설비종합효율(OEE)

왜 배우는가: 설비종합효율은 설비 투자 없이 기존 설비의 생산성을 끌어올리는 출발점이며, 현장 개선 활동의 성과를 수치로 판단하는 기준이다. 기출 문항도 OEE 계산, 6대 로스 분류, 가동률 해석을 함께 묻는 구조이므로 식과 로스의 대응 관계를 함께 익혀야 한다.

출제 이력: 제130회 3교시 6번, 제119회 4교시 3번, 제112회 3교시 1번, 제110회 3교시 6번, 제89회 4교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

설비종합효율은 설비의 가동률·성능가동률·양품율을 곱한 설비 활용 지표이다.

아래 용어는 답안에 그대로 쓰는 핵심 키워드이다.

• 설비종합효율(OEE): 계획된 가동 시간 동안 설비가 최대 잠재력을 얼마나 발휘했는지 나타내는 종합 지표이다.
• 부하시간: 조업시간에서 계획정지 시간을 뺀 시간으로, OEE 계산의 기준이 되는 시간이다.
• 시간가동률: 부하시간 대비 실제 가동시간의 비율로, 설비 중단에 따른 손실을 나타낸다.
• 성능가동률: 이론 사이클 타임 기준의 생산 시간과 가동시간의 비율로, 속도 손실을 나타낸다.
• 양품율: 생산 수량 가운데 양품이 차지하는 비율로, 품질 손실을 나타낸다.
• 6대 로스: 고장, 준비·조정, 공전·일시정지, 속도저하, 불량·수리, 초기수율의 여섯 가지 손실 유형이다.

2. 개념 풀이

설비종합효율(OEE)은 계획된 생산 시간 동안 설비가 이론상 낼 수 있는 능력을 실제로 얼마나 활용했는지 측정하는 지표이다. 설비가 제 능력을 쓰지 못하는 원인은 멈춘 시간, 느리게 돈 정도, 불량을 낸 정도의 세 가지로 나뉘므로, OEE는 이 세 손실을 하나의 값으로 묶어 보여준다. OEE가 100%라는 것은 계획 시간 동안 중단 없이, 이론상 최고 속도로, 불량 없이 생산했다는 뜻이다.

설비가 고장이나 준비·교체로 멈추면 시간가동률이 떨어지고, 이론 사이클 타임보다 느리게 돌거나 순간 정지가 잦으면 성능가동률이 떨어지며, 불량품이나 수정품이 나오면 양품율이 떨어진다. 세 비율은 서로 다른 종류의 손실을 나타내므로 곱으로 결합하면 설비의 전체 활용도가 된다.

세 비율 가운데 하나라도 낮으면 OEE는 낮게 나타난다.

OEE는 세 가지 가동률의 곱으로 구한다. 식으로 쓰면 OEE = 시간가동률 × 성능가동률 × 양품율이다.

시간가동률은 가동시간을 부하시간으로 나눈 값이다. 식으로 쓰면 시간가동률 = 가동시간 ÷ 부하시간이다. 가동시간은 부하시간에서 고장, 기종 교체, 작업 준비, 그 밖의 정지 시간을 뺀 값으로, 설비가 실제로 가동한 시간이다.

성능가동률은 정미가동시간을 가동시간으로 나눈 값이다. 정미가동시간은 이론 사이클 타임에 생산수량을 곱한 시간과 같으므로, 식으로 쓰면 성능가동률 = 이론 사이클 타임 × 생산수량 ÷ 가동시간이다.

양품율은 가치가동시간을 정미가동시간으로 나눈 값이다. 가치가동시간을 생산수량 기준으로 환산하면 양품율은 생산수량에서 불량수량을 뺀 값을 생산수량으로 나눈 값과 같다. 식으로 쓰면 양품율 = 가치가동시간 ÷ 정미가동시간이다.

정미가동시간은 가동시간에서 순간적인 정지와 속도 저하로 생긴 손실을 뺀, 설비 사양상의 이론적 가동시간이다.

가치가동시간은 정미가동시간에서 불량품과 수정품을 만드는 데 쓴 시간을 뺀, 실제로 양품을 만들어낸 시간이다.

6대 로스는 세 비율에 나뉘어 대응한다. 고장과 준비·조정 로스는 시간가동률을, 공전·일시정지와 속도저하 로스는 성능가동률을, 불량·수리와 초기수율 로스는 양품율을 떨어뜨린다. 이 대응 관계를 알아야 OEE 값이 낮을 때 어느 로스부터 개선할지 정할 수 있다.

계획정지 시간은 부하시간에서 제외되므로 OEE 계산에 포함되지 않는다. 따라서 OEE는 계획된 시간 안에서 설비가 얼마나 잘 쓰였는지를 본다.

3. 등장 배경과 필요성

설비 효율을 가동률 하나로만 보면 설비가 돌고 있어도 속도가 떨어지거나 불량이 많은 상태를 놓친다. 현장의 실제 손실은 멈춘 시간, 느리게 돈 시간, 불량으로 버린 생산량에 걸쳐 나타나므로, 이 세 가지를 하나의 지표로 묶는 방법이 필요해졌다.

OEE라는 용어는 나카지마 세이이치가 만들었으며, 노동 효율에 관한 해링턴 에머슨의 사고 방식을 기반으로 한다. 이 지표는 절대적인 측정값이 아니므로, 설비 간 우열을 가리는 데보다 개선 범위와 방법을 찾는 데 쓰는 것이 적절하다.

TPM은 1971년 산업계에 처음 소개되었고, 이후 생산 부문의 TPM이 전사적 TPM으로 발전하면서 1989년에 새 정의가 내려졌다. TPM이 목표로 하는 로스 제로를 측정 가능한 수치로 나타내는 도구가 OEE이므로, 두 개념은 함께 쓰인다.