Leerlaufzeiten in der Fertigung: Ursachen, Messung, Praxis

Was sind Leerlaufzeiten in der Fertigung?

Leerlaufzeiten sind Zeiträume, in denen eine Maschine oder Anlage betriebsbereit ist, aber nicht produziert. Die Maschine läuft, verbraucht Energie, bindet Personal, aber es entsteht kein Output.

Der Unterschied zu einem Stillstand: Bei einem Stillstand steht die Maschine. Bei einer Leerlaufzeit läuft sie, nur eben leer. Das klingt nach einem kleinen Unterschied. In der Praxis ist es ein grosser, weil Leerlaufzeiten deutlich schwerer zu erkennen sind.

Ein Stillstand ist sichtbar. Die Maschine steht, die Signalleuchte ist rot, jemand meldet das. Eine Leerlaufzeit ist unsichtbar. Die Maschine dreht, das Licht ist grün, aber in der Zuführung fehlt Material. Oder der nächste Auftrag ist noch nicht freigegeben. Oder der Werker wartet auf eine Information vom Meister.

Leerlaufzeiten sind der blinde Fleck der Produktionsplanung. Sie tauchen in den meisten Berichten nicht auf, weil sie weder als geplanter Stillstand noch als ungeplante Störung erfasst werden. Sie fallen in das Niemandsland zwischen "Maschine läuft" und "Maschine produziert".

Warum sind Leerlaufzeiten ein Problem?

Leerlaufzeiten kosten auf drei Ebenen gleichzeitig.

Kapazitätsverlust. Jede Minute Leerlauf ist eine Minute, in der die Maschine hätte produzieren können. Bei einer Anlage mit 60 Teilen pro Stunde und 45 Minuten Leerlauf pro Schicht sind das 45 Teile, die nicht produziert werden. Hochgerechnet auf drei Schichten und 220 Arbeitstage: knapp 30.000 Teile pro Jahr. Nicht wegen einer Störung. Nicht wegen Wartung. Sondern weil niemand die Lücken zwischen den Aufträgen gemessen hat.

Energiekosten. Eine Maschine im Leerlauf verbraucht typischerweise 30 bis 70 Prozent der Energie, die sie unter Last verbraucht. Bei Spritzgussmaschinen, CNC-Bearbeitungszentren oder Öfen summiert sich das schnell auf vierstellige Eurobeträge pro Monat und Maschine.

Verdeckte Ineffizienz. Das ist das eigentliche Problem. Leerlaufzeiten sind der Grund, warum viele Produktionsleiter glauben, ihre Maschinen seien ausgelastet, obwohl sie es nicht sind. Die Maschine meldet "Betrieb". Das MDE-System erfasst "Maschine läuft". Aber niemand fragt: Produziert sie auch?

Wie entstehen Leerlaufzeiten?

Leerlaufzeiten haben selten eine einzelne Ursache. In der Praxis sind es fast immer organisatorische Lücken, die sich zwischen den Prozessschritten auftun.

Fehlende Materialbereitstellung. Die Maschine ist fertig gerüstet, aber das Material steht nicht bereit. Der Stapler kommt zu spät. Die Kommissionierung hat den nächsten Auftrag noch nicht vorbereitet. Die Maschine wartet.

Auftragslücken. Zwischen zwei Fertigungsaufträgen entsteht eine Lücke. Der erste Auftrag ist abgeschlossen, der nächste noch nicht freigegeben. Die Planungsabteilung hat die Aufträge nicht lückenlos eingetaktet. Oder die Feinplanung im ERP hat die tatsächlichen Bearbeitungszeiten falsch geschätzt.

Informationslücken. Der Werker weiss nicht, was als Nächstes kommt. Die Zeichnung fehlt. Die Freigabe vom Qualitätsmanagement steht aus. Der Meister ist in einer Besprechung. Die Maschine könnte laufen, aber die Information, was sie produzieren soll, fehlt.

Personalengpässe. Die Maschine braucht einen Bediener, aber der ist an einer anderen Anlage gebunden. Oder die Schichtübergabe dauert länger als geplant. Oder ein Mitarbeiter fehlt und niemand springt rechtzeitig ein.

Vor- und Nachgelagerte Engpässe. Die Maschine wartet auf Teile aus dem vorgelagerten Prozessschritt. Oder sie produziert schneller als der nachgelagerte Prozess abnehmen kann und muss warten, bis Pufferplätze frei werden.

Rüstorganisation. Nicht die Rüstzeit selbst, sondern die Organisation drum herum: Werkzeuge sind nicht vorbereitet, das Rüstteam ist nicht informiert, die Rüstanweisung ist unklar. Die Maschine steht nicht wegen des Rüstvorgangs, sondern wegen der fehlenden Vorbereitung.

Leerlaufzeiten und die OEE: Wo tauchen sie auf?

In der OEE-Berechnung (Overall Equipment Effectiveness) werden Leerlaufzeiten je nach Dauer und Ursache unterschiedlich verbucht. Und genau hier entsteht das Problem.

Längere Leerlaufzeiten (Auftragslücken, Materialwarten) schlagen sich im Verfügbarkeitsfaktor nieder, wenn sie als Stillstand erfasst werden. Aber viele Unternehmen erfassen sie gar nicht, weil die Maschine ja "läuft".

Kurze Leerlaufzeiten unter einer Minute, sogenannte Mikrostopps, landen im Leistungsfaktor. Die Maschine produziert langsamer als die Solltaktzeit, weil immer wieder kurze Unterbrechungen auftreten. Eine Zuführung stockt, ein Sensor löst zu spät aus, ein Teil klemmt kurz. Jeder einzelne Stopp ist harmlos. In Summe können sie 5 bis 15 Prozent der Leistung kosten.

Das Kernproblem: Wenn Leerlaufzeiten nicht als eigene Kategorie erfasst werden, verschwinden sie in der OEE-Berechnung. Die OEE zeigt dann vielleicht 72 Prozent. Aber niemand weiss, ob die fehlenden 28 Prozent aus Störungen, Rüstzeiten, Qualitätsverlusten oder eben Leerlaufzeiten bestehen.

Das ist der Grund, warum eine automatische Maschinendatenerfassung so wichtig ist. Nicht weil manuelle Erfassung falsch wäre, sondern weil manuelle Erfassung systematisch blind ist für die Zeiten, in denen "nichts passiert".

Wie misst man Leerlaufzeiten?

Leerlaufzeiten zu messen, setzt voraus, dass man zwei Zustände unterscheiden kann: "Maschine läuft" und "Maschine produziert". Das klingt trivial. Technisch ist es das auch. Organisatorisch ist es ein Paradigmenwechsel.

Schritt 1: Maschinenstatus automatisch erfassen. Ein IoT-Gateway oder ein digitaler I/O-Sensor an der Maschine erfasst den Betriebszustand: Maschine ein/aus, Zyklus aktiv/inaktiv, Spindel dreht/steht. Das funktioniert bei modernen Steuerungen über OPC UA, bei älteren Anlagen über digitale Signale. Kein SPS-Eingriff, keine Produktionsunterbrechung.

Schritt 2: Zykluserkennung. Die Maschinendatenerfassung erkennt, wann ein Zyklus stattfindet und wann nicht. Wenn die Maschine eingeschaltet ist, aber kein Zyklus erkannt wird, entsteht ein Leerlauf-Intervall. Sekundengenau, automatisch, ohne dass jemand einen Knopf drücken muss.

Schritt 3: Leerlauf-Intervalle kategorisieren. Nicht jeder Leerlauf hat dieselbe Ursache. Manche Ursachen erkennt das System automatisch (z. B. kein Auftrag zugewiesen). Andere müssen vom Werker am Shopfloor-Client begründet werden: Materialwarten, Informationslücke, Personalengpass.

Schritt 4: Leerlaufzeiten auswerten. Erst wenn Leerlaufzeiten als eigene Kategorie in einem Dashboard sichtbar sind, können sie systematisch reduziert werden. Typische Auswertungen: Leerlauf pro Maschine und Schicht, Top 5 Leerlaufursachen, Leerlaufanteil an der geplanten Produktionszeit, Trend über Wochen und Monate.

Wie reduziert man Leerlaufzeiten?

Die Massnahmen hängen von den Ursachen ab. Deshalb ist die Messung der erste Schritt, nicht die Massnahme.

Gegen Auftragslücken: Feinplanung verbessern. Die häufigste Ursache für Leerlaufzeiten ist eine ungenaue Feinplanung. Wenn die tatsächlichen Bearbeitungszeiten im ERP nicht mit den realen Zeiten übereinstimmen, entstehen Lücken. Die Lösung: Ist-Daten aus der Maschinendatenerfassung zurückspielen und die Planzeiten korrigieren. Bei SYMESTIC geschieht das über die bidirektionale ERP-Schnittstelle.

Gegen Materialwarten: Bereitstellung takten. Material muss nicht nur vorhanden sein, sondern zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort. Das setzt voraus, dass die Logistik weiss, wann ein Auftrag an der Maschine fertig wird. Echtzeit-Auftragsfortschrittsdaten vom MES an die Logistik machen das möglich.

Gegen Informationslücken: Digitale Auftragsinformationen. Wenn der Werker am Shopfloor-Client sieht, welcher Auftrag als Nächstes kommt, inklusive Zeichnung, Einstellparameter und Prüfanweisung, entfällt die Wartezeit auf den Meister. Das ist kein Zukunftsszenario. Das ist eine Standardfunktion moderner MES-Systeme.

Gegen Mikrostopps: Ursachenanalyse mit Echtzeitdaten. Mikrostopps lassen sich nur reduzieren, wenn man sie zuerst sichtbar macht. Eine automatische Maschinendatenerfassung erkennt jeden Stopp ab der ersten Sekunde. Die Pareto-Analyse zeigt, welche Stopps am häufigsten auftreten. Die Korrelation mit SPS-Alarmen zeigt, warum. Dann kann die Instandhaltung gezielt eingreifen.

Gegen Personalengpässe: Transparenz über Maschinenstatus. Wenn auf einem Werksmonitor in Echtzeit sichtbar ist, welche Maschine wartet und warum, kann der Schichtleiter Personal flexibler zuordnen. Das reduziert die Reaktionszeit bei Engpässen von Minuten auf Sekunden.

Praxisbeispiel: Leerlaufzeiten sichtbar machen

Bei Meleghy Automotive (internationaler Automobilzulieferer, Werke in Deutschland, Spanien, Tschechien, Ungarn) war die Ausgangssituation typisch: Die Pressen und Fügelinien liefen, die OEE wurde erfasst, aber die Stillstandsanalyse war unvollständig. Leerlaufzeiten zwischen Aufträgen und während Schichtwechseln wurden nicht systematisch gemessen.

Die Lösung: Automatische Maschinendatenerfassung über die SYMESTIC Cloud-MES-Plattform an den wichtigsten Prozessschritten in allen sechs Werken. Bidirektionale SAP-Anbindung über ABAP IDoc, sodass Aufträge automatisch an der Maschine verfügbar sind und Rückmeldungen ins ERP fliessen.

Die Ergebnisse nach sechs Monaten:

• 10 % weniger Stillstandszeiten durch automatische Erfassung und Kategorisierung
• 7 % Verbesserung der Ausbringung
• 5 % höhere Verfügbarkeit

Der entscheidende Punkt: Ein relevanter Teil der "Stillstandszeit", die vorher als unvermeidlich galt, waren Leerlaufzeiten zwischen Aufträgen. Erst die automatische Erfassung machte sie sichtbar. Erst die Sichtbarkeit ermöglichte die Massnahme: engere Auftragstaktung in Abstimmung mit der Feinplanung.

Leerlaufzeiten vs. Stillstandszeiten vs. Rüstzeiten

Die drei Begriffe werden oft verwechselt. In der Praxis beschreiben sie grundlegend verschiedene Zustände.

Häufige Fragen zu Leerlaufzeiten

Wie hoch ist der typische Leerlaufanteil in einer Fertigung?

In Unternehmen ohne systematische Leerlauferfassung liegt der Anteil typischerweise zwischen 5 und 20 Prozent der geplanten Produktionszeit. Die meisten Produktionsleiter schätzen den Wert deutlich niedriger, weil Leerlaufzeiten in herkömmlichen Berichten nicht auftauchen. Erst die automatische Erfassung zeigt das tatsächliche Ausmass.

Sind Leerlaufzeiten dasselbe wie Wartezeiten?

Im Lean-Kontext ja. "Warten" (Muda) ist eine der sieben Verschwendungsarten und beschreibt genau das: Eine Ressource ist verfügbar, aber wartet auf Input. Im OEE-Kontext ist "Leerlaufzeit" präziser, weil es den Maschinenzustand beschreibt, nicht die Perspektive des Werkers. Eine Maschine hat Leerlauf. Ein Werker wartet. Beides kostet.

Kann man Leerlaufzeiten komplett eliminieren?

Nein. Ein gewisser Anteil ist in jeder Fertigung unvermeidlich, etwa bei Schichtwechseln, kurzen Auftragslücken oder geplanten Pausen. Das Ziel ist nicht null Prozent Leerlauf, sondern die Kenntnis darüber, wie hoch der Leerlauf ist, und die gezielte Reduktion der vermeidbaren Anteile.

Welche Rolle spielt ein MES bei der Reduktion von Leerlaufzeiten?

Ein MES liefert drei Dinge, die für die Leerlaufreduktion entscheidend sind: erstens die automatische Erkennung von Leerlauf-Intervallen (Maschine läuft, aber kein Zyklus), zweitens die Kategorisierung der Ursachen (manuell oder über SPS-Korrelation) und drittens die Echtzeit-Visualisierung auf Dashboards und Werksmonitoren, sodass Schichtleiter und Planer sofort reagieren können.

Was ist der Unterschied zwischen Leerlaufzeiten und der "Hidden Factory"?

Die Hidden Factory beschreibt alle Verluste, die in den offiziellen Kennzahlen nicht auftauchen: unerkannte Nacharbeit, nicht erfasste Stillstände, ungenaue Taktzeitmessung. Leerlaufzeiten sind ein Teil dieser Hidden Factory. Sie sind der Anteil der Verluste, der entsteht, weil die Maschine zwar "läuft", aber nicht produziert. Wer die Hidden Factory aufdecken will, muss bei den Leerlaufzeiten anfangen.

Über den Autor:

Christian Fieg

Head of Sales bei SYMESTIC. Zuvor Johnson Controls, Visteon, iTAC, Dürr. Six Sigma Black Belt. 25+ Jahre Fertigungsindustrie.
LinkedIn