Maschinenverfügbarkeit: Definition und die 6 Verfügbarkeitsverluste

Was ist Maschinenverfügbarkeit?

Die Maschinenverfügbarkeit gibt an, welchen Anteil der geplanten Produktionszeit eine Maschine tatsächlich produziert hat. Sie ist der erste und oft wirkungsstärkste der drei OEE-Faktoren (Verfügbarkeit, Leistung, Qualität).

Die Grundformel:

Maschinenverfügbarkeit (%) = Laufzeit / Geplante Produktionszeit x 100

Laufzeit ist dabei die geplante Produktionszeit abzüglich aller Stillstände, ob geplant (Rüsten, geplante Wartung) oder ungeplant (Störungen, Materialwarten, organisatorische Stopps). Die geplante Produktionszeit ist die Kalenderzeit abzüglich der Zeiten, in denen die Maschine planmäßig nicht produzieren soll (Wochenende, Feiertage, produktionsfreie Schichten).

Der entscheidende Punkt: Die Maschinenverfügbarkeit in der OEE-Systematik misst nicht, ob die Maschine funktionsfähig ist (das wäre die technische Verfügbarkeit), sondern ob sie tatsächlich produziert. Eine Maschine kann technisch einwandfrei sein und trotzdem eine niedrige OEE-Verfügbarkeit haben, weil sie auf Material wartet, gerüstet wird oder der Bediener fehlt.

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Technische Verfügbarkeit vs. OEE-Verfügbarkeit: Zwei Kennzahlen, zwei Aussagen

In der Praxis werden diese beiden Begriffe ständig verwechselt. Das führt zu falschen Schlussfolgerungen und falschen Maßnahmen.

Hier geht es zum MTTR/MTBF-Rechner.

Ein häufiges Szenario: Die Instandhaltung meldet 97 % technische Verfügbarkeit. Die Produktionsleitung sieht 72 % OEE-Verfügbarkeit. Beide Zahlen stimmen. Die Differenz von 25 Prozentpunkten sind Rüstzeiten, Materialwarten, Schichtwechsel-Verluste und organisatorische Stillstände. Diese Verluste sind nicht Aufgabe der Instandhaltung, sie liegen in der Produktionsorganisation. Wer nur die technische Verfügbarkeit optimiert, adressiert weniger als ein Drittel des Problems.

Maschinenverfügbarkeit oder Anlagenverfügbarkeit?

Die beiden Begriffe werden oft gleich verwendet, meinen aber nicht dasselbe Objekt. Maschinenverfügbarkeit bezieht sich auf eine einzelne Maschine: Wie viel der geplanten Zeit hat sie produziert? Anlagenverfügbarkeit bezieht sich auf eine Anlage oder Linie aus mehreren Maschinen, die zusammenarbeiten.

Der Unterschied ist mehr als Wortwahl. An einer verketteten Linie bestimmt der Engpass, was die Linie schafft. Eine Maschine davor kann stehen, ohne dass die Linie Ausbringung verliert, solange ein Puffer den Engpass versorgt. Umgekehrt kann jede einzelne Maschine eine hohe Verfügbarkeit melden und die Linie trotzdem weniger schaffen, weil die Stopps an unterschiedlichen Stellen zu unterschiedlichen Zeiten auftreten. Die Anlagenverfügbarkeit wird deshalb am Engpass gemessen, die Ursachen liefern die Zustände der übrigen Maschinen. Wie das an einer Linie aussieht, beschreibt OEE an Verpackungslinien. Ob sich dafür ein MES lohnt, zeigen die 7 Anzeichen, dass Ihre Produktion ein MES braucht.

Maschinenverfügbarkeit berechnen: Rechenbeispiel mit Stillstandsaufschlüsselung

Eine Spritzgussmaschine ist für zwei Schichten geplant (960 Minuten geplante Produktionszeit). Während des Tages treten folgende Stillstände auf:

Gesamte Stillstandszeit: 170 Minuten

Laufzeit: 960 - 170 = 790 Minuten

Maschinenverfügbarkeit: 790 / 960 = 82,3 %

Die Zahl 82,3 % allein ist wenig aussagekräftig. Erst die Verteilung zeigt, wo der Hebel liegt: 90 Minuten Rüsten (53 % der Verluste), 35 Minuten technische Störung (21 %), 45 Minuten organisatorische Stillstände (26 %). In diesem Fall ist SMED (Rüstzeitoptimierung) der größte Hebel, nicht die Instandhaltung. Ohne die Aufschlüsselung hätte die Standardreaktion "mehr vorbeugende Wartung" nur 21 % der Verluste adressiert.

Die 6 typischen Verfügbarkeitsverluste in der Fertigung

Die Maschinenverfügbarkeit wird durch sechs Verlustarten reduziert. Jede Verlustart hat eine andere Ursache und erfordert eine andere Gegenmaßnahme.

Die Erfahrung aus der Praxis zeigt ein klares Muster: Die meisten Betriebe adressieren technische Störungen zuerst, weil sie auffällig sind. Aber Rüstzeiten und organisatorische Stillstände machen zusammen oft 40 bis 70 % der Verfügbarkeitsverluste aus. Und Mikrostillstände (8 bis 12 %) werden bei manueller Erfassung gar nicht sichtbar, weil der Bediener Stopps unter 2 bis 3 Minuten nicht als Stillstand wahrnimmt.

Warum manuelle Erfassung die Maschinenverfügbarkeit systematisch überschätzt

Bei manueller Erfassung notiert der Bediener die großen Stillstände am Schichtende: "45 Minuten Rüsten, 20 Minuten Störung". Mikrostillstände, kurze Wartezeiten und Schichtwechsel-Verluste fallen weg. Das Ergebnis: Die manuell gemeldete Verfügbarkeit liegt typischerweise 10 bis 20 Prozentpunkte über dem tatsächlichen Wert.

Automatische Maschinendatenerfassung über SPS-Signale, OPC-UA oder digitale I/O ändert das grundlegend. Die Maschine meldet ihren Zustand selbst: läuft, steht, rüstet, Störung. Jede Sekunde wird erfasst und kategorisiert.

Bei einem Automobilzulieferer (Spritzguss-, Kaltschäum- und Stanzprozesse) läuft die automatische Verfügbarkeitserfassung über mehr als 500 Anlagen in 12 Werken. Der Nutzen kommt nicht durch neue Technologie, sondern durch Transparenz: Erstmals sind die Verfügbarkeitsverluste pro Anlage, Schicht und Stillstandsgrund sichtbar und vergleichbar.

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Case Study

Bei vollautomatischen Montagelinien liegt der Schlüssel in der Korrelation: Werden SPS-Alarme automatisch mit Stillständen und Qualitätsdefekten verknüpft, zeigt sich, welcher Alarm welchem Stillstand vorausgeht. So werden systematische Ursachen sichtbar, die bei manueller Erfassung nicht auffallen.

Bei einem Pharma-Verpackungsbetrieb (Blister, Sachets, Ampullen) wurden alle Linien innerhalb von 3 Wochen angebunden, ohne Eingriff in die SPS. Auch hier: Die Linien liefen vorher schon. Aber ohne die sekundengenaue Erfassung wusste niemand, wo die Verfügbarkeit tatsächlich verloren ging.

Maschinenverfügbarkeit und OEE: Wie der Verfügbarkeitsfaktor die Gesamt-OEE dominiert

Die OEE multipliziert drei Faktoren: Verfügbarkeit x Leistung x Qualität. Mathematisch bedeutet das: Der Faktor mit dem niedrigsten Wert hat den größten Einfluss auf die Gesamt-OEE. In der Praxis ist das fast immer die Verfügbarkeit.

Ein Beispiel: Eine Anlage hat 78 % Verfügbarkeit, 92 % Leistung und 97 % Qualität. Die OEE beträgt 69,6 %. Wenn die Verfügbarkeit um 5 Prozentpunkte auf 83 % steigt, steigt die OEE auf 74,1 %. Dieselben 5 Prozentpunkte bei der Leistung (97 %) hätten die OEE nur auf 73,4 % gebracht, bei der Qualität (aus 97 % wird praktisch kaum 5 PP mehr möglich) noch weniger.

Die Maschinenverfügbarkeit ist damit der wirkungsstärkste Hebel für die OEE-Verbesserung. Das gilt besonders in der diskreten Fertigung, wo Qualitätsraten typischerweise über 95 % liegen und Leistungsraten über 85 %, aber die Verfügbarkeit oft zwischen 65 % und 80 % schwankt.

Häufige Fragen zur Maschinenverfügbarkeit

Was ist Maschinenverfügbarkeit?
Die Maschinenverfügbarkeit gibt an, welchen Anteil der geplanten Produktionszeit eine Maschine tatsächlich produziert hat. Sie berechnet sich als Laufzeit geteilt durch geplante Produktionszeit und ist der erste Faktor der OEE.

Was ist der Unterschied zwischen Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit?
Die Maschinenverfügbarkeit gilt für eine einzelne Maschine, die Anlagenverfügbarkeit für eine Anlage oder Linie aus mehreren Maschinen. An einer Linie wird sie am Engpass gemessen, weil er bestimmt, was die Linie schafft.

Was ist der Unterschied zwischen technischer Verfügbarkeit und OEE-Verfügbarkeit?
Die technische Verfügbarkeit (MTBF-basiert) misst, wie zuverlässig die Maschine funktioniert. Die OEE-Verfügbarkeit misst, wie viel der geplanten Zeit tatsächlich produziert wurde, inklusive Rüstzeiten, Materialwarten und organisatorischen Stillständen. Die technische Verfügbarkeit liegt typischerweise 15 bis 25 Prozentpunkte höher.

Was ist eine gute Maschinenverfügbarkeit?
In der diskreten Fertigung liegt die OEE-Verfügbarkeit typischerweise zwischen 70 % und 85 %. Werte über 90 % gelten als Weltklasse. Entscheidend ist nicht der Absolutwert, sondern die Aufschlüsselung der Verluste und deren systematische Reduktion.

Warum ist die Maschinenverfügbarkeit der wichtigste OEE-Faktor?
Weil die Verfügbarkeit in der Praxis fast immer der niedrigste der drei OEE-Faktoren ist. Da OEE multiplikativ berechnet wird, hat der niedrigste Faktor den größten Hebeleffekt. 5 Prozentpunkte mehr Verfügbarkeit bringen mehr OEE-Gewinn als 5 Prozentpunkte mehr Leistung oder Qualität.

Warum sinkt die gemessene Verfügbarkeit bei automatischer Erfassung?
Weil automatische Maschinendatenerfassung alle Stillstände registriert, auch Mikrostillstände unter 2 bis 3 Minuten und kurze organisatorische Wartezeiten, die manuell nicht erfasst werden. Die manuell gemeldete Verfügbarkeit liegt typischerweise 10 bis 20 Prozentpunkte über dem tatsächlichen Wert.

Wie sich die eigene Maschinenverfügbarkeit live und je Anlage auswerten lässt, zeigt eine kostenlose Demo am eigenen Anwendungsfall. Worauf es bei der Software dafür ankommt, steht auf der Seite OEE-Software.