稼動率計算怎麼做?OEE 三個因子白話拆解,手填和自動收集差在哪

恆遠數位編輯團隊約 13 分鐘閱讀
稼動率計算封面:OEE 三個因子(時間稼動率、性能稼動率、良率)白話拆解
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稼動率計算最常用的公式是:時間稼動率 = 實際運轉時間 ÷ 計畫生產時間。如果老闆要的是整體設備效率 OEE,就再乘上另外兩個因子:OEE = 時間稼動率 × 性能稼動率 × 良率。三個數字各自抓一種損失:停機、跑慢、做壞。公式本身不難,難的是分母要用哪段時間、停機有沒有記完整、理想速度從哪裡來,這三件事一沒對齊,同一台機台在不同人手上會算出差 20 個百分點的稼動率。

我們幫工廠估現場資料系統時,最常聽到的一句話是:「報表上稼動率 92%,可是訂單還是一直趕不出來。」攤開來看,多半是分母用了扣掉所有停機的時間,或是十幾分鐘的小停機根本沒人記。這篇用一個班次的實際算例,把稼動率和 OEE 拆成白話,再比較手填、掃碼、簡易感測三種收資料的方式,最後講數字要怎麼放上看板、怎麼用它找改善點。

如果你手上已經有一份 Excel 稼動率表、想知道哪裡算歪了,可以直接用 LINE 傳給我們看,我們會先幫你看分母和停機分類合不合理。

稼動率是什麼:時間稼動率、性能稼動率、良率三個因子

稼動率在台灣工廠裡通常指「時間稼動率」,也就是機台在該生產的時間裡,真的有在轉的比例。OEE 則是把稼動率再往下拆兩層:轉的時候速度夠不夠快,做出來的東西有多少是好的。三個因子相乘,才是這段時間真正被有效利用的比例。

因子

白話意思

公式

抓的是哪種損失

時間稼動率(Availability)

該做的時間裡,機台有在轉多久

運轉時間 ÷ 計畫生產時間

故障停機、換模換線、等料、等人

性能稼動率(Performance)

轉的時候,速度有沒有到標準

(理想週期時間 × 總產出數)÷ 運轉時間

小停機、空轉、降速運轉

良率(Quality)

做出來的東西有多少一次就是好的

良品數 ÷ 總產出數

不良品、重工品、開機調機的試做品

OEE

這段時間被有效利用的比例

時間稼動率 × 性能稼動率 × 良率

三種損失加總後的結果

用時間來想會比較直覺:一個班次 8 小時,扣掉午休、早會這些本來就不排產的時間,剩下的叫計畫生產時間;計畫生產時間再扣掉停機,叫運轉時間;運轉時間裡因為跑慢、小停頓損失掉的部分扣掉,叫淨運轉時間;最後再扣掉做壞的那些件數所花的時間,剩下的才是真正生出良品的時間。OEE 就是「生出良品的時間 ÷ 計畫生產時間」。

稼動率和產能利用率差在哪

產能利用率看的是「實際產量 ÷ 最大產能」,通常是月或年的經營指標,用來判斷要不要加機台、要不要接單。稼動率看的是單台機台或單條線在某個班次裡的時間利用,用來找現場的損失。兩個數字會互相影響:稼動率長期偏低,產能利用率一定上不去;但產能利用率低也可能只是訂單不夠,跟現場效率無關。老闆在月會上看產能利用率,班長和廠長每天看稼動率,兩者混著講,會議就容易雞同鴨講。

稼動率越高越好嗎

時間稼動率追到接近 100% 本身不一定是好事。沒有訂單的時候還讓機台一直跑,做出來的是庫存,資金和倉位都被吃掉。比較合理的看法是:在「有訂單、有排產」的計畫生產時間裡,稼動率越高越好;計畫外的時間要不要開機,是排產和庫存政策的問題。這也是為什麼分母一定要用計畫生產時間,用日曆時間去算,淡季數字一定很難看,看了也不知道要改什麼。

稼動率計算範例:一台 CNC 一個班次算給你看

下面用一台 CNC 車床的一個早班當例子,數字是示範用的假設值,你可以把自己工廠的數字直接代進去。重點是每一格的時間從哪裡來,這也是後面講「算錯」時會回頭對照的地方。

項目

數值

怎麼來的

班次總時間

480 分鐘

08:00 到 17:00,扣掉 1 小時午休

計畫停機(早會、清潔)

30 分鐘

排班時就知道不會生產的時間,不算損失

計畫生產時間

450 分鐘

480 − 30,這是稼動率的分母

換模換刀

40 分鐘

停機損失,要記原因

故障停機

25 分鐘

停機損失,要記原因

運轉時間

385 分鐘

450 − 40 − 25

時間稼動率

85.6%

385 ÷ 450

理想週期時間

1 分鐘/件

機台規格或量測過的最佳穩定速度

總產出數

330 件

計數器或報工數量

性能稼動率

85.7%

(1 × 330)÷ 385

良品數

315 件

330 件扣掉 15 件不良與重工

良率

95.5%

315 ÷ 330

OEE

70.0%

85.6% × 85.7% × 95.5%

有一個快速驗算法:OEE = 良品數 × 理想週期時間 ÷ 計畫生產時間。代進去是 315 × 1 ÷ 450 = 70.0%,跟三個因子相乘的結果一樣。兩種算法對不上,就代表某一格的數字來源有問題,最常見的是產出數和運轉時間來自不同的紀錄。

這個例子裡,時間稼動率 85.6% 看起來還不錯,但 OEE 只有 70%,等於這個班次有 135 分鐘沒有生出良品。這 135 分鐘裡,65 分鐘是停機、55 分鐘是跑慢和小停頓、15 分鐘是做壞。只看稼動率,你只看得到第一塊。

那多少才算好?業界最常引用的參考是 Vorne 整理的 世界級 OEE 85%(時間 90%、性能 95%、良率 99.9%),而多數離散製造工廠實際落在 60% 上下。這兩個數字只能當方向,不同產業、不同機型差很多,比較有意義的是跟自己上個月比。

參考水準

OEE

通常代表什麼

世界級(離散製造)

約 85%

停機、速度、品質都已經系統化管理,少數工廠能長期維持

一般水準

約 60%

有明顯改善空間,通常停機與小停頓是大宗

剛開始量測

約 40%

多半是第一次把小停機和速度損失算進來,數字會比原本報表低很多,屬於正常

我們之前做過的生產力管理系統,處理的正是這一段:讓傳統製造業的生產狀況看得見、異常有地方登記、產能效益可以拿出來分析。現場最先感受到的改變通常是「停機原因終於有人記」,稼動率數字在那之後才開始可信。

稼動率常見算錯的五個地方

稼動率不準,九成出在輸入的時間和數量,公式本身很少寫錯。下面五個是我們在看工廠報表時最常碰到的。

分母用錯時間

有人用日曆時間 24 小時當分母,有人用班表時間,有人用「扣掉所有停機後的時間」。最後這種最危險,因為停機已經被藏在分母裡,算出來永遠 90% 以上。分母固定用計畫生產時間,計畫停機的項目(午休、早會、預防保養)先在表上列清楚,其他停機一律算損失。

小停機沒有記

卡料、掉件、等搬運,每次兩三分鐘,手寫紀錄沒人會記,一天累積下來常常超過半小時。這些時間如果沒記成停機,就會跑到性能稼動率裡,讓性能看起來很差卻找不到原因。要抓小停機,靠人記很難,這是自動收集最有價值的地方,後面會講。

理想週期時間用「平常的速度」

把現場平常跑的速度當成理想週期,性能稼動率會接近 100%,看起來很漂亮,但降速運轉的損失就被藏起來了。理想週期應該用機台規格速度,或量測過的最佳穩定速度。不同料號週期不同時,要按料號分開設定,混成一個平均值會讓換線頻繁的那天數字失真。

重工品算進良品

修一修還能出貨的重工品,在良率裡應該算不良,因為它已經多花了一次時間。很多工廠的品檢表只記報廢,重工品默默回到良品數,良率長期 99% 以上,客訴卻沒少。良率要用「一次就合格」的數量算。

多台機台直接平均

三台機台稼動率 90%、80%、50%,直接平均是 73%,但如果第三台的計畫生產時間只有其他兩台的一半,加權後的結果完全不同。要算整條線或整個廠的稼動率,應該把運轉時間加總、再除以計畫生產時間加總,不要拿百分比直接平均。

常見錯誤

結果會怎樣

怎麼修

分母扣掉了停機

稼動率長期 90% 以上,訂單還是趕不出來

分母固定用計畫生產時間,計畫停機列成清單

小停機沒記

性能稼動率偏低卻找不到原因

用計數或電流訊號自動抓停頓

理想週期用平常速度

性能接近 100%,降速損失看不到

按料號設定規格或最佳穩定週期

重工品算良品

良率很高、客訴沒少

良率只算一次合格數

百分比直接平均

整廠稼動率被小機台拉歪

時間加總後再相除

手填、掃碼、感測自動收集:三種資料來源比較

稼動率準不準,最後取決於停機時間和產出數從哪裡來。常見有三種做法,差別在能抓到多細的損失、要花多少人力,以及導入要多久。

比較項目

手填(紙本或 Excel)

掃碼登記(工單、停機原因條碼)

簡易感測自動收集(電流、計數、溫度)

停機時間

靠記憶補寫,誤差常以 10 分鐘計

開始與結束各掃一次,準到分鐘

機台一停就有紀錄,準到秒

小停機

幾乎抓不到

抓不到,沒人會為兩分鐘去掃碼

抓得到,這是最大優勢

停機原因

有,但常寫「其他」

有,用原因條碼選,分類一致

只知道停了,原因還是要人補選

產出數

班末手寫

工單完工時掃碼回報

計數訊號每件累加

現場負擔

高,每班都要填

中,要養成掃碼習慣

低,裝好之後不用動

適合的階段

還在確認要看哪些數字

想統一停機分類、追工單

想抓小停機與速度損失

實務上這三種常常混著用:感測負責「停了沒、做了幾件」,掃碼或平板負責「為什麼停」。只有感測,你會知道停了 40 分鐘卻不知道原因;只有人工,小停機永遠消失。兩邊拼起來,稼動率和 OEE 的三個因子才都有可信的來源。

簡易感測怎麼抓停機:電流、計數、溫度

很多老機台沒有通訊介面,但不代表只能手填。常見的簡易做法有三種:在馬達電源線夾一顆電流感測器,電流掉下來就判定停機;接機台的完成訊號或加一顆光電開關,每做一件就計數一次;需要溫度條件的製程(烤爐、射出、熱處理)再加溫度感測器,溫度沒到就算未就緒。這些訊號用 ESP32 這類 Wi-Fi 模組收起來,透過 MQTT 送進系統,斷線時先暫存再補傳,做法可以參考我們寫過的 ESP32 MQTT 實作。溫度這條線的細節則在溫度監控系統怎麼做那篇。

MQTT、ESP32 Wi-Fi 聯網、溫度感測器、掃碼槍、標籤機串進系統,這幾樣是我們實際做過的(可以參考生產力管理系統這類工廠系統的做法)。它們的共通點是便宜、不用動到機台內部控制,一個節點幾千元就能開始收資料,很適合先拿一兩台瓶頸機台試。

圖表載入中…

要讀 PLC 或機台控制器的資料怎麼辦

新一點的機台多半有 PLC 或控制器,可以直接讀到運轉狀態、轉速、報警碼,資料比外掛感測更完整。這段通常由設備商或自動化廠商處理,用 OPC UA、Modbus 之類的協定把資料拉出來;我們負責系統端,也就是接收資料、對上工單和停機原因、算出稼動率和 OEE、做成看板與報表。分工講清楚,報價和責任才不會混在一起,這部分在 MES 系統價格怎麼算 那篇有拆過硬體、佈線和軟體三塊各自的費用。

稼動率數字怎麼上看板:班長、廠長、老闆看的不一樣

同一份稼動率資料,給不同角色看的粒度要不同。班長要即時知道哪台停了,廠長要看一週的趨勢和停機排行,老闆要看月趨勢和跟產能、交期的關係。把所有數字塞在同一張螢幕上,結果是誰都不想看。

角色

最想知道的事

看板內容

更新頻率

班長、組長

現在哪台停了、停多久

機台燈號(運轉、停機、待料)、本班累計停機分鐘

即時,幾秒到一分鐘

廠長、生管

這週損失在哪裡

OEE 三因子趨勢、停機原因柏拉圖、各機台排行

每班或每日

老闆

產能夠不夠、要不要加機台

月 OEE 趨勢、瓶頸機台、跟出貨達交率並列

每週或每月

看板上最有用的一張圖通常是停機原因柏拉圖:把一週的停機時間依原因排序,前兩三項往往占掉一半以上。這張圖要能點進去看是哪台機台、哪個班次、哪張工單,資料才會變成行動。報表和看板怎麼規劃,可以搭配客製化 BI 報表與 Dashboard 開發指南一起看;如果你還在評估工廠需要哪一級的系統,工廠管理系統怎麼選整理了從 Excel 到 MES 的三個階段。

用 OEE 找改善點:先看哪個因子最低

OEE 最大的用處是告訴你該先改哪裡。三個因子裡最低的那個,就是下個月的改善主題。TPM 常用的「六大損失」可以直接對到三個因子:

六大損失

對應因子

現場長相

常見的第一步

故障停機

時間稼動率

機台壞了等維修

記錄故障原因與修復時間,排預防保養

換模換線

時間稼動率

換料號、換刀具、調機

把換模步驟拆成停機前與停機中,能先做的先做

小停頓與空轉

性能稼動率

卡料、掉件、等搬運

用計數訊號抓出頻率最高的時段與機台

降速運轉

性能稼動率

怕出問題刻意調慢

對照理想週期,確認慢的原因是品質還是習慣

製程不良與重工

良率

尺寸超差、外觀不良

不良品登記時連到工單與批號

開機調機損失

良率

開機前幾件試做報廢

記錄每次開機的試做數,找出最耗料的機型

我們的看法是:剛開始量 OEE 的工廠,前三個月別急著追 85%,先把停機原因分類做好。分類做好之後,損失會自己浮出來,通常換模和小停頓占大宗,這兩項靠流程調整就能改,不太需要花大錢。反過來,分類沒做好就急著上漂亮的看板,數字只會變成每天被質疑的那一張圖。

不良品這條線要追得更深,就會碰到批號和檢驗紀錄,這部分可以接著看生產履歷系統怎麼做;如果品質問題已經多到需要矯正預防流程,就是 QMS 的範圍,三套系統的分工整理在ERP、MES、QMS 差在哪。

什麼時候該從 Excel 稼動率表換成系統

Excel 很適合第一階段:先確定要看哪些數字、停機原因要分幾類、分母怎麼定。下面幾個訊號出現兩個以上,就代表 Excel 已經在拖累你。

  • 每天要有人花半小時以上把手寫單抄進 Excel
  • 稼動率數字每個月都在會議上被質疑,各部門手上的版本對不起來
  • 想看小停機和速度損失,但手填根本抓不到
  • 機台超過十台,或有兩班以上,彙整報表要等到隔週
  • 老闆想知道某張訂單為什麼延遲,要翻三份表才查得到

做法

適合誰

要注意的地方

繼續用 Excel,統一範本

機台少、還在定義指標

分母與停機分類先寫成規則,避免每人算法不同

套裝 MES 的 OEE 模組

流程接近標準、預算充足

老機台的資料怎麼進去要先問清楚,避免買了只能手填

客製稼動率模組(感測加看板)

老機台多、想先從瓶頸機台開始

先選一兩台試,跑順了再擴到整條線

要選哪一條,可以先看MES 廠商怎麼選與工廠系統選 SaaS 還是客製;完整的導入規劃與常見地雷,則整理在MES 系統完整指南。很多導入卡關的原因跟資料定義有關,系統本身反而其次,MES 導入失敗的常見原因那篇有更多例子。

如果你想先從一兩台瓶頸機台開始,把停機和產出自動收進來、算出可信的稼動率,可以跟我們聊聊,我們可以先幫你看現場流程和機台狀況適不適合,再決定要用感測、掃碼還是兩者搭配。習慣用 LINE 的話,直接加 LINE 傳現場照片或現有報表也可以。

ℹ️我們做過的現場資料收集

我們做過 MQTT、ESP32 Wi-Fi 聯網、溫度感測器、掃碼槍、標籤機與 3D 列印機串進系統,也做過為傳統製造業建立生產可見性、異常管理與產能效益分析的生產力管理系統。PLC、OPC UA、Modbus 直讀機台的部分通常由設備商處理,我們負責系統端的資料接收、計算與看板。整體來說,40+ 企業客製案落地的經驗讓我們習慣先把資料定義談清楚,再談畫面。

我們怎麼看

我們認為接下來三年,中小工廠的稼動率資料會從「月底整理的報表」變成「班中就看得到的訊號」,關鍵推力是感測節點和雲端系統的成本已經低到可以一台一台試。我們選擇從簡易感測加系統端切入,不碰機台內部控制,是因為這條路最快能讓老機台也有資料,又不會影響設備保固。真正會讓數字變準的,始終是停機原因的分類和現場願不願意補登,所以我們做這類系統時,會先花時間跟班長一起定分類,再談看板長什麼樣子。

Q稼動率的公式是什麼?

時間稼動率 = 實際運轉時間 ÷ 計畫生產時間。計畫生產時間是班次時間扣掉午休、早會、預防保養這些本來就不排產的時間;運轉時間是計畫生產時間再扣掉故障、換模、等料等停機。

Q稼動率和 OEE 有什麼不同?

稼動率通常只看時間,也就是機台有沒有在轉。OEE 再乘上性能稼動率(轉的速度夠不夠)和良率(做出來的有多少是好的),三種損失都算進去,所以 OEE 一定小於或等於稼動率。

Q稼動率多少算正常?

OEE 常見的參考是世界級約 85%、一般工廠約 60%。剛開始把小停機和速度損失算進來的工廠,數字落在 40% 到 50% 也很常見。比較有意義的是跟自己上個月比,看三個因子哪一個在進步。

Q稼動率越高越好嗎?

在有訂單、有排產的計畫生產時間裡,越高越好。沒有訂單時讓機台一直跑只會做出庫存,所以計算時分母要用計畫生產時間,不要用日曆時間。

Q性能稼動率超過 100% 是怎麼回事?

通常是理想週期時間設得太保守,或產出數與運轉時間來自不同紀錄。把理想週期改成機台規格速度或量測過的最佳穩定速度,並確認產出數和停機時間來自同一段時間。

Q老機台沒有通訊介面,能自動算稼動率嗎?

可以。在馬達電源線加電流感測器判斷運轉與停機,接完成訊號或光電開關計數產出,再用 ESP32 之類的 Wi-Fi 模組透過 MQTT 送進系統。停機原因仍需要人用掃碼或平板補選。

Q多台機台的稼動率要怎麼合併?

把每台機台的運轉時間加總,再除以計畫生產時間加總。不要把各台的百分比直接平均,否則計畫時間短的機台會把整體數字拉歪。

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恆

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