Ausfallzeiten in der Fertigung: Definition, Kosten & Reduzierung

Was sind Ausfallzeiten?

Ausfallzeiten (englisch: Downtime) sind alle Zeiträume, in denen eine Produktionsanlage nicht produziert, obwohl sie laut Plan produzieren sollte. Die Anlage steht still, aber die Fixkosten (Maschine, Personal, Fläche, Energie) laufen weiter. Keine Teile werden produziert, kein Wertschöpfungsbeitrag entsteht.

In der OEE-Methodik reduzieren Ausfallzeiten den Faktor Verfügbarkeit. Sie gehören zu den größten Verlustquellen in der diskreten Fertigung und sind in den meisten Betrieben der wichtigste Hebel zur Produktivitätssteigerung.

Wichtige Abgrenzung: In der Praxis werden „Ausfallzeit", „Maschinenstillstand" und „Stillstandszeit" oft synonym verwendet. Im OEE-Kontext ist die Unterscheidung präziser: Ausfallzeit ist die Oberkategorie. Darunter fallen geplante Stillstände (Wartung, Rüsten) und ungeplante Stillstände (Störungen, Defekte). Beide reduzieren die Verfügbarkeit, erfordern aber völlig unterschiedliche Gegenmaßnahmen.

Geplant vs. ungeplant: Die Taxonomie der Ausfallzeiten

Nicht jede Ausfallzeit ist gleich. Die folgende Klassifikation orientiert sich an den Six Big Losses der TPM-Methodik und bildet die Grundlage für eine systematische Analyse:

In der Praxis verteilen sich die Ausfallzeiten in einem typischen Fertigungsbetrieb ungefähr so: 30 bis 40 % Rüsten, 25 bis 35 % technische Störungen, 15 bis 25 % organisatorische Stillstände, 10 bis 15 % geplante Wartung. Die Verteilung variiert stark nach Branche und Automatisierungsgrad. Im Spritzguss dominiert das Rüsten (Formwechsel), in der Metallverarbeitung dominieren technische Störungen (Werkzeugbruch, Spindeldefekt), in der Lebensmittelindustrie dominieren Reinigungszeiten.

Was kostet eine Minute Ausfallzeit?

Jede Minute Ausfallzeit kostet den vollständigen Stundensatz der Anlage plus Personalkosten, ohne dass Teile produziert werden. Die Kosten pro Minute berechnen sich als:

Ausfallkosten pro Minute = (Maschinenstundensatz + Personalstundensatz) / 60

Rechenbeispiel: Maschinenstundensatz = 45 €/h. Personalkosten = 35 €/h. Gesamtkosten pro Stunde = 80 €/h. Kosten pro Minute Ausfallzeit = 1,33 €.

Dazu kommen die entgangenen Gutteile. Bei 60 Teilen pro Stunde und 2 € Deckungsbeitrag pro Teil entsprechen 60 Minuten Ausfallzeit 120 € entgangener Deckungsbeitrag zusätzlich zu den 80 € direkten Kosten. In Summe: 200 € pro Schicht, 138.000 € pro Jahr, pro Anlage.

Bei einem Betrieb mit 20 Anlagen und durchschnittlich 60 Minuten Ausfallzeit pro Schicht ergeben sich 2,76 Mio. € Verlust pro Jahr. Das ist der Grund, warum Ausfallzeitreduzierung der wirkungsvollste Hebel für die Produktionskostensenkung in der diskreten Fertigung ist.

Die Kennzahlen: MTBF, MTTR und Verfügbarkeit

Drei Kennzahlen beschreiben das Ausfallverhalten einer Anlage:

Rechenbeispiel: Eine Anlage läuft in einer Schicht (450 Minuten geplante Produktionszeit) mit 3 ungeplanten Störungen von jeweils 20 Minuten. MTBF = (450 - 60) / 3 = 130 Minuten. MTTR = 60 / 3 = 20 Minuten. Verfügbarkeit = (450 - 60) / 450 = 86,7 %.

Die beiden Kennzahlen zeigen unterschiedliche Optimierungsansätze: Ein niedriger MTBF (häufige Störungen) erfordert präventive Wartung und Root Cause Analysis. Ein hoher MTTR (lange Reparaturzeiten) erfordert besseres Ersatzteilmanagement, schnellere Störungsmeldung und Standardisierung der Reparaturabläufe.

Die Pareto-Analyse: Die 3 bis 5 wichtigsten Ursachen finden

In der Praxis gilt das Pareto-Prinzip: 3 bis 5 Ursachen verursachen 70 bis 80 % der gesamten Ausfallzeit. Die Herausforderung ist, diese Top-Ursachen zu identifizieren. Ohne Daten basiert die Einschätzung auf dem Bauchgefühl der Schichtleiter, und das ist regelmäßig falsch.

Die Methode: Jeder Stillstand wird mit Zeitstempel, Dauer und Ursachenkategorie erfasst. Aus den Daten wird ein Pareto-Diagramm erstellt: Ursachen absteigend nach kumulierter Ausfallzeit sortiert. Die ersten 3 bis 5 Balken zeigen, wo 80 % der Ausfallzeit liegen.

Typische Top-Ursachen in der diskreten Fertigung:

Die Pareto-Analyse liefert die Priorisierung: Erst die größte Ursache adressieren, dann die zweitgrößte. Nicht 10 Maßnahmen gleichzeitig, sondern fokussiert die Top-3-Verlustursachen beseitigen.

Ausfallzeiten in der OEE: Wo genau sie auftauchen

Die OEE-Formel: Verfügbarkeit x Leistung x Qualität = OEE.

Ausfallzeiten wirken auf den Faktor Verfügbarkeit:

Verfügbarkeit = (Geplante Produktionszeit - Ausfallzeit) / Geplante Produktionszeit

In den Six Big Losses nach TPM sind zwei Verlustarten dem Faktor Verfügbarkeit zugeordnet:

• Equipment Failure (Anlagenausfall): Ungeplante technische Störungen. Gegenmaßnahme: TPM, Condition Monitoring.
• Setup and Adjustments (Rüsten und Einstellen): Geplante Produktwechsel und Einstellarbeiten. Gegenmaßnahme: SMED.

Kurzstillstände (unter 5 Minuten) werden in der OEE-Methodik nicht als Verfügbarkeitsverlust, sondern als Leistungsverlust gewertet (Speed Loss / Minor Stops). Das ist ein häufiger Fehler bei der OEE-Berechnung: Wer Kurzstillstände als Verfügbarkeitsverlust bucht, verfälscht beide Faktoren.

Ausfallzeiten erfassen: Manuell vs. automatisch

Die Qualität der Ausfallzeit-Analyse hängt von der Qualität der Datenerfassung ab. Die beiden Ansätze im Vergleich:

In der Praxis zeigt sich bei der Umstellung von manueller auf automatische Erfassung regelmäßig: Die reale Ausfallzeit liegt 20 bis 30 % höher als bisher angenommen. Nicht weil die Anlage schlechter läuft, sondern weil erstmals korrekt gemessen wird. Das ist kein Problem, sondern der erste Schritt zur Verbesserung: Nur was gemessen wird, kann verbessert werden.

Strategien zur Reduzierung von Ausfallzeiten

Die Reihenfolge in der Praxis: Zuerst die Datenbasis schaffen (automatische Erfassung), dann die Top-Ursachen identifizieren (Pareto), dann gezielte Maßnahmen an den 3 bis 5 größten Verlustursachen. Ein MES liefert die Echtzeit-Daten für den gesamten Kreislauf: Erfassen, Analysieren, Maßnahmen ableiten, Wirksamkeit prüfen.

Häufige Fragen zu Ausfallzeiten

Was ist der Unterschied zwischen Ausfallzeit und Maschinenstillstand?
Ausfallzeit (Downtime) ist der Oberbegriff für alle Zeiträume, in denen eine Anlage nicht produziert, obwohl sie laut Plan produzieren sollte. Maschinenstillstand beschreibt den Zustand der Anlage (steht still). Ein Maschinenstillstand kann geplant (Wartung, Rüsten) oder ungeplant (Störung) sein. Beide sind Ausfallzeiten, erfordern aber unterschiedliche Gegenmaßnahmen.

Was kostet eine Stunde Ausfallzeit?
Die Kosten berechnen sich aus Maschinenstundensatz + Personalkosten + entgangenem Deckungsbeitrag. Bei einem typischen Gesamtstundensatz von 80 bis 150 € plus 60 bis 120 € entgangenem Deckungsbeitrag pro Stunde liegen die Gesamtkosten bei 140 bis 270 € pro Stunde pro Anlage. Bei 20 Anlagen und 60 Minuten Ausfallzeit pro Schicht ergibt das 1,9 bis 3,7 Mio. € Verlust pro Jahr.

Was sind MTBF und MTTR?
MTBF (Mean Time Between Failures) ist die durchschnittliche Laufzeit zwischen zwei ungeplanten Störungen. MTTR (Mean Time To Repair) ist die durchschnittliche Reparaturzeit pro Störung. MTBF misst die Zuverlässigkeit, MTTR die Reaktionsfähigkeit der Instandhaltung. Beide zusammen bestimmen die Verfügbarkeit.

Wie werden Kurzstillstände in der OEE behandelt?
Kurzstillstände (unter 5 Minuten, oft unter 1 Minute) werden in der OEE-Methodik nicht als Verfügbarkeitsverlust gewertet, sondern als Leistungsverlust (Minor Stops / Speed Loss). Sie reduzieren den OEE-Faktor Leistung, nicht den Faktor Verfügbarkeit. Ein häufiger Fehler ist, Kurzstillstände als Verfügbarkeitsverlust zu buchen, was beide Faktoren verfälscht.

Was bringt eine automatische Stillstandserfassung?
Transparenz. Bei der Umstellung von manueller auf automatische Erfassung zeigt sich regelmäßig, dass die reale Ausfallzeit 20 bis 30 % höher liegt als bisher angenommen. Dazu kommt die Pareto-Fähigkeit: Automatisch erfasste Daten ermöglichen eine Ursachenanalyse, die zeigt, welche 3 bis 5 Störungsursachen 80 % der Ausfallzeit verursachen.