ГОСТ Р 59732-2021 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые технико-экономические показатели (KPIs) для управления производственными операциями. Часть 10. Описание последовательности операций по сбору данных

    ГОСТ Р 59732-2021/ISO/TR 22400-10:2018

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Системы промышленной автоматизации и интеграция

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ (KPIs) ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ОПЕРАЦИЯМИ

Часть 10

Описание последовательности операций по сбору данных

Automation systems and integration. Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management. Part 10: Operational sequence description of data acquisition

ОКС 25.040.01

Дата введения 2022-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН ООО "НИИ экономики связи и информатики "Интерэкомс" (ООО "НИИ "Интерэкомс") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 100 "Стратегический и инновационный менеджмент"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 октября 2021 г. N 1097-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TR 22400-10:2018* "Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые технико-экономические показатели (KPIs) для управления производственными операциями. Часть 10. Описание последовательности операций по сбору данных" (ISO/TR 22400-10:2018 "Automation systems and integration - Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management - Part 10: Operational sequence description of data acquisition", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несут ответственности за идентификацию подобных патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

В настоящем стандарте с помощью примеров описаны процедуры определения ключевых технико-экономических показателей (KPI-показателей). Использованные KPI-показатели определены в ИСО 22400-2.

1 Область применения

Настоящий стандарт содержит положения для практического применения ключевых технико-экономических показателей (KPI-показателей), используемых для целей управления производством и мониторинга, представленных с помощью формул и установленных в ИСО 22400-2. Настоящий стандарт предназначен для совместного применения с ИСО 22400-2.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 22400-2, Automation systems and integration - Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management - Part 2: Definitions and descriptions (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые технико-экономические показатели (KPIs) для управления производственными операциями. Часть 2. Определения и описания)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных для их использования в стандартизации, которые можно найти по следующим адресам:

- онлайн Платформа просмотра стандартов ИСО, доступная по адресу http://www.iso.org/obp;

- Электропедия МЭК, доступная по адресу http://www.electroPDEIa.org.*

3.1 плановое время прекращения работы (planned shut down time; PSDT): Запланированное время, в течение которого рабочая единица не функционирует.

Примечание - По определению, данному в ИСО 22400-2, это соответствует понятию "продукция не производится (no production)".

3.2 плановое время простоя (planned down time; PDOT): Время, включенное в плановое время работы, в течение которого не предполагается выполнение операций рабочей единицей в рамках времени выполнения операции.

Примечание - В ИСО 22400-2:2014 на рисунке 3 приводится подробный анализ использованных временных отрезков для рабочих единиц, применяемых в комплексе стандартов ИСО 22400.

3.3 журнал записей рабочей единицы (work unit log): Запись данных о событиях рабочей единицы наряду с временными отметками каждого события.

4 Примеры расчета KPI-показателей

4.1 Исходная информация о приведенных примерах

KPI-показатели рассчитывают для различных областей применения, включая рабочую единицу и производственные задания. KPI-показатели определяют по журналу записей рабочей единицы.

Пример, приведенный в таблицах 1 и 2, включает две рабочие единицы (W1 и W2) за отрезок времени, равный одному календарному дню. В течение одного календарного дня на рассматриваемой производственной площадке выполняется два производственных задания (PO1 и PO2). Для каждой рабочей единицы формируется журнал записей. На основе данных, внесенных в этот журнал, рассчитываются KPI-показатели. Областью применения KPI-показателей могут стать рабочая единица, производственное задание, работник и т.п.

Каждое производственное задание (РО) состоит из двух последовательностей выполнения производственных заданий (POS):

- PO1: за POS 1/1 следует POS 1/2;

- PO2: за POS 2/1 следует POS 2/2.

В примере POS х/1 всегда выполняется на рабочей единице W1.

В примере POS х/2 всегда выполняется на рабочей единице W2.

Расчет KPI-показателей происходит в два этапа:

a) Определяют элементы KPI-показателей.

Элементы KPI-показателей можно определить на основе журналов записей рабочих единиц.

b) Обеспечивают вычисление KPI-показателей.

KPI-показатели можно рассчитать на основе элементов KPI-показателей.

Подробности определены в "замечаниях к журналу записей рабочей единицы". В примерах используется сокращение "(шт.)" как единица произведенной продукции, однако можно использовать единицу произведенной продукции любого типа.

4.2 KPI-показатели для рабочей единицы

В соответствии с областью применения рабочей единицы можно определить KPI-показатели на основе журналов записей рабочих единиц:

- эффективность использования;

- коэффициент подготовки;

- техническая эффективность;

- эффективность размещения;

- доступность;

- результативность;

- показатель качества;

- коэффициент общей эффективности использования оборудования (OEE);

- индекс чистой эффективности работы оборудования (NEE);

- относительный объем брака;

- относительный объем продукции, подлежащей доработке;

- отношение фактического объема брака к плановому объему брака;

- среднее время безотказной работы (MTBF);

- средняя наработка до отказа (MTTF);

- среднее время до ремонта (MTTR);

- результативность прямого энергопотребления;

- результативность прямого чистого энергопотребления;

- прямая энергоэффективность;

- прямая чистая энергоэффективность.

Таблица 1 - Журнал записей рабочей единицы 1

Таблица 2 - Журнал записей рабочей единицы 2

4.3 KPI-показатели для производственных заданий и последовательности выполнения производственных заданий

В соответствии с областью применения производственного задания можно определить следующие KPI-показатели на основе журнала записей рабочих единиц:

- эффективность использования;

- коэффициент подготовки;

- техническая эффективность;

- эффективность размещения (в отношении производственного задания);

- длительность производственного цикла (в отношении производственного задания);

- результативность;

- показатель технологического процесса (в отношении производственного задания);

- показатель качества;

- относительный объем брака (в отношении производственного задания);

- относительный объем продукции, подлежащей доработке (в отношении производственного задания);

- отношение фактического объема брака к плановому объему брака (в отношении производственного задания);

- коэффициент отбраковки (в отношении производственного задания);

- выход продукции, годной с первого предъявления (в отношении производственного задания);

- результативность прямого энергопотребления;

- результативность прямого чистого энергопотребления;

- прямая энергоэффективность;

- прямая чистая энергоэффективность.

В соответствии с "областью применения рабочей единицы" требуемые основные элементы для производственного задания или последовательности выполнения производственного задания (плановое время, фактическое время и масштабы логистики) определяют с использованием следующих таблиц. На основе этих определений рассчитывают KPI-показатели с учетом уведомлений о событиях и сообщений из журнала записей рабочей единицы.

Выход продукции, годной с первого предъявления (FPY), описывается отношением объема доброкачественной продукции [GQ первой оценки] (доля доброкачественной продукции [GP]) к произведенному количеству [PQ] в рамках рассматриваемого периода и касается первого опробования для каждого образца. По завершении доработки продукции показатель FPY не меняется в отличие от коэффициента качества, который растет с каждой успешной "верификацией".

Чтобы привязать KPI-показатель к каждой единице произведенной продукции, требуется зависящий от технологического процесса поток продукции ("выпускаемой серийно/единично"), в котором для оценки используется только первое опробование. Повторное опробование продукта больше не является частью расчета FPY, но улучшает показатель качества. Для расчета FPY не делается различия между "бракованными деталями" после доработки и отбракованными сразу, на первом опробовании. Если идентификация единичной продукции невозможна, тогда произведенная доброкачественная продукция по заданию [GQ последней операции] будет приравнена к объему доброкачественной продукции [GQ первого опробования] как доля доброкачественной продукции [GP].

Примеры расчетов в таблицах 3-6 основаны на журнале записей рабочей единицы W1 и W2. Показатели качества рабочей единицы W1 и W2 определены для оценочного периода - один календарный день.

Таблица 3 - POS1/1 на рабочей единице 1 за время [06:00-11:00]

Таблица 4 - POS 2/1 на рабочей единице 1 за время [14:30-21:00]

Таблица 5 - POS 1/2 на рабочей единице 2 за время [06:00-17:00]

Таблица 6 - POS2/2 на рабочей единице 2 за время [17:30-22:00]

На основе данных отдельной последовательности этапов выполнения производственного задания или журнала записей рабочей единицы можно определить фактическое время, связанное с выполнением задания, и KPI-показатели (см. таблицы 7 и 8).

Таблица 7 - Фактическое время, связанное с выполнением задания, и KPI-показатели PO1 в привязке к POS1/1 и POS1/2

Таблица 8 - Фактическое время, связанное с выполнением задания, и KPI-показатели PO2 в привязке к POS2/1 и POS2/2

4.4 KPI-показатели работника

Для работы производственного подразделения важным показателем является производительность работника. Этот показатель дает информацию о работе персонала, связанной с производственными заданиями, по отношению к общему времени присутствия персонала на рабочем месте.

В соответствии с журналом записей рабочей единицы имеется следующее состояние дел.

- Работник/Оператор OP1 работает на рабочей единице 1 с 06:00 до 14:00 часов.

- Работник/Оператор OP2 работает на рабочей единице 1 с 14:00 до 22:00 часов.

- Работник/Оператор OP3 работает на рабочей единице 2 с 06:00 до 14:00 часов.

- Работник/Оператор OP2 работает параллельно на рабочей единице 1 с 14:00 до 22:00 часов.

Время присутствия оператора OP2 на нескольких рабочих единицах распределяется пропорционально обеим рабочим единицам, Оператор нескольких рабочих единиц работает на двух рабочих единицах. Соответствующее время выполнения производственного задания или общее время присутствия в таких случаях делится пополам. См. таблицы 9-11.

Таблица 9 - Журнал записей оператора 1

Производительность работника OP1:

APAT (OP1) =

[6:00-12:00] + [12:30-14:00] =

360 мин + 90 мин = 450 мин

APWT (W1) =

[06:00-06:30 AUST] +

[06:30-07:00 APT] +

[07:00-07:30 TTR] +

[07:30-08:00 APT] +

[08:00-08:30 ADET] +

[08:30-09:00 APT] +

[09:00-09:30 TTR] +

[09:30-10:30 APT] +

[10:30-11:00 AUST] =

30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 60 мин + 30 мин = 300 мин.

Производительность работника OP1 = APWT/APAT = 300 мин/450 мин = 66,67%.

Таблица 10 - Журнал записей оператора 2

Производительность работника ОР2:

APAT(OP2) =

[14:00-14:30 W1] + [14:30-17:30 W1+W2] +

[17:30-18:00 W2] + [18.00-22:00 W1+W2] =

30 мин + 180 мин + 30 мин + 240 мин = 480 мин.

APWT(W1 + W2) =

[14:30-15:00 W1 AUST + W2 APT] +

[15:00-16:00 W1 APT] +

[16:00-16:30 W1 APT + W2 APT] +

[16:30-17:00 W1 APT + W2 AUST] +

[17:00-17:30 W1 APT] +

[17:30-18:00 W2 AUST] +

[18:00-19:00 W1 APT + W2 APT] +

[19:00-19:30 W1 ADET + W2 APT] +

[19:30-20:00 W1 TTR] +

[20:00-20:30 W1 APT + W2 APT] +

[20:30-21:00 W1 AUST + W2 APT] +

[21:00-21:30 W2 APT] +

[21:30-22:00 W2 AUST]

= 30 мин + 60 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 60 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин + 30 мин = 450 мин.

Производительность работника OP1 = APWT/APAT = 450 мин/480 мин = 93,75%.

Таблица 11 - Журнал записей оператора 3

Производительность работника OP3:

APAT(OP3) =

[06:00-14:00] = 480 мин.

APWT(W2) =

[11:30-12:00 AUST] +

[12:00-12:30 APT] +

[12:30-13:00 ADET] +

[13:00-14:00 APT] =

30 мин + 30 мин + 30 мин + 60 мин = 150 мин.

Производительность работника ОР3 = APWT/APAT = 150 мин/480 мин = 31,25%.

Приложение А

(справочное)

Пример записи данных по рабочей единице для расчета KPI-показателей

А.1 Сокращения, используемые в настоящем приложении

А.1.1 Общие положения

А.1.2 Временные элементы

А.2 Комментарии по журналу записей рабочей единицы

Журнал записей рабочей единицы служит основой для представления примерных расчетов конкретных элементов KPI-показателей и самих KPI-показателей. Он относится к периоду, равному календарному дню для двух рабочих единиц с ограничением по мощности.

Две рабочие единицы выполняют два производственных задания в один и тот же день. При этом каждое из двух производственных заданий в последовательности операций выполнения задания использует обе рабочие единицы. Последовательность выполнения производственного задания предполагает этап производства, выполняемый на рабочей единице. Таким образом, последовательность выполнения производственного задания задает последовательные этапы производства в рамках производственного задания.

Рассматриваемые рабочие единицы не зависят друг от друга. Это означает, что случайные (неплановые) остановки или потери скорости одной рабочей единицы не влияют на другую рабочую единицу.

В данном примере последовательность выполнения производственного задания 1 приписывается рабочей единице 1, а последовательность выполнения производственного задания 2 приписывается рабочей единице 2. Таким образом, в данном примере каждая последовательность выполнения производственного задания приписывается разным рабочим единицам.

В данных примерах производственное задание 1 обслуживается двумя последовательностями выполнения, следующими одна за другой: POS1/1 выполняется на рабочей единице 1, a POS2/1 стартует на рабочей единице 2 только после завершения POS1/1. В отличие от этого производственное задание 2 обслуживается двумя последовательностями выполнения, частично пересекающимися во времени: POS2/1 выполняется на рабочей единице 1, a POS2/2 стартует на рабочей единице 2, когда последовательность POS2/1 еще не завершена. Также возможно множество других комбинаций, но в данных примерах они не рассматриваются.

Наложение первой и второй последовательностей выполнения производственного задания (PO2) показано для демонстрации влияния коэффициента распределения или коэффициента производственного (технологического) процесса. Первое производственное задание относится к изготовлению продукции крупными партиями, тогда как второе производственное задание представляет изготовление небольшой партии. И только во втором производственном задании имеются серийные изделия.

Для облегчения прослеживаемости расчетов введена идеализированная сетка как основа конкретных временных периодов по 30 мин на протяжении рабочего времени, т.е. учетный период для данного конкретного примера установлен 30 минут. В реальности периоды времени в журналах записей соответствуют фактическим зарегистрированным временным меткам.

Приведенные количества всегда привязаны к соответствующим вводным данным конкретного периода времени. При указании произведенных количеств дробные единицы округляют.

Фактическое время простоя обеих рабочих единиц наблюдается между первым и вторым производственными заданиями.

Основой для расчетов служит модель 3-сменной работы с утренней, дневной и ночной сменами, начинающимися в 06:00, 14:00 и 22:00. Ночная смена определяется как время, в течение которого продукция не производится (плановое время, в течение которого продукция не производится) для обеих рабочих единиц.

Первое производственное задание характеризуется номинальным количеством в 500 единиц продукции. Второе производственное задание характеризуется номинальным количеством в 8 единиц продукции, но с серийными номерами.

Первое производственное задание имеет плановое время работы за единицу продукции (PRI), равное 200 единицам продукции в час, или время изготовления одной единицы продукции, 0,3 минуты. Второе производственное задание имеет плановое время работы за единицу продукции (PRI), равное 2 единицам продукции в час, или время изготовления одной единицы продукции, равное 30 минутам.

Время на подготовку составляет 30 минут.

Время наработки до ремонта (TTR) включено в фактическое время задержки процесса (ADET).

В данном примере плановый объем брака (PSQ) вычисляют для каждой последовательности выполнения задания, т.е. для каждого этапа производства, и вычисление выполняют после завершения процессов, т.е. PSQ вычисляют по фактическому числу единиц, поступающих на каждый этап производства, и не по плановому числу единиц, поступающих на этап производства, или по числу единиц, вводимых в процесс в целом. Это различие имеет большое значение для производственных заданий, составленных из нескольких последовательностей выполнения задания. Для всех последовательностей выполнения производственного задания в первом производственном задании (POS1/1 и POS1/2), PSQ установлен равным 5%, в то время как во втором производственном задании или для всех его последовательностей выполнения (POS2/1 и POS2/2) PSQ установлен равным 25%. Количество единиц продукции, подлежащих доработке, выходит за рамки процесса, что означает, что последующая работа не выполняется на рабочих единицах, рассматриваемых в данном примере.

Плановое энергопотребление на единицу продукции и выполнение производственного задания на рабочей единице приводятся в таблице А.1 в качестве смоделированного примера.

Таблица А.1 - Журнал записей рабочей единицы W1

В данном примере первое производственное задание имеет плановое энергопотребление на единицу продукции (PDEI), равное 1,36 кВтч. Второе производственное задание имеет плановое энергопотребление на единицу продукции (PDEI), равное 3,15 кВтч, за исключением рассчитанного среднего для времени подготовки, времени демонтажа и времени любой задержки.

Для расчета фактического прямого энергопотребления (ADEC) считают, что энергопотребление измеряется пропорционально временному периоду; таким образом, его необходимо преобразовать в единицы, соответствующие базовым в кВтч.

А.3 Журнал записей рабочей единицы W1

Таблица А.2 - Журнал записей рабочей единицы W1

А.4 Журнал записей рабочей единицы W2

Таблица А.3 - Журнал записей рабочей единицы W2