Prozessunterbrechungen in der Fertigung: Ursachen und Praxis

Was ist eine Prozessunterbrechung?

Eine Prozessunterbrechung ist jedes Ereignis, das den geplanten Ablauf einer Fertigung stoppt oder verlangsamt. Die Maschine steht, der Prozess stockt, die Linie produziert nicht wie geplant.

Der Begriff ist breiter als "Maschinenstillstand". Ein Maschinenstillstand ist eine Unterkategorie: Die Maschine selbst ist defekt. Aber eine Prozessunterbrechung kann auch eintreten, wenn die Maschine betriebsbereit ist, der Prozess aber trotzdem nicht läuft. Material fehlt, Bediener fehlt, Auftrag fehlt, Qualitätssperre, Rüstvorgang dauert länger als geplant, nachgelagerte Station ist blockiert.

In der Praxis ist jede Prozessunterbrechung ein Verfügbarkeitsverlust. Jede Minute, in der der Prozess steht, obwohl er laut Plan laufen sollte, senkt die OEE und kostet Ausbringung.

Welche Arten von Prozessunterbrechungen gibt es?

Prozessunterbrechungen lassen sich nach Ursache und Planbarkeit einteilen. Diese Unterscheidung ist entscheidend, weil die Massnahmen zur Reduktion je nach Kategorie völlig unterschiedlich sind.

In der Praxis machen die offensichtlichen grossen Unterbrechungen (Maschinendefekt, mehrstündige Reparatur) einen kleineren Teil der Gesamtverluste aus als die Summe der vielen kleinen Unterbrechungen. Mikrostopps, überzogene Rüstzeiten, Wartezeiten auf Material oder Bediener, diese Verluste fallen einzeln kaum auf, kosten aber in Summe mehr als die spektakulären Ausfälle.

Was Prozessunterbrechungen tatsächlich kosten

Die Kosten einer Prozessunterbrechung gehen weit über die unmittelbare Stillstandszeit hinaus.

Verlust an Ausbringung. Jede Minute Stillstand fehlt in der Tagesproduktion. Bei einer Maschine mit 120 Teilen pro Stunde und einem Deckungsbeitrag von 2,50 Euro pro Teil kostet jede Stunde Unterbrechung 300 Euro entgangenen Deckungsbeitrag.

Wiederanfahrverluste. Nach vielen Unterbrechungen braucht der Prozess eine Einfahrphase. Im Spritzguss muss die Massetemperatur stabilisiert werden, im Schweissen müssen die Elektroden neu konditioniert werden, in der CNC-Bearbeitung muss die thermische Dehnung kompensiert werden. Die ersten Teile nach dem Wiederanfahren haben eine höhere Ausschusswahrscheinlichkeit.

Folgeschäden in der Kette. In verketteten Produktionen steht nicht nur die betroffene Maschine. Wenn Station 3 einer Linie steht, stauen sich Teile an Station 2 und Station 4 läuft leer. In JIT-Fertigungen kann eine 30-minütige Unterbrechung zu einem Bandabriss beim OEM führen, mit Konventionalstrafen, die die eigentliche Stillstandszeit um ein Vielfaches übersteigen.

Sicherheitspuffer. Wenn Unterbrechungen häufig und unvorhersehbar auftreten, reagiert die Organisation mit Puffern: höhere Lagerbestände, längere Vorlaufzeiten, Reservekapazitäten. Das bindet Kapital, belegt Fläche und verdeckt die eigentlichen Probleme.

Ein Rechenbeispiel: Ein Kunststoffverarbeiter mit 15 Spritzgussmaschinen protokolliert im Monat insgesamt 120 Stunden Prozessunterbrechungen (alle Kategorien summiert). Bei einem durchschnittlichen Maschinenstundensatz von 85 Euro sind das 10.200 Euro direkte Maschinenstillstandskosten pro Monat. Dazu kommen Wiederanfahrverluste (geschätzt 15 % der Stillstandszeit als Einfahrphase) und entgangene Ausbringung. Die Gesamtkosten liegen realistisch bei 15.000 bis 18.000 Euro pro Monat.

Das Grundproblem: Was nicht erfasst wird, wird nicht verbessert

In über 25 Jahren Fertigung habe ich hunderte Werke gesehen. Das Muster wiederholt sich überall: Grosse Unterbrechungen werden bemerkt und dokumentiert. Kleine Unterbrechungen verschwinden.

Der Schichtbuch-Effekt. Der Schichtführer notiert den dreistündigen Maschinenausfall. Aber die 8 Mal 12 Minuten Wartezeit auf Material? Die 15 Mikrostopps von je 90 Sekunden? Die 20 Minuten überzogene Rüstzeit? Nichts davon steht im Schichtbuch. In Summe sind das 3,5 Stunden pro Schicht, mehr als der grosse dokumentierte Ausfall.

Die Wahrnehmungsverzerrung. Bediener, die gefragt werden, wie die Schicht gelaufen ist, sagen "ganz gut, bis auf den Ausfall an Maschine 7". Die automatische Datenerfassung zeigt: Die Verfügbarkeit lag bei 72 %. Die Differenz zwischen "ganz gut" und 72 % sind die unsichtbaren Unterbrechungen.

Die Klassifikationslücke. Selbst wenn Stillstände erfasst werden, fehlt oft die saubere Klassifikation. "Sonstiges", "organisatorisch", "Wartezeit" sind Kategorien, mit denen keine Analyse möglich ist. Wenn 40 % der Stillstandszeit unter "Sonstiges" verbucht werden, weiss niemand, ob das Problem technisch, logistisch oder organisatorisch ist.

Genau an diesem Punkt setzt ein MES an: Es erfasst jede Unterbrechung automatisch, ohne Schwellenwert und ohne menschliche Entscheidung, ob ein Ereignis "wichtig genug" zum Aufschreiben ist. Und es zwingt zur Klassifikation, damit die Daten auswertbar sind.

Prozessunterbrechungen und die OEE

Die OEE ist das Werkzeug, das Prozessunterbrechungen messbar macht. Jede der drei OEE-Komponenten fängt eine andere Art von Unterbrechung ein.

Der Zusammenhang: Wenn eine Maschine im Monat 500 Stunden geplante Produktionszeit hat und davon 80 Stunden durch Unterbrechungen aller Art verloren gehen, liegt die Verfügbarkeit bei 84 %. Wenn dazu noch 10 % Leistungsverlust (Mikrostopps, langsame Zyklen) und 3 % Qualitätsverlust kommen, ergibt sich eine OEE von 84 % × 90 % × 97 % = 73,3 %. Ohne automatische Erfassung hätte die Schätzung vermutlich bei "über 80 %" gelegen.

Wie SYMESTIC Prozessunterbrechungen sichtbar macht

SYMESTIC beseitigt keine Prozessunterbrechungen. Kein System tut das. Aber SYMESTIC liefert die Daten, ohne die eine systematische Reduktion nicht funktioniert.

• Automatische Stillstandserkennung. Jeder Maschinenstillstand wird automatisch erfasst: Zeitpunkt, Dauer, Häufigkeit. Das passiert über das Maschinensignal (OPC UA oder digitales Gateway), ohne manuelle Eingabe. Es gibt keine Schwelle, ab der ein Stillstand "zählt". Auch ein 30-Sekunden-Mikrostopp wird registriert.
• Stillstandsklassifikation am Shopfloor-Client. Der Werker klassifiziert jeden Stillstand über den Shopfloor-Client: technischer Ausfall, Materialmangel, Rüsten, Qualitätsproblem, organisatorisch, geplante Wartung. Die Kategorien sind konfigurierbar pro Maschine oder Maschinengruppe. Damit wird nicht nur sichtbar, wie lange die Maschine stand, sondern warum.
• Zykluszeitüberwachung. SYMESTIC erfasst jede Zykluszeit und vergleicht sie mit dem Sollwert. Wenn die Zykluszeit langsam ansteigt (Verschleiss, Prozessdrift), wird das sichtbar, bevor ein Totalausfall eintritt. Wenn Mikrostopps den Durchschnitt nach oben treiben, zeigen sich die Leistungsverluste in der Analyse.
• Top-Stillstandsursachen. In der Analyse werden Unterbrechungen nach Ursache, Dauer und Häufigkeit gerankt. Die Produktionsleitung sieht auf einen Blick: Welche 5 Ursachen kosten die meiste Produktionszeit? Bei Meleghy Automotive hat diese Analyse nach der Einführung zu 10 % Reduktion der Stillstandszeiten und 7 % Verbesserung der Ausbringung geführt.
• Alarmkorrelation. Über das Alarme-Modul werden SPS-Alarme erfasst und mit Stillständen korreliert. Wenn ein bestimmter Alarm wiederholt vor einer Unterbrechung auftritt, wird das Muster sichtbar. Bei Neoperl hat die Korrelation von SPS-Alarmen mit Stillständen und Qualitätsdefekten zu 10 % weniger Stillständen und 8 % höherer Anlagenverfügbarkeit geführt.
• Benachrichtigungen. SYMESTIC sendet automatische Benachrichtigungen per E-Mail oder Push auf die Smartphone-App, wenn ein Stillstand eine definierte Dauer überschreitet. Die Instandhaltung oder Logistik erfährt sofort von einem Problem, nicht erst beim nächsten Rundgang.

Drei Schritte zur systematischen Reduktion

Prozessunterbrechungen lassen sich nicht mit einem Projekt halbieren. Aber mit einem systematischen Ansatz lassen sich die grössten Verluste innerhalb weniger Wochen deutlich reduzieren.

Schritt 1: Daten erfassen. Automatische Stillstandserfassung einrichten. Jede Unterbrechung wird erfasst, jede Ursache wird klassifiziert. Mit SYMESTIC ist dieser Schritt innerhalb von Tagen umsetzbar, typischerweise 2 bis 4 Stunden pro Maschine über digitales Gateway oder OPC UA, ohne Eingriff in die Maschinensteuerung.

Schritt 2: Pareto erstellen. Nach 2 bis 4 Wochen Datenerfassung zeigt die Analyse die grössten Verluste. Typisches Muster: 3 bis 5 Ursachen machen 60 bis 80 % der gesamten Unterbrechungszeit aus. Diese Top-Ursachen sind der Hebel. Alles andere kann warten.

Schritt 3: Ursachen abstellen und Wirkung messen. Für die Top-Ursachen werden Massnahmen definiert: Wartungsintervall anpassen, Bereitstellungsprozess ändern, Rüstvorgang optimieren, Bedienertraining durchführen. Die Wirksamkeit wird über die Stillstandsdaten geprüft: Ist die Ursache nach der Massnahme seltener oder kürzer geworden? Wenn ja, nächste Ursache. Wenn nein, Massnahme anpassen.

Bei Carcoustics hat SYMESTIC nach der Einführung der automatischen Stillstandserfassung in 6 Werken eine 4 % Reduktion der Stillstandszeiten und 8 % Verbesserung der Verfügbarkeit dokumentiert. Bei Klocke (Pharma-Verpackung) führte die Analyse der Unterbrechungsmuster zu 7 zusätzlichen Produktionsstunden pro Woche.

Der Unterschied zwischen Symptom und Ursache

Eine häufige Falle bei der Analyse von Prozessunterbrechungen: Das Symptom wird für die Ursache gehalten.

Symptom: "Maschine steht wegen Materialmangel." Die naheliegende Reaktion: Sicherheitsbestand erhöhen. Das kostet Kapital und Lagerfläche und behandelt nur das Symptom.

Ursache (Möglichkeit 1): Die Wiederbeschaffungszeit im ERP ist falsch hinterlegt. Der Einkauf bestellt zu spät. Massnahme: ERP-Stammdaten bereinigen.

Ursache (Möglichkeit 2): Das Material ist im Lager vorhanden, wird aber nicht rechtzeitig an die Maschine gebracht, weil der Bereitstellungsprozess nicht getaktet ist. Massnahme: Feste Bereitstellungszyklen einführen.

Ursache (Möglichkeit 3): Die vorgelagerte Maschine hat Ausschuss produziert, und die Halbfertigteile fehlen deshalb. Massnahme: Qualitätsproblem im Vorprozess lösen.

SYMESTIC liefert die Daten, die zeigen, wie oft, wie lange und wann eine bestimmte Unterbrechung auftritt. Die Ursachenanalyse selbst bleibt eine Aufgabe der Fachleute vor Ort. Aber ohne die Daten bleibt die Analyse Spekulation.

Häufige Fragen zu Prozessunterbrechungen

Was ist der Unterschied zwischen einer Prozessunterbrechung und einem Maschinenstillstand?

Ein Maschinenstillstand ist eine Unterart der Prozessunterbrechung: Die Maschine selbst ist defekt oder gestört. Eine Prozessunterbrechung kann aber auch auftreten, wenn die Maschine betriebsbereit ist, der Prozess aber aus anderen Gründen nicht läuft (Material fehlt, Bediener fehlt, Auftrag fehlt, Qualitätssperre). Der Begriff "Prozessunterbrechung" ist breiter und umfasst alle Ereignisse, die den geplanten Produktionsablauf stoppen.

Wie wirken sich Prozessunterbrechungen auf die OEE aus?

Stillstände (Maschine produziert nicht) senken den Verfügbarkeitsfaktor. Mikrostopps und verlangsamte Zyklen (Maschine produziert, aber langsamer als geplant) senken den Leistungsfaktor. Qualitätsprobleme nach dem Wiederanfahren senken den Qualitätsfaktor. In Summe wirken sich Prozessunterbrechungen auf alle drei OEE-Komponenten aus.

Kann SYMESTIC Prozessunterbrechungen verhindern?

Nein. SYMESTIC ist kein Automatisierungssystem und greift nicht in den Maschinenprozess ein. SYMESTIC erfasst jede Unterbrechung automatisch, klassifiziert die Ursache und zeigt die grössten Verlustquellen in der Analyse. Das ist die Datenbasis, auf der Instandhaltung, Logistik und Produktionsleitung gezielte Verbesserungsmassnahmen aufbauen. Bei Meleghy Automotive hat das zu 10 % weniger Stillstandszeiten geführt, bei Neoperl zu 10 % weniger Stillständen und 8 % höherer Verfügbarkeit.

Was kostet eine Stunde Prozessunterbrechung?

Das hängt vom Maschinenstundensatz, der Ausbringung und den Folgekosten ab. Als Richtwert: Der direkte Maschinenstillstand kostet den Maschinenstundensatz (typisch 60 bis 200 Euro in der diskreten Fertigung). Dazu kommen Personalkosten (Bediener wartet), entgangener Deckungsbeitrag (Teile fehlen) und eventuell Folgekosten (Sonderschichten, Eilbestellungen, Konventionalstrafen). In der Gesamtbetrachtung liegen die Kosten oft 3 bis 5 Mal höher als der reine Maschinenstundensatz.

Wie schnell sehe ich erste Ergebnisse nach der Datenerfassung?

Nach 2 bis 4 Wochen automatischer Stillstandserfassung sind die Top-Unterbrechungsursachen sichtbar. Die ersten Verbesserungsmassnahmen können eingeleitet werden. Die Wirksamkeit der Massnahmen zeigt sich in der Analyse innerhalb von weiteren 2 bis 4 Wochen. Insgesamt ist ein erster messbarer Fortschritt in 6 bis 8 Wochen realistisch.

Über den Autor:

Christian Fieg

Head of Sales bei SYMESTIC. Zuvor iTAC, Dürr, Visteon, Johnson Controls. Six Sigma Black Belt.
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