一、OEE及TEEP介绍
1．设备整体有效性（OEE）
OEE是目前世界制造企业比较通用的，同时也是全面生产维护（TPM）中一个重要的设备利用测评体系。借助OEE，不仅可了解设备的实际运行状况，而且还能帮助管理者分析引起设备效能未充分发挥的主要原因所在，以达到提高设备整体有效性的目的。
OEE测评体系结构如图1所示，由三大测评指标，即设备的时间开动率、利用效率以及产品合格率所组成，认为影响设备整体有效性的因素主要有六个方面：设备故障、生产准备、短暂停工、生产速率下降、生产初期废品损失以及正常生产期间的废品损失。
该测评体系将测量时段的总时间划分为计划生产时间和计划停机时间（包括设备计划检修保养时间）。正常设备开班班次以外的时间包括如周末和节假日，以及其它计划内的非生产时间，如开会等不在测评之内。OEE仅针对计划生产时间内的设备利用情况进行评测，并将其设为%。
在计划生产的时间内分为设备实际运行的时间和非计划内的停机时间，设备的时间开动率定义为设备实际运行时间与计划生产时间的比值。引起设备的时间开动率减小的主要因素有设备故障、生产准备两个方面。即应重点通过缩短设备的故障停机时间以及生产准备时间来达到提高时间开动率的目的。
设备实际运行时间分为有效生产时间和生产速率损失时间。设备的利用效率定义为有效生产时间与设备实际运行的时间的比值。引起设备的利用效率减小的主要因素有短暂停工和生产速率下降两个方面。
有效生产时间又分为有价值的生产时间和废品造成的损失时间。设备的合格率定义为有价值的生产时间与有效生产时间的比值。为了便于计算，通常换算为合格产品数量与生产总量的比值。影响合格率的主要因素同样包括生产初期废品损失与正常生产期间的废品损失。
OEE为设备的时间开动率、利用效率以及产品合格率的乘积。其实质意义为计划生产时间内实际生产的合格产品数量与理论上可达到的最大生产数量的比值。
2．完全有效利用率（TEEP)
实际计算OEE时，计划停机的损失既不能列入计划停机，又不能算做故障停机。因此，又提出了TEEP的设备利用评估体系，其结构如图2所示。
该测评方法将总时间分为日历工作时间和非日历工作时间，并将日历工作时间设为%。日历工作时间内计划生产外的时间包括设备计划内的停机检修时间与因外部因素（如无生产任务、停工待料等）造成的停机。其实质是在OEE的基础上增加了设备的利用率一项指标，定义为日历工作时间内计划生产的时间与日历工作时间的比值。
TEEP表示为设备利用率与OEE的乘积。这样一来，不仅继承了OEE在计划生产时间段内设备使用情况测评方面的优势，而且将测评时间段从计划生产时间扩大为日历工作时间，在一定程度上弥补了OEE的不足。
3.OEE与TEEP在离散式制造企业应用中存在的问题
(1)设备极限生产能力的预测问题
虽然TEEP已经将测评的范围扩大到日历工作时间，但有时仍不能满足对设备极限生产能力的预测要求。其根源在于TEEP是按照人的工作日历对设备的使用情况进行评估，而不是以设备为中心对使用情况进行评估。
(2)设备在总时间内的可靠性保障测评问题
由于测评时间段的影响，无论是OEE还是TEEP都未能将总时间内的设备可靠性问题纳入测评体系。而这一点对于一些关键瓶颈设备而言，恰恰是极其重要的。不了解设备在总时间内的故障率及维修时间情况，就不能够真正做到对设备可靠性的有效控制和管理。
(3)对产品理论生产时间的理解问题
OEE和TEEP认为一台设备生产产品的最短理论时间是已知的或是可以预测的，即设备的最大产能是一个定值。但对于离散式制造企业而言，设备本身仅仅是决定生产效率的一个方面。而且，为了快速响应多变的市场，目前的生产方式大多为多品种小批量生产，这对设备的OEE及TEEP计算带来了困惑。实际上，无论是通用类还是专用类设备，无论是生产单一产品还是多品种的产品，设备不存在最短理论生产时间的问题，即没有最好，只有更好。随着工艺技术的进步和发展，生产效率会不断提高。在这一点上，任何一种测评方法都不能由一个简单的百分比对设备最大产能的发挥情况做出评判。
(4)正确对待生产辅助时间问题
OEE和TEEP将生产准备时间无区别地视为影响设备更高效使用的障碍之一。但对于离散式制造方式而言，一些必要的生产辅助时间，都是生产活动中所必须的工作，与零件的加工存在着明显的先后次序约束。它不仅与设备和产品有关，而且受制于工艺技术条件，这部分时间的长短与企业的技术水平和操作人员的素质密切相关。因此应当把这部分时间看作有价值的生产时间之一，不仅符合离散式制造企业的习惯逻辑，也便于把管理上引起的效率低下与技术问题区别对待，更有助于帮助企业提高生产效率。
由此可见，在离散式制造企业中需要有一种更能满足实际需要的设备使用效率测评方法，以弥补OEE和TEEP的不足。
二、离散式制造企业生产活动模型
笔者认为在进行设备使用效率测评方法的研究时，应较为深入地对企业的生产活动进行研究，为进一步的设备使用效率测评方法研究打下基础。对于离散式制造企业，如机械加工行业，生产活动中所使用的资源主要包括设备、操作人员、刀具、夹具以及原材料或在制品。其中刀具、夹具以及原材料或在制品可统称为物料，形成如图3所示的生产活动资源结构。
生产活动的过程如图4所示。在由生产任务产生的生产指令驱动下，首先需要将各类材料由存储地送至生产活动进行地的运输活动，然后进行零件装夹等生产准备活动，最后是零件的加工。即整个生产活动由运输活动、准备活动以及加工活动所组成。其中运输活动未在设备上进行，而准备活动与加工活动均在设备上进行。
但是企业并非每时每刻都在生产，常因为生产任务不饱满、人员不到位、设备故障、材料供应不及时等各种原因造成生产活动的暂时停顿。因此，由上述模型可得出生产活动进行的充分必要条件是同时满足有生产任务、人员到位、设备完好、材料供应及时的条件。其数学描述如下。
令：生产活动进行为PA，停止为PD；设备完好为E，故障为；人员到位为P，不到位为；材料供应及时为M，不及时为；有生产任务为O，无生产任务为；则：PA＜＝＞E及P及M及O；PD＜＝＞或或或。
三、整体设备有效利用率测评体系
为了弥补OEE与TEEP的不足，笔者提出一种适用于离散式制造企业的设备使用效率测评法，即整体设备有效利用率（TEUE)测评法。该方法由两项主要指标即设备的利用率、利用效率以及一项辅助指标即设备使用技术能力所组成。
TEUE＝设备的利用率x设备的利用效率
1．设备的利用率
TEUE将度量时间段内的总时间（每天24h,每周7天，每年天）分为生产时间与非生产时间。设备的利用率定义为生产时间与总时间的比值，设备的利用率测评体系如图5所示。
由离散式制造企业生产活动模型可以得出以下结论：生产时间＝(E及P及M及0）时间；非生产时间＝(或或或）时间；生产时间∪非生产时间=总时间；生产时间∩非生产时间=φ将非生产时间分为设备停机时间和设备停工时间；设备停机时间定义为设备故障或者人员不到位的时间，即：设备停机时间=（或)时间=时间∪时间=时间+时间-[（及P）时间+（E+）时间
其中：时间∪E时间=总时间；时间∩E时间=φ；时间∪P时间=总时间；时间∩P时间=φ由上述数学描述可知，影响设备停机时间的因素主要有三个方面，即设备故障时间长、人员不足以及设备维修时间或人员休息时间安排不当。
由于在对设备利用率进行测评时将总时间内的设备完好时间纳入测评体系，不仅保证了对设备可靠性控制与管理的独立性与数据的准确性，而且便于企业对设备极限生产能力的评估。
设备停工时间定义为设备完好且人员到位的情况下，生产任务不足或材料供应不及时的时间。令
设备停机时间∩设备停工时间＝φ设备停机时间∪设备停工时间
由上述数学描述可知，影响设备停工时间的因素主要有三个方面，即生产任务不足、材料供应能力欠缺以及调度问题引起的停工。2．设备的利用效率生产时间分为有效生产时间和无效生产时间，设备的利用效率定义为有效生产时间与生产时间的比值。设备的利用效率测评体系结构如图6所示。
有效生产时间＝单件产品标准生产时间x合格产品数量单件标准生产时间是指该企业在已有技术条件下可达到的最短单件产品生产时间，包括单件产品标准生产准备时间和单件标准加工时间两部分。根据离散式制造企业的生产活动模型，将无效生产时间分为额外生产时间和损失生产时间两部分。额外生产时间指未在设备上进行的生产活动所占用的设备生产时间，损失生产时间指在设备上进行的无效生产时间。其中额外生产时间包括材料从存放地运输到设备的时间，以及因加工过程中的首件检验、刀具破损等各种原因引起的短时间停工所造成的损失时间。损失生产时间包括两大部分：一是因生产速率下降所造成的损失，即实际生产中未能达到标准生产时间所引起的损失；二是因产品质量问题引起的生产时间损失，不仅应包括废品造成的时间损失还应包括产品虽然未报废却造成返工或延长必要生产时间所引发的时间损失。在对设备利用效率进行测评的过程中，将OEE测评体系中产品理论生产时间定义为对一具体企业的产品标准生产时间，消除了理解上的障碍；同时将标准生产准备时间纳入标准生产时间，不仅符合离散式制造企业的生产特点，而且便于企业把管理上引起的效率低下与技术问题区别对待，更有助于帮助企业提高生产效率。3．设备使用技术能力设备使用技术能力定义为单位有效生产时间内生产产品的能力，在实际中可根据企业生产产品的不同采用多种表示方法，如：(1)单件标准生产时间的绝对值或单位有效生产时间内生产的产品件数；(2)切削加工中单位有效生产时间内的材料去除量；(3)单件标准生产时间与其他企业单件标准生产时间的比值等。该项指标主要用以评估企业工艺人员的技术水平、操作人员的技能水平，以及除设备以外的工艺装备的技术条件，即生产设备相关辅助配套设施（如刀具、夹具等）的完善与否。设备使用技术能力包括了对单件标准生产准备时间和单件标准加工时间的度量，将提高单位时间内的产品加
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