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设备综合效率(Overall Equipment Efficiency，OEE)是最新的高级设备效能度量方法。最初，它是作为设备综合有效性，在日本发展起来并成为与制造技术有效性相关的设备度量方法，称为全面生产维护（TPM）。美国全面生产维护协会（AITPM）现在是美国使用OEE度量方法的主要负责机构。随着在美国使用的扩大，它被重新命名为设备综合效率。
历史回顾
二十世纪六十年代后期，OEE由日本汽车零部件主要制造商Nippondenso创建，当时是作为TPM开发的一部分。TPM关注的是消除影响生产效率的16个主要损失，包括影响设备有效性的7个主要损失；设备计划停用时间（定期维护、检修、生产人员会议等）；影响劳动力效率的5个主要损失；材料和能源利用方面的3个主要损失等。
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OEE起初是用于决定有多少损失与设备有关，以及这些损失在何处发生。OEE测定设备的7个主要损失，并将它们分成4类：可用性、利用率、产率和良率。
二十世纪九十年代中期，美国的半导体公司开始关注OEE，并成立了特别工作组，创建SEMI-E79以便确定通用度量方法，将OEE定义为包括设备效能各个方面的设备真实效率度量方法。为适应半导体产业的要求，对原始的OEE度量方法的二个方面进行了改变，以使OEE更为实用。这两个方面是：
● 在OEE计算中将设备计划停用时间包括进去，由此指明了通过创新生产和减少无效的计划停工时间以增加设备利用率的机会。
● 所有测量都以时间为基点。良率的测定过去都是用生产的合格品/生产的全部产品计算得到的。如SEMI-79的评述所指出的，用时间计算良率有可能指明更大的效率损失。
与其它度量方法的关系
有很多级别不同的设备效能度量方法，它们看起来似乎互不衔接，但实际上并非如此。它们全都很好地结合于同一体系中。
如图所示为多种设备效能度量方法的关系。从图中可以看到，时间尺度与质量和安全性相加组成可靠性，可靠性和可维修性结合就组成可用性。而生产速度效率和生产缺陷率与可用性结合就成了生产率（OEE），采购和生产成本组成生命周期成本（LCC）。当废品、废料、消耗品、税收和保险成本与LCC相加并将总和用生产量标定时，就成了COO。
什么是E79？
生产力可定义为与设备可用产能有关的良品生产速率。最通用的生产力度量方法之一是OEE，它是基于可靠性（MTBF）、可维护性（MTTR）、产量、利用率和良率的度量方法。所有这些因素可分为可用性(可靠性和可维护性的联合度量)、操作效率、生产效率和良率/质量率等4个OEE的子度量项。
SEMI-E79把OEE定义为“设备以理论效率生产有效产品的总时间的一部分”。OEE可推出下列等式：
OEE=有效产品的理论生产时间/总时间
或
OEE=可用性效率×性能效率×质量效率
可用性效率
可用性效率定义为“设备处于执行其预定功能状态下的设备工作时间”。可用性效率可用下列等式表示：
可用性效率=设备工作时间/总时间
性能效率
性能效率定义为“设备正在以理论有效速率加工实际产品的设备工作时间部分”。性能效率可用下列等式表示：
性能效率=操作效率/速率效率
或
性能效率=(生产时间/设备工作时间)×(实际产品理论生产时间/生产时间)
质量效率
质量效率定义为“有效产品的理论生产时间除以实际产品的理论生产时间”。质量效率可用下列等式表示：
质量效率=有效产品的理论生产时间/实际产品的理论生产时间
从上面我们可以看到，计算OEE需要很多参数。如果精确度要求不高的话，可用下列公式计算OEE近似值：
OEE=指定时间周期内良品产出数/(理论产率×时间周期)
OEE的应用
OEE常用来提高现有设备组合的使用率和生产效率。充分了解瓶颈设备的OEE可提高产能及工厂中其它设备的潜在使用率。例如，光刻通常是工厂的制约因素之一，用减少掩膜更换的时间损失来提高OEE能使整个工厂的产能得以提高。光刻OEE的提高可减少非光刻设备等待或闲置时间，从而有更好的使用率。这样一来，瓶颈设备的提高就能带动提高全部制造设备的OEE。
在自动化程度不高的生产（如装配或测试）中，工作人员可能是比设备可用性更大的制约因素。通过了解OEE“等待生产人员”这一概念，改进工作人员配置计划也能提高全部制造设备的OEE。
当然，并不是制造过程中用的所有设备都应该有高OEE。例如，通过周期性检测晶圆上探测标记的特性，可以改善晶圆的测试。如果一些生产人员正在等待可用的检测显微镜，那么显微镜的较高OEE就会导致测试系统的低OEE。
OEE与COO的关系
不考虑成本时也许会得到高OEE，但代价是拥有成本（COO）的上升。因为OEE是COO的子项，它缺乏任何成本相关的输入或输出。因此在将OEE应用于非瓶颈或近于非瓶颈设备时，要考虑COO的影响。因为COO要考虑各个工艺步骤的成本影响，故瓶颈设备中OEE的提高，最好是根据成本或收益的影响估量，用工厂级模拟工具进行测定。
结论
虽然OEE是半导体制造中最新的高级设备效能度量方法，但它作为日本TPM的一部分已经使用了40多年。OEE是建立在其它SEMI标准的框架上的，这些标准涉及设备的可靠性、可用性和可维修性（E-10）。在设备度量方法体系内，OEE属中级度量，它最适合应用于瓶颈和接近瓶颈的设备组。将OEE重点放在在这些设备组上，获得的生产率增量在整个工厂可起杠杆作用。通过把OEE和COO结合，最终用户不仅能够了解何处可能获得生产率的增量，而且可以知道由此带来的成本代价是多少。
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