Ausfallzeiten in der Fertigung: Definition, Kosten & Reduzierung

Ausfallzeiten: Bedeutung

Ausfallzeiten (englisch: Downtime) sind die Zeiten, in denen eine Anlage nicht produziert, obwohl sie laut Plan produzieren soll. In der OEE senken sie den Faktor Verfügbarkeit. Die Anlage steht, Personal, Abschreibung und Fläche kosten weiter, und die geplante Menge fehlt.

Im Werk laufen dafür mehrere Wörter nebeneinander. Für eine Auswertung muss klar sein, welches was umfasst:

Wie sich eine Betriebsstörung von anderen Stillständen abgrenzt, erklärt ein eigener Beitrag.

Geplant und ungeplant: die Arten von Ausfallzeiten

Die Einteilung folgt den Six Big Losses der Total Productive Maintenance nach Seiichi Nakajima. Dort zählen zwei Verlustarten zur Verfügbarkeit: Anlagenausfall sowie Rüsten und Einstellen. Kurzstillstände und Leerlauf zählen zur Leistung.

Zwei Festlegungen muss jedes Werk selbst treffen und dann für alle Vergleiche beibehalten. Erstens die Grenze zwischen Kurzstillstand und Stillstand: Eine feste Vorgabe gibt es dafür nicht, Werke legen sie etwa bei zwei oder fünf Minuten fest. Zweitens die geplante Wartung: Wer sie vorab von der geplanten Produktionszeit abzieht, sieht sie nicht in der OEE, wohl aber in der Auslastung der Anlage. Wer Kurzstillstände als Verfügbarkeitsverlust bucht, verschiebt Verluste zwischen zwei OEE-Faktoren und macht beide schwer vergleichbar.

Was eine Stunde Ausfallzeit kostet

Die Kosten hängen davon ab, ob die verlorene Zeit nachgeholt werden kann. Deshalb gibt es zwei Rechnungen (konstruierte Zahlen):

Bei einer Stunde Stillstand je Schicht und 690 Schichten im Jahr (drei Schichten an 230 Arbeitstagen) kostet die ausgelastete Anlage aus dem Beispiel 138.000 € im Jahr, die Anlage mit freier Kapazität 55.200 € plus Nachholkosten. Die Formel für die Kosten je Minute lautet: (Maschinenstundensatz + Personalstundensatz) ÷ 60, bei ausgelasteter Anlage zuzüglich Deckungsbeitrag je Minute. Mit eigenen Werten rechnet der Stillstandskosten-Rechner.

Die Kennzahlen: MTBF, MTTR und Verfügbarkeit

Drei Kennzahlen beschreiben das Ausfallverhalten einer Anlage:

Rechenbeispiel: Eine Schicht hat 450 Minuten geplante Produktionszeit, die Anlage hat drei Störungen von je 20 Minuten. MTBF = (450 − 60) ÷ 3 = 130 Minuten. MTTR = 60 ÷ 3 = 20 Minuten. Verfügbarkeit = 390 ÷ 450 = 86,7 %. Dasselbe Ergebnis liefert MTBF ÷ (MTBF + MTTR) = 130 ÷ 150, solange nur Störungen die Laufzeit unterbrechen. Daran sieht man die zwei Hebel: Eine höhere MTBF heißt seltener stehen, eine niedrigere MTTR heißt kürzer stehen.

Seltene, aber lange Störungen sprechen für Arbeit an der Reparatur: Ersatzteile, Störmeldung, Zugang zur Anlage, Reparaturstandard. Häufige, kurze Störungen sprechen für Arbeit an der Ursache: Wartung und Root Cause Analysis.

Verlustzeitenanalyse: die größten Ursachen zuerst

Ein Pareto-Diagramm sortiert die Stillstandsgründe nach ihrer summierten Dauer, die größte Ursache steht links. Wie stark sich die Ausfallzeit auf wenige Ursachen verteilt, zeigt erst diese Auswertung der eigenen Daten. Voraussetzung ist, dass jeder Stillstand mit Beginn, Dauer und Grund erfasst ist.

Beispiel einer Umformpresse über eine Woche mit 15 Schichten (konstruierte Zahlen):

Die Tabelle zeigt auch, warum Anzahl und Dauer getrennt gehören: Die blockierte Zuführung ist mit 20 Fällen der häufigste Grund, die Hydraulikstörung mit zwei Fällen der längste je Fall. Für die Zuführung hilft eine Änderung an der Zuführung, für die Hydraulik eine schnellere Reparatur. Den größten Block macht aber das Rüsten mit 40 % aus; dort setzt SMED an.

Ausfallzeiten erfassen: von Hand oder automatisch

Wer von Hand auf automatische Erfassung umstellt, kann deshalb mehr Ausfallzeit sehen als vorher. Die Anlage läuft nicht schlechter, es wird mehr davon gemessen. Für Vergleiche mit früheren Monaten heißt das: erst ab dem Umstellungstag vergleichen.

Ausfallzeiten reduzieren: welcher Ansatz welche Kennzahl bewegt

Die Reihenfolge: zuerst messen, dann den größten Grund aus dem Pareto angehen, dann prüfen, ob die Ausfallzeit für diesen Grund tatsächlich sinkt. Ein MES liefert die Daten für alle drei Schritte.

Ausfallzeiten in SYMESTIC

SYMESTIC ist ein Cloud-MES und erfasst Stillstände automatisch. Liefert die Maschine ein Stillstandssignal, wird es genutzt; sonst erkennt SYMESTIC den Stillstand daran, dass keine Bauteile mehr gezählt werden. Bediener ordnen den Stillstandsgrund zu, Rüsten erscheint als eigener Grund. MTBF und MTTR stehen je Anlage bereit, Störmeldungen gehen per Push oder E-Mail an die Instandhaltung, und die Daten lassen sich per REST-API an eine Instandhaltungssoftware übergeben. Bei Meleghy Automotive mit vier Werken in Deutschland, Spanien, Tschechien und Ungarn sanken die Stillstandszeiten um 10 %. Mehr auf der Seite Stillstandszeiten reduzieren.

Häufige Fragen zu Ausfallzeiten

Was ist der Unterschied zwischen Ausfallzeit und Maschinenstillstand?
Ausfallzeit ist der Oberbegriff für jede Zeit ohne Produktion innerhalb der geplanten Produktionszeit, Maschinenstillstand beschreibt den Zustand der Anlage. Die Arten stehen im Abschnitt „Geplant und ungeplant“.

Was kostet eine Stunde Ausfallzeit?
Mindestens Maschinenstundensatz plus Personalkosten, am Engpass kommt der Deckungsbeitrag der fehlenden Teile hinzu. Die Rechnung steht im Abschnitt „Was eine Stunde Ausfallzeit kostet“.

Was sind MTBF und MTTR?
MTBF ist die mittlere Laufzeit zwischen zwei Störungen, MTTR die mittlere Dauer einer Störung bis zum Wiederanlauf. Die Formel steht im Abschnitt „Die Kennzahlen: MTBF, MTTR und Verfügbarkeit“.

Wie werden Kurzstillstände in der OEE behandelt?
Nach den Six Big Losses zählen sie zur Leistung, nicht zur Verfügbarkeit. Die Grenze zum Kurzstillstand legt jedes Werk selbst fest.

Was bringt eine automatische Stillstandserfassung?
Gemessene statt geschätzte Dauer und der Grund noch während des Stillstands. Mehr dazu im Abschnitt „Ausfallzeiten erfassen: von Hand oder automatisch“.

Wie Ihre Stillstände automatisch erfasst und ausgewertet aussehen, zeigt eine kostenlose Live-Demo am eigenen Anwendungsfall.