schritten: Zunächst muss definiert werden, welche Maschinen gemessen werden und was als Produktionszeit gilt. Dann wird die Datenerfassung vorbereitet, entweder über klassische OEE-Formulare oder elektronische Erfassungssysteme. Das Team wird geschult, die Daten werden erfasst und verarbeitet, und schließlich erhält das Produktionsteam Feedback über die Ergebnisse.

Besonders wichtig ist dabei die aktive Einbeziehung des Produktionsteams. Der Maschinenbediener sollte die OEE-Daten selbst erfassen und verstehen, denn nur so entsteht das Bewusstsein für die bestehenden Verluste und die Motivation, diese zu beseitigen. Jedes OEE-Diagramm sollte übersichtlich sein und mit farbigen Linien die schnelle und klare Informationsaufnahme unterstützen.

OEE, OPE und TEEP: Verwandte Kennzahlen

Neben der OEE existieren verwandte Kennzahlen, die die Anlageneffektivität aus unterschiedlichen Perspektiven betrachten. Die OPE (Overall Process Effectiveness) erweitert die Betrachtung über die einzelne Maschine hinaus auf den gesamten Prozess und berücksichtigt auch Mitarbeiter- und Materialverluste. Die TEEP (Total Effective Equipment Performance) bezieht zusätzlich die Kalenderzeit ein und zeigt, wie effektiv eine Anlage bezogen auf die gesamte verfügbare Zeit (24 Stunden, 365 Tage) genutzt wird.

Während die OEE die Effektivität innerhalb der geplanten Produktionszeit misst, gibt die TEEP Aufschluss darüber, wie viel der gesamten Kalenderzeit tatsächlich für wertschöpfende Produktion genutzt wird. Für strategische Kapazitätsentscheidungen, etwa ob eine neue Anlage angeschafft werden muss, ist die TEEP daher aussagekräftiger als die OEE.

Was OEE nicht ist

Koch weist ausdrücklich darauf hin, dass die OEE häufig missverstanden und falsch eingesetzt wird. OEE ist kein Benchmarking-Instrument: Es handelt sich um eine isolierte Zahlengröße, die niemals mit anderen isolierten Zahlengrößen verglichen werden darf. Die OEE stellt einen Vergleich eines Ist-Zustands mit einem theoretischen Maximum dar und ist nur im Kontext der eigenen Anlage aussagekräftig.

OEE ist auch kein Instrument zur Leistungskontrolle von Mitarbeitern. Sie konzentriert sich auf Maschinen und Prozesse, nicht auf Personen. Durch das Messen der OEE erfährt das Produktionsteam, wie gut die Maschine arbeitet, oder exakter formuliert: wie gut der betreffende Teil des Produktionsprozesses beherrscht wird. OEE liefert dabei keine Erkenntnis über die Ursachen auftretender Verluste (vgl. Koch 2021, S. 12), sondern zeichnet nur auf, wo Verluste auftreten. Die Ursachenanalyse ist Aufgabe der Verbesserungsteams.

Die Rolle des Managements

Das Management hat bei der OEE eine entscheidende Aufgabe: Es ist verantwortlich für die Erforschung der Gründe, die das Team daran hindern, optimale Leistungen zu erbringen, und muss die notwendigen Anpassungen des Systems vornehmen, damit das Team bessere Leistungen erreichen kann. Anstatt täglich wiederholt dutzende von verschiedenen Aktionen in Gang zu bringen und zu halten, sollte das Ziel des Managements sein, einen Wechsel zu einem System zu managen, das ein optimales Produzieren ermöglicht.

Die Verpflichtung und volle Hingabe des Managements, um TPM den notwendigen Stellenwert einzuräumen, ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für den Erfolg. Führungskräfte müssen die OEE-Ergebnisse regelmäßig analysieren, die richtigen Fragen stellen und die Verbesserungsteams in ihrer Arbeit unterstützen.

Nutzen und messbare Ergebnisse

Die konsequente Nutzung der OEE als Verbesserungsinstrument führt zu beeindruckenden Ergebnissen. Koch nennt drei Kerneffekte: eine verdoppelte Ausbringung durch Erschließung der verborgenen Maschinenkapazitäten, eine Halbierung der Kosten pro produzierter Einheit sowie eine Minimierung von Ärger und Aufregung (vgl. Koch 2021, S. 123–124) durch stabilere und besser vorhersagbare Produktionsprozesse. Darüber hinaus steigen Zuverlässigkeit und Vorhersagbarkeit der Produktion, was sich positiv auf den Lieferservice und die Kundenzufriedenheit auswirkt.

Quellenangaben

Koch, A. (2021): OEE für das Produktionsteam. Das vollständige OEE-Benutzerhandbuch, oder wie Sie die verborgene Maschine entdecken. 4. korr. Aufl., Deutscher Management Verlag, Herrieden, S. 4–6, 12, 43–49, 123–124, 136–137, 161.

May, C.; Schimek, P. (2015): Total Productive Management. Grundlagen und Einführung von TPM, oder wie Sie Operational Excellence erreichen. 3. korr. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden, S. 31–35.

Weiterführende Literatur

Teeuwen, B.; Grombach, A. (2019): SMED, Die Erfolgsmethode für schnelles Rüsten und Umstellen. 3. unveränd. Aufl., Deutscher Management Verlag, Herrieden.

Klevers, T. (2015): Agile Prozesse mit Wertstrom-Management. Ein Handbuch für Praktiker. 2. überarb. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden.

Nakajima, S. (1988): Introduction to TPM. Total Productive Maintenance. Productivity Press, Cambridge.

May, C.; Grombach, A. (2017): TPM und Operational Excellence Reference Model, Teil 1: Historie, Inhalt und Aufbau der Erfolgsmodelle, in: YOKOTEN 05/2017, S. 28–30.

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