Betriebsstörung: Definition, Ursachen und Erfassung

Was ist eine Betriebsstörung?

Eine Betriebsstörung ist jede unvorhergesehene Unterbrechung oder Beeinträchtigung des normalen Betriebsablaufs. In der Fertigung bedeutet das: Die Maschine steht, die Maschine läuft langsamer als geplant, oder die Maschine produziert Ausschuss. Der Produktionsplan wird nicht eingehalten. Output geht verloren.

In der DIN 31051 (Instandhaltung) wird eine Betriebsstörung als "Zustand einer Betrachtungseinheit, in dem sie eine geforderte Funktion nicht erfüllen kann" beschrieben. In der Praxis ist der Begriff weiter gefasst: Auch organisatorische Störungen (fehlendes Material, fehlendes Personal) und externe Störungen (Stromausfall, Lieferausfall) sind Betriebsstörungen, weil sie die Produktion unterbrechen.

Der entscheidende Punkt: Betriebsstörungen sind in jeder Fertigung unvermeidlich. Die Frage ist nicht, ob sie auftreten, sondern wie schnell sie erkannt werden, wie lange sie dauern, wie oft sie wiederkehren und ob die Ursachen systematisch beseitigt werden. All das setzt voraus, dass Störungen erfasst und dokumentiert werden. Ohne Erfassung gibt es keine Analyse. Ohne Analyse gibt es keine Verbesserung.

Arten von Betriebsstörungen in der Fertigung

In der OEE-Systematik fallen technische und organisatorische Störungen in den Verfügbarkeitsverlust (die Maschine steht). Mikrostörungen fallen in den Leistungsverlust (die Maschine läuft, aber nicht mit geplanter Geschwindigkeit). Qualitätsstörungen fallen in den Qualitätsverlust. Zusammen bilden sie die "Six Big Losses", die sechs größten Verlustquellen in der Fertigung.

Beispiel: Eine Schicht ohne und mit Störungserfassung

Eine CNC-Fräse läuft im Zweischichtbetrieb. Geplante Produktionszeit pro Schicht: 8 Stunden. In der Frühschicht treten folgende Störungen auf:

Ohne Erfassung: Der Schichtleiter fragt am Ende der Schicht: "Wie lief's?" Der Bediener sagt: "Ging so, hatten ein paar Probleme." Im Schichtbericht steht: "Produktion lief mit kleineren Unterbrechungen." Niemand weiß, dass 115 Minuten verloren gingen. Niemand weiß, dass die Materialbereitstellung 25 Minuten gekostet hat. Niemand weiß, dass die Hydraulik ein Symptom zeigt, das in zwei Wochen zum Totalausfall führen wird.

Mit automatischer Erfassung: Das MES registriert jeden Stillstand automatisch (Beginn, Ende, Dauer). Der Bediener qualifiziert die Ursache am Bildschirm: "Werkzeugtausch", "Material fehlt", "Hydraulik-Alarm". Am Ende der Schicht zeigt das System: 115 Minuten Stillstand = 24 % der geplanten Produktionszeit. Verfügbarkeit: 76 %. Die Materialwartezeit (25 min) ist ein organisatorisches Problem. Die Hydraulik-Warnung (35 min) ist ein Frühindikator. Die Mikrostörung (3 min Spindelstrom-Alarm) wiederholt sich seit drei Tagen, immer um dieselbe Uhrzeit.

Technische vs. organisatorische Störungen: Warum die Unterscheidung entscheidend ist

Die meisten Werke erfassen Störungen als "Maschinenstillstand" ohne weitere Differenzierung. Das Problem: Technische Störungen und organisatorische Störungen erfordern unterschiedliche Gegenmaßnahmen.

In vielen Werken liegt der grössere Anteil der Stillstandszeit bei organisatorischen Ursachen, nicht bei technischen. Materialwartezeiten, Rüstwartezeiten, fehlende Aufträge, Personalwechsel. Aber weil diese Stillstände nicht als "Störung" wahrgenommen werden ("das ist halt so"), werden sie nicht erfasst und nicht adressiert. Ein MES, das Stillstände automatisch erfasst und der Bediener die Ursache klassifiziert, macht diesen blinden Fleck sichtbar.

Stillstandserfassung und Pareto-Analyse

Die wichtigste Analyse für Betriebsstörungen ist die Pareto-Analyse (auch: Stillstands-Pareto, Top-10-Störungsursachen). Sie zeigt: Welche Störungsursachen verursachen die meiste Ausfallzeit?

Das Prinzip: 20 % der Ursachen verursachen 80 % der Ausfallzeit. Wenn ein Werk 50 verschiedene Stillstandsursachen hat, sind typischerweise 5-8 davon für den Großteil der Verluste verantwortlich. Die Pareto-Analyse identifiziert genau diese.

Die Voraussetzung: Jeder Stillstand muss erfasst und einer Ursache zugeordnet werden. Ohne Ursachenzuordnung gibt es kein Pareto. Ohne Pareto gibt es keine gezielte Verbesserung. Stattdessen wird an allen Fronten gleichzeitig gearbeitet, ohne zu wissen, wo der größte Hebel liegt.

SYMESTIC erfasst Stillstände automatisch: Beginn, Ende, Dauer, Maschine, Schicht, Auftrag. Der Bediener qualifiziert die Ursache am Shopfloor-Client aus einem konfigurierbaren Ursachenkatalog. Das System erstellt automatisch das Stillstands-Pareto: sortiert nach kumulierter Dauer, nach Häufigkeit oder nach Maschine. Trends zeigen, ob eine Ursache häufiger wird oder ob eingeleitete Maßnahmen wirken.

Bei Schmiedetechnik Plettenberg machte sich genau dieser Mechanismus "unmittelbar bemerkbar": "Stillstände wurden schneller erkannt, Ursachen konnten direkt überprüft werden." Bei Neoperl führte die automatische Erfassung und Begründung zu "10 % weniger Stillstände" und "8 % höherer Anlagenverfügbarkeit". Bei Meleghy Automotive sank die Stillstandszeit um 10 % über 6 Werke hinweg. Der gemeinsame Nenner: Die Störungen waren vorher auch da. Aber ohne automatische Erfassung waren sie unsichtbar.

Betriebsstörung und OEE

Jede Betriebsstörung reduziert die OEE. Die Art der Störung bestimmt, welchen OEE-Faktor sie trifft:

Die OEE macht sichtbar, wie viel der geplanten Produktionszeit tatsächlich für die Herstellung guter Teile genutzt wird. In den meisten Werken ist die Verfügbarkeit (= Stillstände durch Betriebsstörungen) der grösste Verlustfaktor. Typisch: 10-20 % der geplanten Produktionszeit gehen durch ungeplante Stillstände verloren. Die Stillstandserfassung im MES liefert die Daten, um diese Verluste aufzuschlüsseln und gezielt zu reduzieren.

Häufige Fragen zu Betriebsstörungen

Was ist der Unterschied zwischen einer Betriebsstörung und einem Stillstand?

Ein Stillstand ist ein Zustand: Die Maschine steht. Eine Betriebsstörung ist die Ursache: Warum steht die Maschine? Nicht jeder Stillstand ist eine Störung. Ein geplanter Stillstand (Wartung, Rüsten, Pause) ist keine Störung. Ein ungeplanter Stillstand (Maschinendefekt, Materialmangel) ist eine Störung. In der OEE-Systematik werden beide als Verfügbarkeitsverlust gezählt, aber die Unterscheidung ist wichtig: Geplante Stillstände werden durch bessere Planung reduziert. Ungeplante Stillstände werden durch Instandhaltung und Prozessverbesserung reduziert.

Wie werden Betriebsstörungen in der Praxis erfasst?

Drei Methoden: (1) Manuell auf Papier (Schichtbericht, Störmeldung). Problem: Zeitverzug, ungenaue Zeiten, keine systematische Auswertung. (2) Manuell am System (Bediener gibt Stillstand am Terminal ein). Problem: Bediener vergisst Eingabe, Zeiten sind geschätzt. (3) Automatisch durch das MES (Maschine meldet Stillstand automatisch, Bediener qualifiziert nur die Ursache). Vorteil: Exakte Zeiten, vollständige Erfassung, kein Verlust, sofortige Analyse. Die automatische Erfassung ist der Standard in modernen Fertigungen, weil sie die einzige Methode ist, die auch Mikrostörungen zuverlässig erfasst.

Wie berechne ich die Kosten einer Betriebsstörung?

Grundformel: Ausfallkosten = Stilstandszeit × (Deckungsbeitrag pro Stunde + Personalkosten pro Stunde + ggf. Vertragsstrafen + ggf. Folgekosten). Beispiel: Eine Spritzgussmaschine hat einen Deckungsbeitrag von 400 EUR/Stunde. Personalkosten: 60 EUR/Stunde. Ein ungeplanter Stillstand von 3 Stunden kostet: 3 × (400 + 60) = 1.380 EUR. Dazu kommen: Anlaufverluste nach Wiederstart, mögliche Ausschussteile, Eilbestellung von Ersatzteilen, Überstunden. Die tatsächlichen Kosten liegen oft 30-50 % über den reinen Produktionsverlustkosten.

Was ist der Zusammenhang zwischen Betriebsstörungen und MTBF/MTTR?

MTBF (Mean Time Between Failures) misst die durchschnittliche Betriebszeit zwischen zwei Störungen. MTTR (Mean Time to Repair) misst die durchschnittliche Dauer einer Reparatur. Zusammen beschreiben sie das Störungsverhalten einer Maschine: Wie oft fällt sie aus (MTBF) und wie schnell wird sie repariert (MTTR)? Die Verfügbarkeit berechnet sich als: MTBF / (MTBF + MTTR). Beispiel: MTBF = 50 Stunden, MTTR = 2 Stunden → Verfügbarkeit = 50 / 52 = 96,2 %. Um die Verfügbarkeit zu erhöhen, muss entweder die MTBF steigen (weniger Ausfälle) oder die MTTR sinken (schnellere Reparatur).

Wie hängen Betriebsstörungen mit einem MES zusammen?

Ein MES erfasst Betriebsstörungen automatisch, indem es den Maschinenzustand in Echtzeit überwacht. Produziert die Maschine? Steht sie? Seit wann? Wie lange? Der Bediener qualifiziert die Ursache am Shopfloor-Client. Das System verdichtet die Daten zu Stillstands-Pareto, Verfügbarkeitstrends und MTBF/MTTR-Kennzahlen. Die Alarmierung (Benachrichtigung bei Maschinenstillstand) verkürzt die Reaktionszeit. Die Korrelation mit Prozessdaten (Temperatur, Druck) zeigt, ob einer Störung ein messbares Symptom vorausging. Ohne MES bleiben Betriebsstörungen eine Sammlung von Anekdoten im Schichtbericht. Mit MES werden sie eine Datenbasis für systematische Verbesserung.

Über den Autor:

Martin Brandel

MES Consultant und Projektleiter bei der symestic GmbH. Über 30 Jahre Erfahrung in industrieller Automatisierung und Maschinenanbindung. Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik.