設備稼動率低怎麼改善?從數據分析找出生產效率提升關鍵

生產設備稼動率數據分析 Ashboard

設備稼動率是衡量工廠生產效率的重要指標,但許多企業僅知道設備「有在運轉」,卻無法掌握實際加工時間、待機時間、停機原因及設備負荷率。本文將介紹設備稼動率的定義、影響因素,以及如何透過 MES 即時蒐集設備運轉數據,分析待機、停機與加工時間,協助企業找出產能浪費的原因,進一步提升設備利用率與整體生產效率。

設備稼動率為什麼比設備開機率更重要?

許多工廠在評估設備使用狀況時,習慣以「設備是否開機」作為管理依據。然而,設備處於開機狀態,並不代表設備正在執行有效生產。設備可能已經啟動,但正在等待原料、人員、模具、檢驗結果或下一張工單,甚至可能因為程式設定、設備異常而長時間停留在待機狀態。

因此,單純統計設備開機率,容易讓管理者誤以為設備使用情況良好,卻無法真正反映產線的實際產能與生產效率。

設備開機不代表正在生產

例如,一台設備在八小時的工作時間內持續保持開機,但實際加工時間只有五小時,其餘三小時可能都在等待材料、換模、調機或處理異常。若只看開機率,這台設備可能接近百分之百;但從實際產出來看,仍有大量時間未被有效利用。

這也是為什麼設備管理不能只記錄「開機」與「關機」,而必須進一步了解設備在開機期間真正執行了哪些工作。

開機、待機與加工時間必須分開統計

完整的設備狀態管理,應將設備時間至少區分為以下幾種類型:

  • 關機時間:設備未啟動或非排定生產時間。
  • 開機待機時間:設備已啟動,但尚未進行加工。
  • 有效加工時間:設備實際執行生產並產出產品。
  • 異常停機時間:設備因故障、缺料、換模或其他原因停止加工。
  • 調機與準備時間:設備正在進行參數設定、試車或生產前準備。

透過明確區分各種設備狀態,管理者才能知道設備未生產的真正原因,而不是只看到設備顯示為開機。

真正影響產能的是有效加工時間

設備能夠創造產值的關鍵,在於實際加工產品的時間。設備即使長時間保持開機,只要沒有執行有效加工,就不會增加產量,也無法改善交期達成率。

因此,企業在進行產能分析時,應優先掌握設備的有效加工時間,並進一步分析待機、缺料、換模、故障及人員等待等時間占比。這些非加工時間,往往才是產線產能無法提升的主要原因。

例如,設備每日排定生產八小時,實際加工六小時,則設備稼動率為百分之七十五。剩餘的兩小時若能透過改善備料流程、縮短換模時間或降低設備故障加以回收,就能直接增加有效產能。

稼動率可反映設備使用效率

設備稼動率主要用來衡量設備在可生產時間內,實際投入加工的時間比例。相較於開機率,稼動率更能真實呈現設備是否被充分使用,也能協助企業發現產線中的等待與浪費。

透過設備稼動率分析,管理者可以進一步了解:

  • 哪些設備長時間開機卻沒有生產。
  • 哪些設備經常因缺料或待單而閒置。
  • 哪些產線換模與調機時間過長。
  • 哪些設備經常發生異常停機。
  • 哪些設備可能成為生產瓶頸。
  • 哪些設備仍有可利用的剩餘產能。

當 MES 系統與設備連線後,可自動蒐集設備開機、待機、加工、停機與異常狀態,並即時計算設備稼動率。管理者不需要再依賴人工填寫報表,即可從 Dashboard 查看設備目前是否真正投入生產,並快速找出造成產能損失的原因。

因此,設備開機率只能回答「設備有沒有啟動」,設備稼動率則能回答「設備是否真正被有效使用」。對於希望提升產能、降低等待時間與改善交期的工廠而言,設備稼動率才是更具管理價值的核心指標。

哪些因素會影響設備稼動率?

設備稼動率降低,通常不只是設備本身發生故障,而是受到設備、人員、物料、品質、排程及管理流程等多種因素影響。若工廠只關注最終的稼動率數字,卻沒有進一步記錄停機原因,就很難找出真正造成產能損失的環節。

因此,企業應將設備未加工的時間依原因分類,統計各類損失時間與發生頻率,才能制定有效的改善措施。

非計畫性停機

非計畫性停機是影響設備稼動率最直接的因素,例如設備故障、感測器異常、刀具損壞、程式錯誤、斷電或機台安全裝置觸發等。這類停機通常無法事先安排,不僅會中斷當前工單,也可能影響後續製程及交貨進度。

除了統計停機次數,企業還應記錄每次停機的開始時間、結束時間、故障原因、維修內容及更換零件,並搭配 MTBF(平均故障間隔時間)與 MTTR(平均修復時間)分析設備可靠度。

等待原物料

設備、人員及工單都已準備完成,但因原料、半成品、包材、模具或生產工具尚未到位,設備只能保持待機。這類情況在缺乏物料齊套管理、倉庫配送不及或前後製程銜接不順時特別常見。

若只看設備開機紀錄,這段時間可能仍被視為開機;但從稼動率角度來看,等待物料並沒有產生任何有效加工時間。透過 MES 串接 ERP、倉儲及工單資料,可在排程下達前確認物料齊套狀況,減少設備因缺料而等待。

等待人員操作

部分設備需要人員進行上料、下料、參數設定、首件確認、品質檢查或異常排除。當操作人員未到位、人力配置不足、換班交接不完整,或同一位人員同時負責過多設備時,設備可能已準備完成,卻無法立即開始生產。

企業可透過人員報工、進出站紀錄與設備狀態進行交叉分析,確認設備待機是否與人員配置有關,並依照產線負荷重新安排人力。

換模與換線

不同產品切換生產時,通常需要更換模具、刀具、治具、原料與設備參數,並進行試車及首件檢驗。換模與換線雖然屬於必要作業,但若準備流程不完整、工具未事先備妥或作業方式未標準化,就可能占用大量可生產時間。

企業可透過標準換模工時與實際換模工時比較,找出準備、拆卸、安裝、調整及試車等環節的時間差異,並導入快速換模(SMED)方法,將可在停機前完成的準備工作提前處理。

品質異常返工

生產過程若發生尺寸超差、外觀不良、製程參數異常或材料問題,不僅會產生不良品,還可能需要停機調整、重工、重新檢驗,甚至重新投入設備生產。這些返工作業會占用原本可用於正常工單的設備時間,使設備看似持續加工,實際有效產出卻沒有同步增加。

因此,評估設備效率時不能只看設備是否運轉,也要同時考量良品數量與不良率。透過 MES 整合品質檢驗資料,可分析哪些設備、產品、模具或製程條件較容易發生異常,降低重複返工對產能的影響。

生產排程不平均

若生產排程過度集中於特定設備,可能造成部分設備長時間滿載,其他設備卻處於待機狀態。頻繁插單、工單優先順序不明、前後製程不同步,也可能造成設備有工單卻無法生產,或後製程因等待在製品而閒置。

透過設備負荷率、工單進度、在製品數量與預計完工時間分析,可讓排程人員掌握各設備的實際產能,將工單合理分配至可替代設備,避免設備負荷失衡。

設備保養時間

設備保養會占用部分生產時間,但保養時間不應單純視為損失。適當的預防保養可以降低設備故障率、延長設備壽命,並減少更長時間的非計畫性停機。

真正需要改善的是保養排程與生產排程衝突、保養時間過長、保養項目未標準化,或零件與工具未事先準備。企業應將計畫保養與非計畫維修分開統計,並根據設備使用時數、故障紀錄及生產負荷安排保養,避免在生產高峰期間停機。

透過停機原因分類找出改善重點

提升設備稼動率不能只要求設備持續開機,而是要找出設備無法有效加工的真正原因。MES 可自動蒐集設備狀態,並由現場人員選擇或補充停機原因,將損失時間分類為設備故障、缺料、待人、換模、品質異常、排程等待及計畫保養等項目。

管理者可透過停機時間排行、停機次數、平均停機時間及設備別趨勢進行分析,優先改善占用時間最長或發生最頻繁的問題。當各種非加工時間逐步降低後,設備的有效加工時間、產能與交期達成率才能真正提升。

如何計算設備稼動率?

要正確計算設備稼動率,首先必須明確定義設備的各種時間狀態。許多工廠僅記錄設備的開機與關機時間,容易將待機、換模、缺料或異常停機都納入開機時間,導致數據看起來良好,卻無法真實反映設備的有效生產情況。

因此,計算設備稼動率前,應將設備時間至少區分為開機時間、加工時間、待機時間與停機時間,並統一各部門的計算口徑。

開機時間

開機時間是指設備從啟動至關閉之間的總時間。設備只要電源開啟或控制系統處於運作狀態,即可視為開機,但這段期間不一定都有進行生產。

開機時間通常包含:

  • 實際加工時間
  • 等待原料的待機時間
  • 等待人員操作的時間
  • 換模與調機時間
  • 品質檢查等待時間
  • 設備異常暫停時間

例如,設備於上午 8 點啟動,下午 5 點關閉,中間扣除 1 小時休息時間,則設備當日開機時間為 8 小時,也就是 480 分鐘。

不過,若設備在休息時間仍保持開機,企業必須事先定義這段時間是否列入開機時間,避免不同產線使用不同標準。

加工時間

加工時間是指設備實際執行生產、加工產品或運轉製程的時間,也是計算設備稼動率最重要的數據。

加工時間應以設備真正進入加工狀態為準,而不是以操作人員按下開機按鈕或工單報工時間判斷。例如,設備已完成啟動,但仍在等待材料或等待首件確認,這段時間不應列入加工時間。

若設備當日共有三個加工區段:

  • 第一段加工 150 分鐘
  • 第二段加工 120 分鐘
  • 第三段加工 90 分鐘

則當日總加工時間為:

150+120+90=360 分鐘

透過設備連線、PLC 訊號或機台運轉狀態,MES 可自動記錄設備開始加工與停止加工的時間,降低人工填寫造成的誤差。

待機時間

待機時間是指設備已經開機、設備本身沒有故障,但因外部條件尚未完成而無法進行加工的時間。

常見待機原因包括:

  • 等待原物料
  • 等待人員上料或操作
  • 等待前製程半成品
  • 等待品保首件確認
  • 等待生產指示
  • 等待工單切換
  • 暫時沒有排程

待機時間可用以下方式計算:

待機時間=所有待機區段的累計時間

例如,設備上午等待原料 30 分鐘、下午等待人員操作 20 分鐘,則當日待機時間為 50 分鐘。

待機時間雖然不一定是設備故障,卻會直接減少有效加工時間。因此,企業應將不同待機原因分開記錄,才能判斷問題來自物料供應、人員配置、品質檢驗還是排程管理。

停機時間

停機時間是指設備原本應該進行生產,但因故障、異常、換模、保養或其他原因停止加工的時間。

停機時間可再區分為兩種類型:

計畫性停機

例如設備保養、換模、換線、清潔、教育訓練或已排定的設備檢查。這些作業通常可以事先安排,管理重點在於縮短作業時間及避免與生產高峰衝突。

非計畫性停機

例如設備故障、刀具損壞、感測器異常、斷電、程式錯誤或緊急品質異常。這類停機無法預先安排,通常對稼動率與交期造成較大影響。

例如,設備當日換模 40 分鐘、故障維修 30 分鐘,則總停機時間為:

40+30=70 分鐘

企業在分析時,應將計畫性停機與非計畫性停機分開,避免將必要的保養時間與設備故障混為一談。

設備利用率與設備稼動率有什麼不同?

設備利用率與設備稼動率經常被混用,但兩者的比較基準不同。

設備利用率通常用來衡量設備在整體可用時間中,實際投入生產的程度。計算時可能以一天 24 小時、工廠班別時間或設備理論可用時間作為分母。

設備利用率的常見計算方式為:

設備利用率=實際加工時間 ÷ 設備總可用時間 × 100%

例如,一台設備一天理論上可使用 24 小時,但實際只安排一個 8 小時班別,當日加工 6 小時。若以 24 小時計算,設備利用率為:

6 ÷ 24 × 100%=25%

這個數字主要反映設備整體產能是否被充分使用,可用於評估是否仍有增加班次或承接更多工單的空間。

設備稼動率則著重於已排定生產時間內,設備實際加工的比例。它更適合分析現場執行效率與生產損失。

設備稼動率計算方式

設備稼動率的基本計算方式為:

設備稼動率=實際加工時間 ÷ 計畫生產時間 × 100%

其中,計畫生產時間通常是排定生產的班別時間,扣除企業事先定義不列入生產的時間,例如休息、例行會議或非生產時段。

也有部分工廠將設備開機時間作為分母,計算設備在開機期間真正投入加工的比例:

開機期間稼動率=實際加工時間 ÷ 設備開機時間 × 100%

兩種方式都可以使用,但必須在報表與管理制度中清楚註明分母定義,否則不同部門或不同設備的數據將無法公平比較。

實際案例:一個班別的設備時間如何計算?

假設某台設備當日排定生產時間為上午 8 點至下午 5 點,中間扣除午休 1 小時,因此計畫生產時間為 8 小時,也就是 480 分鐘。

當日設備狀況如下:

  • 計畫生產時間:480 分鐘
  • 設備開機時間:460 分鐘
  • 等待原料:30 分鐘
  • 等待操作人員:20 分鐘
  • 換模與調機:40 分鐘
  • 設備故障維修:30 分鐘
  • 實際加工時間:340 分鐘
  • 關機或未啟動時間:20 分鐘

各項時間可整理為:

設備開機時間=加工時間+待機時間+停機時間

460=340+50+70

其中:

  • 加工時間:340 分鐘
  • 待機時間:30+20=50 分鐘
  • 停機時間:40+30=70 分鐘

因此,以計畫生產時間為基準的設備稼動率為:

340 ÷ 480 × 100%=70.83%

約為 70.8%

若以設備開機時間為基準,則開機期間稼動率為:

340 ÷ 460 × 100%=73.91%

約為 73.9%

兩個數字的差異來自分母不同。前者包含設備未啟動的 20 分鐘,可反映整個班別的生產執行情況;後者只分析設備開機後的時間使用效率。

實際案例:設備利用率如何計算?

假設這台設備每天理論可使用 24 小時,但工廠目前只安排一個 8 小時班別,實際加工時間為 340 分鐘,也就是約 5.67 小時。

若以一天 24 小時作為設備總可用時間,設備利用率為:

5.67 ÷ 24 × 100%=23.6%

這表示設備從整體產能規劃角度來看,仍有大量時間未被排入生產。

但在已排定的 8 小時生產時間內,設備稼動率為 70.8%,代表現場仍有約 29.2%的計畫生產時間未轉換為有效加工。

因此,設備利用率偏低可能表示訂單不足、班次較少或設備產能過剩;設備稼動率偏低則通常表示缺料、待人、換模、故障或排程銜接等現場管理問題。

計算設備稼動率時應注意什麼?

設備稼動率的公式並不複雜,真正困難的是如何正確定義與蒐集各項時間。企業在建立計算制度時,應注意以下原則:

  • 統一計畫生產時間的定義。
  • 明確區分加工、待機與停機狀態。
  • 計畫停機與非計畫停機分開統計。
  • 設備開機不應直接視為加工。
  • 換模、試車與首件檢驗應建立固定分類。
  • 每次狀態切換應記錄開始與結束時間。
  • 人工報工資料應與設備訊號相互核對。

導入 MES 後,可透過設備連線自動取得開機、加工、待機及停機狀態,再結合工單、報工、物料、品質與維修資料,自動產生設備稼動率、停機原因排行及趨勢分析。

管理者不只可以看到稼動率的最終百分比,也能進一步了解損失的時間發生在哪一台設備、哪一個班別、哪一張工單,以及具體原因為何,讓設備改善從經驗判斷轉變為數據化管理。

MES 如何即時監控設備運轉?

傳統設備管理多半依賴操作人員填寫紙本紀錄,或由管理者定時巡視現場。這種方式不僅資料更新速度慢,也容易發生漏填、誤填及停機原因不明等問題。當管理者看到產量不足或交期延誤時,往往已經錯過最佳處理時間。

MES 可透過 PLC、IoT 感測器及設備通訊介面,自動蒐集設備運轉資料,並將開機、加工、待機、停機及異常等狀態即時呈現在 Dashboard。管理者不必親自到產線巡查,即可掌握各台設備目前的生產狀況。

MES 即時監控設備運轉資訊圖表
MES 即時監控設備運轉資訊圖表

PLC 設備連線

PLC(可程式邏輯控制器)是許多工業設備的核心控制元件,負責接收感測器訊號、執行控制邏輯及控制設備運轉。MES 可透過設備通訊協定與 PLC 連線,取得設備目前的運轉狀態與生產數據。

常見可蒐集的資料包括:

  • 設備開機與關機狀態
  • 自動運轉與手動操作狀態
  • 加工開始及加工結束時間
  • 生產數量與循環次數
  • 設備速度及加工節拍
  • 異常代碼與警報訊息
  • 溫度、壓力、電流及轉速
  • 模具、程式或產品編號

MES 可採用 OPC UA、Modbus TCP、EtherNet/IP、PROFINET 或設備原廠提供的通訊介面進行整合。實際採用方式需依設備品牌、PLC 型號、網路架構及可讀取的資料點位決定。

透過 PLC 連線,系統可直接取得設備訊號,避免完全依賴人員手動回報,提高設備狀態與生產數據的即時性。

IoT 感測器資料蒐集

部分舊型設備沒有網路功能,或無法直接從 PLC 取得完整資料。此時可加裝 IoT 感測器、電流感測器、震動感測器、溫度感測器或外部計數器,間接判斷設備是否正在運轉。

例如,電流感測器可透過設備用電變化判斷設備狀態:

  • 電流為零或極低:設備可能關機
  • 電流偏低且穩定:設備可能處於待機
  • 電流規律變化:設備可能正在加工
  • 電流突然升高:設備可能發生過載或異常

震動感測器則可判斷馬達、主軸或加工機構是否運轉,並透過長期趨勢監控設備震動是否逐漸增加。溫度與壓力感測器則適合用於熱處理、空壓、射出、塗裝及其他需要製程條件監控的設備。

IoT 感測器的優點是不必大幅修改原有設備控制程式,也能將老舊設備納入 MES 監控範圍。

設備運轉狀態監控

MES 可依據 PLC 訊號、設備資料及 IoT 感測數值,自動判斷設備目前所處的狀態。常見設備狀態包括:

  • 關機
  • 開機待機
  • 正常加工
  • 換模或調機
  • 計畫性停機
  • 異常停機
  • 保養維修
  • 等待原料
  • 等待人員
  • 等待品質確認

系統會記錄每次狀態切換的開始時間與結束時間,並累計各種狀態的持續時間。例如,設備從上午 8 點至 10 點正常加工,10 點至 10 點 20 分等待原料,10 點 20 分後恢復加工,MES 即可自動記錄這段 20 分鐘的待機時間。

當設備狀態持續被記錄後,系統便能自動計算加工時間、待機時間、停機時間、設備稼動率與設備利用率,不再只以人工報工時間作為判斷依據。

停機原因記錄

設備訊號通常只能判斷設備停止運轉,卻不一定能自動得知停止原因。例如,設備停止可能是因為故障、缺料、待人、換模、品質異常或工單已完成。

因此,MES 應建立標準化停機原因分類,讓現場人員透過電腦、平板、觸控螢幕或機台終端快速選擇原因。

常見停機原因可分為:

  • 設備故障
  • 等待原物料
  • 等待操作人員
  • 換模與換線
  • 品質異常處理
  • 等待首件確認
  • 無生產排程
  • 計畫保養
  • 刀具或模具更換
  • 前後製程銜接等待

系統可在設備停機超過設定時間後,自動要求操作人員回報原因。例如,設備停止超過五分鐘仍未恢復生產,MES 即顯示停機原因選擇畫面,避免事後才回想停機原因。

透過完整的停機原因資料,管理者可分析哪些問題發生最頻繁、累計時間最長,以及主要集中在哪些設備、班別、產品或工單。

設備警示通知

MES 可根據設備狀態、異常代碼及製程參數設定警示條件。當設備發生異常或數值超出標準範圍時,系統可立即通知相關人員。

常見警示情境包括:

  • 設備異常停機
  • 停機時間超過設定值
  • 生產速度低於標準
  • 設備溫度或壓力超出範圍
  • 生產數量長時間未增加
  • 工單進度落後
  • 設備連線中斷
  • 保養時數即將到期
  • 品質不良率超過警戒值

通知方式可包含 MES 畫面提示、電子郵件、簡訊、LINE 訊息、企業通訊軟體或現場警示燈。系統也可依異常類型通知不同負責人,例如設備故障通知維修單位、缺料通知倉庫與生管、品質異常通知品保人員。

即時通知的目的不是增加訊息數量,而是縮短異常從發生到被發現、通報及處理的時間。

即時 Dashboard

MES Dashboard 可將所有設備狀態集中顯示,讓管理者快速掌握整體生產情況。設備通常會依狀態使用不同圖示或顏色呈現,例如正常加工、待機、異常停機與保養中。

Dashboard 可顯示的資訊包括:

  • 設備目前運轉狀態
  • 正在生產的工單與產品
  • 操作人員與班別
  • 本班生產數量
  • 目標數量與完成率
  • 標準節拍與實際節拍
  • 設備稼動率
  • 當日停機時間
  • 最新異常訊息
  • 工單預計完工時間

例如,管理者發現某台設備顯示異常停機,點選設備後即可查看異常開始時間、警報代碼、目前工單、已生產數量及負責人員,不必再逐一聯絡現場確認。

Dashboard 也可依工廠、廠區、產線、設備群組或製程分類顯示,讓不同管理層查看適合自己的資訊。

歷史趨勢分析

即時監控主要協助處理目前正在發生的問題,歷史趨勢分析則用於找出長期重複發生的損失與改善機會。

MES 可依日、週、月、班別、設備、產品或工單分析:

  • 設備稼動率趨勢
  • 加工與待機時間占比
  • 停機原因排行
  • 異常停機次數
  • 平均停機時間
  • 設備故障趨勢
  • 生產節拍變化
  • 產量與良率趨勢
  • MTBF 與 MTTR
  • 保養前後的設備表現

例如,某台設備近三個月稼動率持續下降,系統分析後發現,主要原因不是故障增加,而是等待原料的時間逐月上升。管理者便可將改善重點放在備料與倉儲配送流程,而不是直接更換設備。

歷史資料也可用來比較不同班別、設備或模具的表現,確認問題是否集中在特定時段、人員、產品或生產條件。

MES 如何形成完整的即時監控流程?

完整的設備監控流程通常從設備資料蒐集開始。PLC 或 IoT 感測器將訊號傳送至設備閘道器,再由 MES 接收、轉換及儲存資料,最後呈現在 Dashboard 與分析報表中。

當設備狀態改變時,MES 可依序執行以下作業:

  1. 接收設備運轉或異常訊號。
  2. 判斷設備目前狀態。
  3. 記錄狀態開始時間。
  4. 停機超過標準時要求人員選擇原因。
  5. 符合警示條件時通知相關人員。
  6. 更新即時 Dashboard。
  7. 累計加工、待機與停機時間。
  8. 自動計算稼動率及相關 KPI。
  9. 將資料納入歷史趨勢與停機原因分析。

透過這套流程,MES 不只是顯示設備是否開機,而是將設備訊號、工單進度、人員報工、物料狀態、品質資料及維修紀錄整合在同一個管理平台。

管理者可以即時知道設備現在是否生產、為什麼停止、已停止多久、由誰負責處理,以及是否會影響工單交期,讓設備管理從被動追查轉變為主動預警與數據化改善。

設備稼動率 Dashboard 應呈現哪些資訊?

設備稼動率 Dashboard 的目的,不只是顯示一個稼動率百分比,而是讓管理者能在最短時間內了解設備目前是否正常生產、哪些設備效率偏低、停機原因為何,以及異常是否可能影響工單交期。

因此,Dashboard 應同時呈現即時狀態、當日累計數據、設備比較排行與異常警示,並支援依廠區、產線、設備、班別、工單及日期進行篩選。

即時稼動率

即時稼動率是 Dashboard 最核心的指標,應呈現目前設備或整體產線在計畫生產時間內,實際投入加工的時間比例。

Dashboard 可分別顯示:

  • 全廠即時稼動率
  • 各產線即時稼動率
  • 各設備即時稼動率
  • 當班稼動率
  • 今日累計稼動率
  • 與昨日或目標值的差異

例如,當日稼動率為 78%,目標值為 85%,系統可顯示目前低於目標 7 個百分點,並進一步標示主要損失來自待料、設備故障或換模時間過長。

即時稼動率最好搭配趨勢線,而不是只顯示單一數字,讓管理者判斷數值正在改善或持續下降。

各設備利用率排行

各設備利用率排行可協助管理者比較設備的使用程度,找出長時間閒置、負荷不足或使用過度集中的設備。

排行建議呈現:

  • 設備名稱與設備編號
  • 所屬產線或製程
  • 計畫生產時間
  • 實際加工時間
  • 設備利用率
  • 設備稼動率
  • 今日生產數量
  • 目前設備狀態

系統可提供由高至低及由低至高排序。高利用率設備可能是重要瓶頸,若長期接近滿載,應評估增加班次、分散工單或擴充設備;低利用率設備則可能代表訂單不足、排程不平均或設備功能未被充分使用。

設備利用率與稼動率應分開顯示,避免將設備沒有排程與設備排程後未有效生產混為同一問題。

今日停機時間

今日停機時間應呈現設備在當日計畫生產期間內,因故障、換模、品質異常、保養或其他原因停止加工的累計時間。

建議顯示:

  • 全廠今日停機總時間
  • 各設備停機時間
  • 計畫性停機時間
  • 非計畫性停機時間
  • 停機次數
  • 平均每次停機時間
  • 最長單次停機時間
  • 目前仍在停機的設備

例如,某台設備今日累計停機 120 分鐘,其中設備故障 70 分鐘、換模 30 分鐘、品質異常 20 分鐘。管理者可以立即判斷主要損失來源,安排維修或改善作業。

對於仍在停機中的設備,Dashboard 應顯示停機開始時間與持續時間,避免長時間停機未被發現。

今日待機時間

今日待機時間是指設備已開機且沒有故障,但因等待物料、人員、工單、品保確認或前製程供料而無法加工的時間。

Dashboard 可將待機原因分為:

  • 等待原物料
  • 等待操作人員
  • 等待前製程
  • 等待品保確認
  • 等待工單
  • 等待排程
  • 等待模具或工具
  • 其他等待原因

停機與待機應分開統計。停機通常與設備異常或必要作業有關;待機則多半反映物料、人員、排程及跨部門流程問題。

若設備長時間待機,Dashboard 可自動標示異常。例如,設備待機超過 15 分鐘顯示黃色警示,超過 30 分鐘顯示紅色警示,提醒相關單位及時處理。

設備加工時數

設備加工時數可反映設備實際投入生產的累計時間,也是計算稼動率、產能與設備負荷的重要基礎。

建議呈現:

  • 今日加工時數
  • 當班加工時數
  • 本週累計加工時數
  • 本月累計加工時數
  • 計畫加工時數
  • 實際加工時數
  • 加工時數達成率
  • 與前期相比的增減幅度

加工時數可依設備、產品、工單、模具及操作人員進一步分析。例如,同一台設備生產不同產品時,加工時數與生產數量差異較大,可能表示某些產品的加工節拍、調機時間或品質狀況需要改善。

設備加工時數也可作為保養排程依據。當設備累計加工時數接近保養門檻時,系統應提前顯示保養提醒。

OEE 指標

OEE(整體設備效率)可用來評估設備在時間、速度及品質三個面向的整體表現,通常由稼動率、性能效率與良品率組成。

Dashboard 建議分別呈現:

  • 稼動率
  • 性能效率
  • 良品率
  • 整體 OEE
  • OEE 目標值
  • 與昨日、上週或上月的比較
  • OEE 損失來源

例如,某台設備稼動率為 85%、性能效率為 90%、良品率為 98%,則 OEE 約為:

85% × 90% × 98%=74.97%

約為 75%。

單看稼動率可能認為設備表現良好,但若加工速度低於標準,或生產大量不良品,OEE 仍可能偏低。因此,Dashboard 應將三項指標分開顯示,讓管理者確認問題來自停機、速度或品質。

停機原因排行

停機原因排行可依累計停機時間或發生次數排序,協助管理者優先處理影響最大的問題。

建議包含:

  • 停機原因
  • 發生次數
  • 累計停機時間
  • 平均停機時間
  • 占總停機時間比例
  • 主要發生設備
  • 與前期相比的變化

例如,今日停機原因排行顯示:

  1. 設備故障:180 分鐘
  2. 等待原料:120 分鐘
  3. 換模調機:95 分鐘
  4. 品質異常:60 分鐘
  5. 等待人員:45 分鐘

管理者應優先改善累計時間最長的問題,但也不能忽略發生頻率高、單次時間短的小停機。頻繁的小停機可能對生產節拍與設備效率造成持續性影響。

Dashboard 可搭配圓餅圖、長條圖或 Pareto 圖呈現,使主要損失來源更加明確。

設備異常警示

設備異常警示應集中呈現目前需要處理的問題,並依嚴重程度、持續時間及交期影響進行排序。

常見警示內容包括:

  • 設備異常停機
  • 停機超過標準時間
  • 待機時間過長
  • 加工速度低於標準
  • 生產數量長時間未增加
  • 設備溫度或壓力異常
  • 設備連線中斷
  • OEE 低於目標值
  • 不良率超過警戒值
  • 保養時數即將到期
  • 工單進度可能延誤

每一則警示應顯示設備名稱、異常類型、發生時間、持續時間、目前工單及負責單位。若問題已有人處理,也應顯示處理人員與處理狀態。

警示可依嚴重程度使用不同層級,例如紅色代表立即處理、黃色代表需要關注、藍色代表提醒資訊。系統也可透過電子郵件、LINE、簡訊或企業通訊軟體發送通知。

Dashboard 還應具備哪些操作功能?

除了呈現數據,設備稼動率 Dashboard 還應提供進一步查詢與分析功能,例如:

  • 依廠區、產線、設備與班別篩選
  • 點選設備查看詳細狀態
  • 查詢目前工單與操作人員
  • 查看停機時間軸
  • 比較不同日期或班別
  • 匯出 Excel 或 PDF 報表
  • 設定稼動率與停機警戒值
  • 追蹤異常處理進度
  • 切換即時模式與歷史分析模式

管理者看到稼動率下降時,應能直接點選指標,進一步查看是哪些設備造成、發生於哪個時段,以及主要停機原因為何,而不是再切換多個系統逐一查找。

完整的設備稼動率 Dashboard,應從「顯示數字」進一步提升為「指出問題與協助決策」。透過即時稼動率、設備排行、加工與損失時間、OEE、停機原因及異常警示的整合,管理者才能快速掌握設備效率,並針對影響產能最大的問題採取改善措施。

提升設備稼動率的六個方法

提升設備稼動率並不是要求設備長時間保持開機,而是減少設備在計畫生產時間內的故障、等待、換模、缺料及排程空檔,讓更多時間真正轉換為有效加工時間。

企業應先透過 MES 蒐集設備運轉資料,找出主要時間損失,再依設備、物料、人員、排程及管理制度逐步改善。以下六個方法可作為提升設備稼動率的核心方向。

設備稼動率提升六大策略
設備稼動率提升六大策略

建立設備預防保養制度

設備故障通常會造成非計畫性停機,不僅中斷當前工單,也可能影響後續製程與交貨進度。若企業只在設備故障後才進行維修,容易形成反覆停機、緊急搶修及維修成本增加的惡性循環。

建立設備預防保養制度時,應先完成設備清冊,記錄設備型號、啟用日期、重要零件、保養週期及歷史故障紀錄,再依設備特性建立日常點檢、定期保養與重要零件更換計畫。

保養週期可依下列條件設定:

  • 固定日期或週期
  • 設備累計開機時數
  • 設備實際加工時數
  • 生產循環次數
  • 故障發生頻率
  • 溫度、震動或電流趨勢
  • 設備原廠建議週期

MES 可依設備加工時數自動產生保養提醒與保養工單,並記錄保養項目、執行人員、更換零件及完成時間。管理者也可透過 MTBF(平均故障間隔時間)與 MTTR(平均修復時間)確認保養制度是否有效。

預防保養雖然需要安排計畫性停機,但能降低更長時間的非計畫停機,使設備整體可生產時間更加穩定。

縮短換模與換線時間

多樣少量生產模式下,設備需要頻繁切換產品、模具、刀具、治具及製程參數。若換模與換線流程缺乏標準化,可能因工具未備妥、模具尚未送達、參數需要重新確認或人員操作方式不同,造成大量生產時間損失。

企業可將換模流程拆分為:

  • 生產前準備
  • 舊模具拆卸
  • 新模具安裝
  • 設備參數設定
  • 試車與調整
  • 首件生產
  • 品質確認
  • 正式量產

透過 MES 記錄各階段的開始與完成時間,可以找出最耗時的環節。例如,若模具拆裝只需要 20 分鐘,但等待模具與工具占用 40 分鐘,改善重點便不是要求操作人員加快動作,而是提前完成備模與配送。

企業也可導入快速換模(SMED)方法,將可在設備運轉期間完成的外部準備作業提前執行,例如預先準備模具、工具、原料及參數資料,縮短設備真正停止加工的時間。

即時分析停機原因

設備停止加工時,若只記錄「停機」,卻沒有記錄停機原因,管理者就無法判斷問題來自設備故障、缺料、待人、換模、品質異常或排程空檔。

因此,企業應建立標準化停機原因分類,並要求每次停機均留下可分析的紀錄。建議記錄內容包括:

  • 設備編號
  • 停機開始與結束時間
  • 停機原因
  • 異常代碼
  • 當時生產工單
  • 產品與模具
  • 操作人員
  • 處理人員
  • 處理方式
  • 是否影響交期

MES 可在設備停止超過設定時間後,自動要求現場人員選擇停機原因,並同步顯示於 Dashboard。管理者可依累計停機時間、發生次數、平均處理時間及設備別進行排行。

改善時應優先處理累計損失時間最長的原因,同時留意發生頻率高的小停機。例如,單次停機只有兩分鐘,但每天發生數十次,累積後仍可能大幅降低設備稼動率。

最佳化生產排程

生產排程不平均,容易造成部分設備長時間滿載,其他設備卻處於待機狀態。若工單頻繁插單、前後製程不同步或沒有考慮設備實際產能,也可能讓設備因等待在製品、模具或人員而無法生產。

最佳化排程時,應綜合考量:

  • 設備可用產能
  • 設備目前負荷
  • 工單交期與優先順序
  • 原物料齊套狀況
  • 模具與治具可用性
  • 操作人員與班別
  • 前後製程進度
  • 換模與換線時間
  • 設備保養計畫
  • 可替代設備

MES 可即時取得設備狀態、工單進度與在製品數量,讓排程人員知道哪些設備正在加工、哪些設備即將完工,以及哪些工單可能延遲。

當臨時插單發生時,系統可評估插單對既有工單、設備負荷與交期的影響,避免只將工單排入設備,卻忽略材料、人員與前後製程是否已準備完成。

降低待料時間

設備已經開機、人員也已到位,但因原料、半成品、包材、模具或工具尚未送達而無法生產,是現場常見的稼動率損失。

待料問題可能來自:

  • 採購交期延誤
  • 倉庫備料不完整
  • 領料作業過慢
  • 物料帳務與實物不一致
  • 前製程進度延遲
  • 排程臨時變更
  • 缺乏物料齊套確認
  • 物料配送路線不合理

改善待料時間時,應在工單排入設備前確認材料是否齊套,而不是等設備準備生產後才開始尋找物料。

MES 可串接 ERP、倉儲管理系統及生產排程資料,顯示每張工單的物料需求、備料狀態、缺料項目及預計到料時間。若物料尚未齊備,系統可提前警示生管、採購與倉庫,避免設備進入無效等待。

企業也可統計各產線的待料時間與主要缺料項目,判斷問題集中在特定供應商、倉庫流程、產品或前製程,進行跨部門改善。

建立設備 KPI 管理制度

設備數據只有被持續追蹤並轉換為改善行動,才能真正提升稼動率。若企業只是安裝 Dashboard,卻沒有設定目標、責任人與檢討週期,數據最終仍可能停留在展示階段。

建議建立的設備 KPI 包括:

  • 設備稼動率
  • 設備利用率
  • OEE
  • 設備加工時數
  • 非計畫停機時間
  • 待機時間
  • 換模平均時間
  • 停機次數
  • MTBF
  • MTTR
  • 保養完成率
  • 生產達成率
  • 良品率
  • 設備異常處理完成率

KPI 應依設備類型、製程特性與生產模式設定合理目標,不宜直接要求所有設備達到相同標準。例如,瓶頸設備應優先關注稼動率與非計畫停機;多品種設備則應特別追蹤換模時間;備援設備的利用率則不一定需要維持在高水準。

管理者可透過每日產線會議、每週設備檢討及每月績效分析,追蹤 KPI 是否達標。當指標異常時,應進一步分析原因、指定負責人、設定完成期限,並追蹤改善前後的數據變化。

透過 MES 建立持續改善循環

提升設備稼動率不是一次性的改善專案,而是一套持續蒐集資料、分析原因、執行改善及確認成效的管理循環。

MES 可協助企業完成以下流程:

  1. 自動蒐集設備加工、待機與停機時間。
  2. 建立標準化停機原因。
  3. 即時顯示設備稼動率與異常狀態。
  4. 分析主要時間損失與設備瓶頸。
  5. 指定改善項目與負責單位。
  6. 比較改善前後的 KPI 變化。
  7. 將有效方法建立為標準作業流程。

企業不應只追求稼動率數字上升,也要同步關注生產速度、產品品質、設備可靠度與交期達成率。若只是要求設備持續運轉,卻造成不良率提高、保養延誤或設備過度耗損,反而可能增加長期生產成本。

透過預防保養、快速換模、停機分析、排程最佳化、物料齊套與 KPI 管理,才能將設備管理從被動救火轉變為主動預防,持續提高有效加工時間與整體生產效率。

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