Creating an Overall Equipment Effectiveness (OEE) metric for a pulp mill
Hautakangas, Iiro (2023)
Diplomityö
2023
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023060652596
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023060652596
Tiivistelmä
In this master’s thesis an Overall Equipment Effectiveness (OEE) metric was created for a pulp mill. OEE metric is a process performance measurement tool that has been widely used in the industry for the past few decades now and has established itself as one of the primary metrics for measuring performance in manufacturing facilities.
The purpose of this thesis was to create an OEE metric for the pulp mill by formulating OEE factors for process department, production line, and pulp mill specific levels, and to design its preliminary reporting. The objective was to create a tool for developing the pulp mill operations by improving the mill’s data-based decision-making, facilitating the deployment of process operating practices, and enhancing online feedback to the operating personnel.
The literature part of the thesis presents the theory for OEE metric and the basic unit operations in pulp mill processes. The applied section of the thesis covers the operations in the case pulp mill and generating the OEE metric. The most critical process parameters in each process department are mapped from OEE point of view, considering availability, production rate, efficiency, and quality. After the mapping, each process parameter is determined their own functions for calculating the OEE component values based on set target and limit values.
The created OEE metric is a modified version of the conventional OEE metric, including an extra component and additional weight factors in the calculation. The metric was able to indicate pulp mill process deficiencies, providing reliable and intercomparable results. In case of measurement malfunctions or data availability issues, the metric is prone to incorrect calculation, requiring data filtration. Tässä diplomityössä rakennettiin sellutehtaalle Overall Equipment Effectiveness (OEE) -metriikka. OEE on prosessin suorituskyvyn mittari, jota on laajamittaisesti hyödynnetty teollisuudessa muutaman vuosikymmenen ajan ja on sittemmin vakiinnuttanut asemansa yhtenä ensisijaisena suorituskyvyn mittarina tuotantolaitoksilla.
Diplomityön tavoitteena oli luoda sellutehtaalle OEE-metriikka kattaen osasto-, tuotantolinja- ja tehdaskohtaiset OEE-kertoimet, sekä suunnitella sen alustava raportointi. Tavoitteena oli luoda työkalu, jolla voidaan edesauttaa tehtaan toiminnan ohjaamista kehittämällä dataan perustuvaa päätöksentekoa, helpottaa uusien prosessikäytäntöjen jalkauttamista, sekä parantaa automaattisen palautteen antamista operaattoreille.
Diplomityön kirjallisuusosuudessa käsitellään OEE-metriikan ja sellutehtaan prosessin teoriaa. Työn käytännön osuudessa käsitellään kyseisen sellutehtaan toimintaa ja OEE-kertoimen luomista tehtaalle. Kriittisimmät prosessiparametrit kartoitetaan OEE:n näkökulmasta, käsittäen käytettävyyden, tuotantonopeuden, tehokkuuden ja laadun. Kartoituksen jälkeen kullekin parametrille määritellään funktiot OEE-komponentin arvon laskemista varten, perustuen määriteltyihin tavoite- ja raja-arvoihin.
Rakennettu OEE metriikka on muokattu versio perinteisestä OEE-metriikasta, sisältäen muun muassa ylimääräisen komponentin ja painotuskertoimet laskennassa. Metriikka onnistui osoittamaan koedatasta sellutehtaan prosessipoikkeamat, tarjoten luotettavia ja vertailukelpoisia tuloksia. Mittalaiteongelmien ja datansiirto-ongelmien yhteydessä, luotu metriikka on altis virheelliselle laskennalle, vaatien datan suodattamista.
The purpose of this thesis was to create an OEE metric for the pulp mill by formulating OEE factors for process department, production line, and pulp mill specific levels, and to design its preliminary reporting. The objective was to create a tool for developing the pulp mill operations by improving the mill’s data-based decision-making, facilitating the deployment of process operating practices, and enhancing online feedback to the operating personnel.
The literature part of the thesis presents the theory for OEE metric and the basic unit operations in pulp mill processes. The applied section of the thesis covers the operations in the case pulp mill and generating the OEE metric. The most critical process parameters in each process department are mapped from OEE point of view, considering availability, production rate, efficiency, and quality. After the mapping, each process parameter is determined their own functions for calculating the OEE component values based on set target and limit values.
The created OEE metric is a modified version of the conventional OEE metric, including an extra component and additional weight factors in the calculation. The metric was able to indicate pulp mill process deficiencies, providing reliable and intercomparable results. In case of measurement malfunctions or data availability issues, the metric is prone to incorrect calculation, requiring data filtration.
Diplomityön tavoitteena oli luoda sellutehtaalle OEE-metriikka kattaen osasto-, tuotantolinja- ja tehdaskohtaiset OEE-kertoimet, sekä suunnitella sen alustava raportointi. Tavoitteena oli luoda työkalu, jolla voidaan edesauttaa tehtaan toiminnan ohjaamista kehittämällä dataan perustuvaa päätöksentekoa, helpottaa uusien prosessikäytäntöjen jalkauttamista, sekä parantaa automaattisen palautteen antamista operaattoreille.
Diplomityön kirjallisuusosuudessa käsitellään OEE-metriikan ja sellutehtaan prosessin teoriaa. Työn käytännön osuudessa käsitellään kyseisen sellutehtaan toimintaa ja OEE-kertoimen luomista tehtaalle. Kriittisimmät prosessiparametrit kartoitetaan OEE:n näkökulmasta, käsittäen käytettävyyden, tuotantonopeuden, tehokkuuden ja laadun. Kartoituksen jälkeen kullekin parametrille määritellään funktiot OEE-komponentin arvon laskemista varten, perustuen määriteltyihin tavoite- ja raja-arvoihin.
Rakennettu OEE metriikka on muokattu versio perinteisestä OEE-metriikasta, sisältäen muun muassa ylimääräisen komponentin ja painotuskertoimet laskennassa. Metriikka onnistui osoittamaan koedatasta sellutehtaan prosessipoikkeamat, tarjoten luotettavia ja vertailukelpoisia tuloksia. Mittalaiteongelmien ja datansiirto-ongelmien yhteydessä, luotu metriikka on altis virheelliselle laskennalle, vaatien datan suodattamista.