Connettore OEE

Panoramica

Il connettore OEE (Overall Equipment Effectiveness) calcola il KPI canonico SEMI E10 per la produzione partendo da contatori cumulativi di produzione che arrivano sullo stream di input. Emette l’OEE per blocco più le tre metriche componenti (Disponibilità, Prestazioni, Qualità) in modo che possano essere visualizzate come gauge, grafici o archiviate in un database time-series.

Tipi Connettore:

• OEE - Processore con stato che calcola l’OEE su una finestra mobile o per turno

L’OEE è calcolato come:

OEE = Disponibilità × Prestazioni × Qualità

Dove:

• Disponibilità = runTime / plannedProductionTime
• Prestazioni = (idealCycleTime × totalCount) / runTime
• Qualità = goodCount / totalCount

Tutti e tre sono limitati a [0, 1].

Caratteristiche

• ✅ Due modalità di finestra: sliding (basata sul tempo) e shift (delimitata HH:MM)
• ✅ Accumulazione automatica quando RunTime / PlannedProductionTime non sono forniti dal dispositivo
• ✅ Accetta running come campo di stato booleano (true/false, 1/0, on/off, yes/no, ecc.)
• ✅ Soglie configurabili (red, yellow) e target per lo stile del gauge
• ✅ Emette payload N/A (oee.* omesso) quando una finestra ha dati insufficienti
• ✅ Spaziatura ID per blocco in modo che più istanze OEE possano scrivere sullo stesso payload
• ✅ Parsing numerico tollerante — le stringhe vengono interpretate automaticamente come float

Configurazione di Base

Finestra Mobile con Contatori Riportati dal Dispositivo

{
  "type": "OEE",
  "config": {
    "fields": {
      "plannedProductionTime": "planned_time_s",
      "runTime": "run_time_s",
      "idealCycleTime": "ideal_cycle_s",
      "totalCount": "parts_total",
      "goodCount": "parts_good"
    },
    "windowMode": "sliding",
    "windowSeconds": 3600,
    "thresholds": {
      "red": 0.6,
      "yellow": 0.8
    },
    "target": 0.85
  }
}

Finestra di Turno con Flag di Stato e Cycle Time Letterale

{
  "type": "OEE",
  "config": {
    "fields": {
      "running": "machine_running",
      "totalCount": "parts_total",
      "goodCount": "parts_good"
    },
    "idealCycleTimeSeconds": 4.5,
    "windowMode": "shift",
    "shiftStart": "06:00",
    "shiftEnd": "14:00",
    "timezone": "Europe/Rome",
    "thresholds": {
      "red": 0.6,
      "yellow": 0.8
    },
    "target": 0.85
  }
}

Parametri di Configurazione

Fields

L’oggetto fields nomina le chiavi del payload che il connettore legge da ogni campione in ingresso.

{
  "fields": {
    "plannedProductionTime": "planned_time_s",
    "runTime": "run_time_s",
    "running": "machine_running",
    "idealCycleTime": "ideal_cycle_s",
    "totalCount": "parts_total",
    "goodCount": "parts_good"
  }
}

Campo	Richiesto?	Note
plannedProductionTime	Opzionale	Secondi cumulativi. Se omesso, il connettore accumula secondi reali dal primo campione
runTime	Uno tra runTime / running è richiesto	Secondi cumulativi durante i quali la macchina era in esecuzione
running	Uno tra runTime / running è richiesto	Stato booleano; integrato internamente
idealCycleTime	Uno tra idealCycleTime / idealCycleTimeSeconds è richiesto	Secondi per pezzo alla velocità ideale
totalCount	Richiesto	Conteggio cumulativo dei pezzi tentati
goodCount	Richiesto	Conteggio cumulativo dei pezzi buoni

Ideal Cycle Time (Letterale)

Quando il dispositivo non pubblica l’ideal cycle time, puoi dichiararlo come costante:

{
  "idealCycleTimeSeconds": 4.5
}

È mutuamente esclusivo con fields.idealCycleTime.

Window Mode

{
  "windowMode": "sliding"
}

• sliding - Calcola delta su una finestra temporale mobile di lunghezza windowSeconds
• shift - Calcola delta dall’inizio del turno corrente, definito da shiftStart, shiftEnd e timezone opzionale

Window Seconds (Modalità Sliding)

{
  "windowSeconds": 3600
}

Richiesto per windowMode: sliding. Deve essere > 0.

Valori raccomandati:

• Gauge realtime: 300-900 (5-15 minuti)
• Trend ora per ora: 3600 (1 ora)
• Smoothing a lungo termine: 28800 (8 ore)

Configurazione Turno (Modalità Shift)

Richiesta per windowMode: shift:

{
  "shiftStart": "06:00",
  "shiftEnd": "14:00",
  "timezone": "Europe/Rome"
}

• shiftStart / shiftEnd - Formato HH:MM a 24 ore
• timezone - Identificatore IANA di timezone (es. Europe/Rome, America/New_York, Asia/Tokyo). Default UTC se omesso
• I turni notturni sono supportati (es. 22:00 → 06:00)

Soglie e Target

Suggerimenti di stile emessi insieme ai valori OEE in modo che le dashboard possano colorare i gauge in modo coerente:

{
  "thresholds": {
    "red": 0.6,
    "yellow": 0.8
  },
  "target": 0.85
}

Vincoli:

• red < yellow (strettamente)
• 0 ≤ red, yellow ≤ 1
• 0 ≤ target ≤ 1

Payload di Output

Ogni output è namespaced dal block ID dell’istanza del connettore OEE (auto-iniettato da Meddle):

{
  "oee.<blockId>": 0.78,
  "availability.<blockId>": 0.92,
  "performance.<blockId>": 0.95,
  "quality.<blockId>": 0.89,
  "red.<blockId>": 0.6,
  "yellow.<blockId>": 0.8,
  "target.<blockId>": 0.85
}

Quando la finestra non ha ancora dati sufficienti (es. meno di due snapshot in modalità sliding, o il turno è appena iniziato), le chiavi oee/availability/performance/quality vengono omesse e vengono emesse solo le chiavi di styling del gauge. Questo è il payload N/A.

Flusso di Dati

DataPayload (contatori cumulativi) → OEE → DataPayload (oee.<blockId>, ecc.)

Esempio (finestra mobile, 60s):

Stream di input:

{ "planned_time_s": 0,   "run_time_s": 0,   "parts_total": 0,   "parts_good": 0   }
{ "planned_time_s": 60,  "run_time_s": 55,  "parts_total": 12,  "parts_good": 11  }
{ "planned_time_s": 120, "run_time_s": 110, "parts_total": 24,  "parts_good": 22  }

Con idealCycleTimeSeconds: 4.5, windowSeconds: 60:

Dopo il terzo campione:

• ΔPlanned = 60s, ΔRun = 55s, ΔTotal = 12, ΔGood = 11
• A = 55/60 = 0.917
• P = (4.5 × 12) / 55 = 0.982
• Q = 11/12 = 0.917
• OEE = 0.917 × 0.982 × 0.917 = 0.826

Output:

{
  "oee.<blockId>": 0.826,
  "availability.<blockId>": 0.917,
  "performance.<blockId>": 0.982,
  "quality.<blockId>": 0.917,
  "red.<blockId>": 0.6,
  "yellow.<blockId>": 0.8,
  "target.<blockId>": 0.85
}

Casi d’Uso Comuni

1. Gauge OEE Rolling a 15 Minuti

Ideale per dashboard operatore live dove il gauge risponde all’attività recente:

{
  "type": "OEE",
  "config": {
    "fields": {
      "running": "is_running",
      "totalCount": "cumulative_parts",
      "goodCount": "cumulative_good"
    },
    "idealCycleTimeSeconds": 6.0,
    "windowMode": "sliding",
    "windowSeconds": 900,
    "thresholds": { "red": 0.55, "yellow": 0.75 },
    "target": 0.85
  }
}

2. OEE per Turno per Reportistica

{
  "type": "OEE",
  "config": {
    "fields": {
      "plannedProductionTime": "shift_planned_s",
      "runTime": "shift_run_s",
      "idealCycleTime": "ideal_cycle_s",
      "totalCount": "shift_parts_total",
      "goodCount": "shift_parts_good"
    },
    "windowMode": "shift",
    "shiftStart": "06:00",
    "shiftEnd": "14:00",
    "timezone": "Europe/Rome",
    "thresholds": { "red": 0.6, "yellow": 0.8 },
    "target": 0.85
  }
}

3. Turno Notturno (Confine Overnight)

{
  "type": "OEE",
  "config": {
    "fields": {
      "running": "running_flag",
      "totalCount": "ct_total",
      "goodCount": "ct_good"
    },
    "idealCycleTimeSeconds": 3.2,
    "windowMode": "shift",
    "shiftStart": "22:00",
    "shiftEnd": "06:00",
    "timezone": "America/New_York",
    "thresholds": { "red": 0.5, "yellow": 0.75 },
    "target": 0.8
  }
}

Risoluzione dei Problemi

Output Ha Solo Campi di Styling del Gauge (Nessun oee.*)

Problema: Il payload N/A viene emesso

Soluzioni:

1. Modalità sliding: richiede almeno 2 snapshot nella finestra. Attendi un secondo campione
2. Modalità shift: restituisce N/A quando l’orario corrente è fuori da [shiftStart, shiftEnd]
3. Avvio in modalità shift: il primo campione all’interno del turno stabilisce la baseline; l’OEE apparirà dal secondo campione in poi

non-positive window deltas

Problema: Viene riportato un errore con delta riportati come 0 o negativi

Soluzioni:

1. I contatori devono essere monotonicamente crescenti. Se il dispositivo li resetta (es. al cambio turno), avvolgi l’input in un Transform per convertirli in delta prima, oppure dividi l’istanza OEE per turno
2. Conferma che i nomi dei campi mappino a valori non zero
3. Se la finestra è molto breve (windowSeconds: 10) e la linea è inattiva, i delta possono essere esattamente zero; allarga la finestra

Errori di Valore Non Valido

Problema: Errori invalid value for "..."

Soluzioni:

1. I valori devono essere numeri finiti non negativi. NaN, infinity e negativi vengono rifiutati
2. Le stringhe sono tollerate solo se vengono interpretate come un float finito non negativo
3. Se la sorgente emette booleani per “running”, assicurati che sia configurato il campo running — non runTime

OEE Bloccato a 1.0

Problema: OEE sospettosamente perfetto

Soluzioni:

1. Controlla che idealCycleTime sia realistico. Un ideale eccessivamente lento rende Prestazioni ≥ 1, che viene limitato a 1
2. Verifica che runTime < plannedProductionTime. Se sono identici, la Disponibilità è 1.0

Timezone Errato per i Confini di Turno

Problema: Gli inizi/fine turno sono sfasati di N ore

Soluzioni:

1. Imposta sempre timezone su un nome IANA valido
2. Non usare notazioni di offset come +02:00 — vengono rifiutate

Migliori Pratiche

1. Preferisci i Contatori Riportati dal Dispositivo Quando Disponibili

Se il PLC pubblica runTime e plannedProductionTime come secondi cumulativi, usali direttamente. L’accumulatore interno è un fallback per dispositivi che pubblicano solo un flag running.

2. Abbina la Finestra al Pubblico

• Operatori: finestra mobile di 5-15 minuti
• Supervisori: finestra per turno
• Dirigenti: aggregazione per giorno o settimana (a valle)

3. Calibra idealCycleTime Onestamente

La definizione ISO è “tempo ciclo più veloce sostenibile”, non “brochure di marketing”. Un valore ottimistico deprime le Prestazioni e svaluta l’OEE reale.

4. Abbina a un Filter o Transform a Monte

Se il tuo stream raw contiene payload non correlati, usa Filter per mantenere solo gli aggiornamenti dei contatori prima del blocco OEE.

5. Usa Blocchi OEE Separati per Macchina

Ogni istanza del connettore OEE è namespaced dal blockId, quindi dashboard multi-macchina possono coesistere in un singolo flusso Meddle.

Esempi di Flussi

Pipeline Dashboard di Produzione Completa

ModbusReader (macchina 1) ──┐
ModbusReader (macchina 2) ──┼─→ Merge → Reshape → OEE → Chart (gauge)
ModbusReader (macchina 3) ──┘                         └→ InfluxDb2Writer

1. ModbusReader (×N): Estrae contatori da ogni macchina
2. Merge: Combina payload chiavati per ID macchina
3. Reshape: Normalizza i nomi dei campi per corrispondere alla configurazione OEE
4. OEE: Calcola l’OEE per ogni istanza macchina
5. Chart: Renderizza il gauge con stile red, yellow, target
6. InfluxDb2Writer: Persiste l’OEE per il trending storico

Combo OEE + Allarme

OpcuaReader → OEE → Isa182 (allarme su OEE < 0.5) → Alert (email)

Attiva una notifica quando l’OEE sostenuto scende sotto il 50% — utile per rilevare sottoperformance cronica.

Connettori Correlati

• Chart - Renderizza il gauge dall’output OEE
• ISA-18.2 - Attiva allarmi su OEE basso
• Reshape - Normalizza i nomi dei campi dei contatori
• InfluxDB v2 - Persiste l’OEE per il trending
• Transform - Calcola delta da contatori non monotonici

Risorse Aggiuntive

• OEE Foundation
• SEMI E10 - Specifica per la Definizione e Misurazione di Affidabilità, Disponibilità e Manutenibilità degli Impianti
• ISO 22400 - Indicatori chiave di prestazione (KPI) per la gestione delle operazioni di produzione
• IANA Time Zone Database