KPI di produzione: 15 indicatori con formule ed esempi

Come scegliere i KPI di produzione

Un KPI serve se qualcuno, guardandolo, sa cosa fare. Quindici indicatori su un cruscotto sono troppi per un capo reparto e pochi per un direttore di stabilimento: la regola pratica è partire da quattro domande e dare a ciascuna uno o due numeri. Produciamo abbastanza? (OEE, takt time, pezzi all'ora). Produciamo bene? (first pass yield, scarti, Cpk). Le macchine reggono? (MTBF, MTTR). Quanto costa, in energia? (kWh per pezzo).

Ogni KPI della tabella usa gli stessi dati di base, quindi conviene raccoglierli una volta sola: il tempo pianificato del turno, i minuti di fermo con la loro causale, i pezzi prodotti e i pezzi buoni, il tempo ciclo ideale, i guasti e l'energia assorbita. Gli esempi qui sotto ripartono tutti dallo stesso turno, quello della guida all'OEE: 450 minuti pianificati, 45 di fermo, tempo ciclo ideale di 30 secondi, 729 pezzi di cui 700 buoni.

Efficienza: OEE, TEEP, takt e tempo ciclo

L'OEE è l'indicatore di partenza perché si scompone: disponibilità, prestazione e qualità dicono in quale dei tre punti si perde capacità. Nel turno d'esempio i 450 minuti pianificati rendono come 350 minuti di produzione ideale (700 pezzi buoni × 0,5 minuti): il 77,8%. Il resto sono 45 minuti di fermi, circa 40 minuti di rallentamenti e 14,5 minuti spesi su 29 pezzi scartati. La formula completa e i valori di riferimento sono nella guida al calcolo dell'OEE.

Il TEEP divide lo stesso tempo ideale per tutto il calendario (1.440 minuti al giorno) e serve a una decisione diversa: non come far funzionare meglio la macchina, ma se serve un turno in più o una macchina in più. Un OEE alto con un TEEP basso vuol dire capacità che c'è ma non è pianificata.

Il takt time è il ritmo che il cliente richiede, non quello della macchina: 450 minuti sono 27.000 secondi, e per consegnare 720 pezzi serve un pezzo ogni 37,5 secondi. Il tempo ciclo effettivo del turno è 33,3 secondi, quindi la macchina regge il ritmo con l'11% di margine (33,3 ÷ 37,5 = 89%). Se il ciclo effettivo supera il takt, nessun miglioramento della qualità basterà: manca capacità. Le fermate brevi, che l'OEE nasconde dentro la prestazione, sono nella guida alle sei grandi perdite e alle microfermate.

Qualità: FPY, scarti, Cpk

Il first pass yield conta solo i pezzi giusti al primo passaggio: un pezzo rilavorato non è buono, perché ha consumato tempo e materiale. Il tasso di scarto è il suo complemento quando non si rilavora (qui 4,0%, cioè 100% − 96,0%), e i PPM lo esprimono nell'unità con cui molti clienti lo chiedono: 39.781 pezzi difettosi ogni milione, un numero che fa capire quanto sia distante da un obiettivo di poche decine.

Il tasso di scarto misura il risultato, il Cpk misura la causa: dice quanto il processo sta dentro la tolleranza e se è centrato. Sulla quota 10,00 ± 0,05 mm, con una media di 10,012 mm e una deviazione standard di 0,010 mm, il Cp è 1,67 ma il Cpk è 1,27: la variabilità è buona, il processo è spostato verso il limite superiore. Il valore usuale richiesto è 1,33. Le formule e le soglie sono nella guida a Cp e Cpk; per sapere se il processo è stabile prima di calcolarli serve una carta di controllo.

Manutenzione: MTBF, MTTR

L'MTBF misura l'affidabilità, l'MTTR la rapidità di ripartenza. Una pressa pianificata per 352 ore al mese con sei guasti e 12 ore di riparazione ha un tempo di funzionamento di 340 ore, un MTBF di 56,7 ore e un MTTR di 2,0 ore; la disponibilità rispetto ai guasti è 56,7 ÷ (56,7 + 2,0) = 96,6%.

Letti insieme dicono dove intervenire: un MTBF basso chiede manutenzione preventiva o una causa da eliminare, un MTTR alto chiede ricambi a portata di mano e procedure. La differenza tra repair e restore nell'MTTR e il calcolatore sono nella guida a MTBF e MTTR.

Energia: kWh per pezzo

L'energia è un KPI di produzione quando si misura per pezzo, non per bolletta. Se la linea del turno d'esempio assorbe 1.458 kWh per fare 729 pezzi, il consumo specifico è di 2,0 kWh per pezzo. Il numero diventa utile nel confronto: lo stesso articolo su due linee, lo stesso turno in due mesi, la linea ferma di notte (un carico di base che non produce nulla).

Per misurarlo servono i contatori di ogni linea e i pezzi contati dal PLC nello stesso intervallo; come mapparli e quali altri indicatori calcolare è nella guida al monitoraggio dei consumi energetici.

Una dashboard KPI di produzione (esempio)

Una pagina che regge la riunione del mattino ha tre livelli, dall'alto verso il basso. In cima, i numeri di ieri per ogni linea: OEE con la sua scomposizione, FPY, kWh per pezzo, confrontati con il giorno prima e con il mese. Al centro, le perdite: i fermi di ieri per causale, in minuti, in ordine decrescente, perché è lì che si decide dove intervenire. In basso, l'andamento: OEE e scarti per turno sull'ultimo mese, e MTBF e MTTR per macchina, che cambiano più lentamente.

• Una definizione per ogni numero, scritta nella pagina: cosa conta come fermata pianificata, quale tempo ciclo ideale, cosa è uno scarto.
• Lo stesso calcolo per tutte le linee, in una sola query o funzione, così il confronto tra reparti è valido.
• Dati aggiornati ogni giorno senza copiare a mano: contapezzi e stati dal PLC, ordini dal gestionale, causali di fermo dall'operatore.
• Un allarme per le eccezioni, non un cruscotto da guardare: se l'OEE di una linea scende sotto la soglia, la persona giusta lo sa il giorno stesso.

Con Muvia Industrial il nodo edge legge contapezzi e stati dai PLC con i driver per Siemens S7, OPC UA e Modbus TCP, il calcolo dei KPI è una funzione che il vostro team scrive una volta e Muvia esegue ogni mattina, e i risultati compaiono nei cruscotti, anche a parete in reparto. Muvia non ha un modulo di KPI preconfezionato: le definizioni sono le vostre. Il percorso completo, dalla linea al cruscotto, è nel caso d'uso su OEE e perdite delle linee di stampaggio; gli altri sono nella raccolta dei casi d'uso industriali.