Rüstprozesse in der Fertigung: Definition, SMED und Praxis

Was ist ein Rüstprozess?

Ein Rüstprozess ist die Umstellung einer Maschine oder Produktionslinie von einem Produkt, Werkzeug oder Auftrag auf den nächsten. Die Maschine produziert während des Rüstens nicht. Sie steht, wird umgebaut, eingestellt, getestet und wieder freigegeben.

Was konkret beim Rüsten passiert, hängt vom Fertigungsverfahren ab. Im Spritzguss wird das Werkzeug gewechselt, die Massetemperatur angepasst und ein Probelauf gefahren. In der CNC-Bearbeitung werden Spannmittel getauscht, das NC-Programm geladen und der Nullpunkt vermessen. Auf einer Verpackungslinie werden Formatteile getauscht, Etiketten gewechselt und die Linie neu eingestellt. Im Presswerk wird die Matrize gewechselt, der Hub angepasst und die erste Serie geprüft.

In allen Fällen gilt: Die Rüstzeit ist die Zeitspanne zwischen dem letzten Gutteil des alten Auftrags und dem ersten Gutteil des neuen Auftrags. Nicht nur der mechanische Umbau zählt, sondern auch das Einfahren, Prüfen und Freigeben.

Warum Rüstzeit einer der grössten OEE-Verluste ist

Im OEE-Modell wird die Rüstzeit dem Verfügbarkeitsverlust zugeordnet. Jede Minute, in der die Maschine rüstet statt produziert, senkt die Verfügbarkeit und damit die Gesamt-OEE.

Das Problem ist nicht, dass Rüsten existiert. Rüsten ist notwendig, wenn das Produktionsprogramm mehr als ein Produkt umfasst. Das Problem ist das Verhältnis von Rüstzeit zu Produktionszeit.

Ein Rechenbeispiel: Eine Spritzgussmaschine hat eine geplante Produktionszeit von 16 Stunden pro Tag (Zweischichtbetrieb). Pro Tag werden 3 Artikelwechsel durchgeführt. Wenn jeder Rüstvorgang 45 Minuten dauert, gehen 2 Stunden 15 Minuten pro Tag für Rüsten verloren. Das sind 14 % der geplanten Produktionszeit. In einem Monat mit 22 Arbeitstagen sind das 49,5 Stunden verlorene Produktionszeit. Bei einem Maschinenstundensatz von 90 Euro sind das 4.455 Euro direkte Rüstkosten pro Monat, nur für eine Maschine.

In vielen Betrieben ist Rüsten der zweitgrösste Verfügbarkeitsverlust nach ungeplanten Stillständen. Aber anders als ungeplante Stillstände ist Rüsten planbar und systematisch optimierbar.

Was beim Rüsten tatsächlich passiert: Intern vs. extern

Die entscheidende Unterscheidung bei der Rüstoptimierung stammt aus der SMED-Methodik (Single Minute Exchange of Die) von Shigeo Shingo. Sie teilt alle Rüsttätigkeiten in zwei Kategorien.

Interne Rüsttätigkeiten. Alle Arbeiten, die nur durchgeführt werden können, wenn die Maschine steht. Werkzeug montieren, Spannmittel wechseln, mechanische Anpassungen vornehmen. Diese Tätigkeiten bestimmen die Mindest-Rüstzeit.

Externe Rüsttätigkeiten. Alle Arbeiten, die durchgeführt werden können, während die Maschine noch das vorherige Produkt produziert. Werkzeug vorbereiten, Material bereitstellen, NC-Programm laden, Dokumentation bereitlegen, Prüfmittel vorbereiten.

Die Kernidee von SMED: Alles was extern erledigt werden kann, wird extern erledigt. Die Maschine steht nur noch für die internen Tätigkeiten.

In der Praxis liegt das grösste Potential nicht in der Beschleunigung der internen Tätigkeiten, sondern in der konsequenten Verlagerung von Tätigkeiten nach extern. Viele Betriebe verlieren 30 bis 50 % der Rüstzeit dadurch, dass Werkzeuge gesucht, Material geholt oder Unterlagen gedruckt werden, während die Maschine bereits steht.

Was Rüstzeit tatsächlich kostet

Die Kosten eines Rüstvorgangs setzen sich aus mehreren Komponenten zusammen.

Maschinenstillstand. Die Maschine steht und produziert nicht. Bei einem Maschinenstundensatz von 90 Euro und einer Rüstzeit von 45 Minuten sind das 67,50 Euro verlorene Maschinenkapazität pro Rüstvorgang.

Personalkosten. Oft sind beim Rüsten zwei Personen beteiligt (Bediener plus Einrichter). Bei Personalkosten von 35 Euro pro Stunde und Person und 45 Minuten Rüstzeit sind das 52,50 Euro.

Einfahrverluste. Die ersten Teile nach dem Rüsten haben eine höhere Ausschusswahrscheinlichkeit. Im Spritzguss braucht der Prozess 5 bis 15 Zyklen, bis die Massetemperatur stabil ist. In der CNC-Bearbeitung braucht die Spindel thermische Kompensation. Diese Einfahrteile sind Qualitätsverlust in der OEE.

Verdeckte Kosten. Wenn Rüstzeiten lang sind, reagiert die Planung mit grösseren Losgrössen, um seltener rüsten zu müssen. Grössere Lose bedeuten höhere Lagerbestände, längere Durchlaufzeiten und weniger Flexibilität. Das bindet Kapital und verlangsamt die Reaktionsfähigkeit auf Kundenänderungen.

Ein umfassendes Rechenbeispiel: Ein Metallverarbeiter mit 10 CNC-Maschinen rüstet im Durchschnitt 4 Mal pro Maschine und Tag. Rüstzeit: 30 Minuten. Maschinenstundensatz: 110 Euro. Das sind 20 Stunden Rüstzeit pro Tag im gesamten Maschinenpark. Bei 110 Euro/h sind das 2.200 Euro pro Tag, 48.400 Euro pro Monat. Dazu kommen Einfahrverluste und Personalkosten. Die Gesamtkosten liegen realistisch bei 65.000 bis 75.000 Euro pro Monat. Wenn die Rüstzeit durch SMED von 30 auf 18 Minuten reduziert wird (40 % Reduktion), spart das ca. 25.000 Euro pro Monat.

Das Messproblem: Rüstzeit wird selten genau erfasst

In den meisten Betrieben wird die Rüstzeit geschätzt, nicht gemessen. Und Schätzungen sind fast immer zu niedrig.

Der Bediener schätzt "30 Minuten". Die automatische Datenerfassung zeigt: Der Maschinenstillstand für den Rüstvorgang dauerte 47 Minuten. Die Differenz: 10 Minuten Werkzeug suchen, 5 Minuten Material holen, 2 Minuten Dokumentation suchen. Alles Tätigkeiten, die der Bediener nicht als "Rüsten" empfindet, aber die Maschine steht trotzdem.

Die Rüstzeit variiert. Derselbe Werkzeugwechsel dauert bei Bediener A 25 Minuten, bei Bediener B 40 Minuten, in der Frühschicht 28 Minuten, in der Nachtschicht 38 Minuten. Ohne systematische Erfassung bleiben diese Unterschiede unsichtbar.

Einfahrzeit wird nicht zur Rüstzeit gerechnet. Viele Betriebe stoppen die Rüstzeit-Messung, sobald die Maschine wieder läuft. Aber die ersten 10 Minuten produziert die Maschine Einfahrteile, die nicht verkaufsfähig sind. Die echte Rüstzeit (letztes Gutteil alt bis erstes Gutteil neu) ist länger als die dokumentierte.

Ein MES löst dieses Problem: Es erfasst den Maschinenstillstand automatisch über das Maschinensignal und lässt den Werker die Ursache als "Rüsten" klassifizieren. Start und Ende werden sekundengenau protokolliert. Die tatsächliche Rüstzeit wird gemessen, nicht geschätzt.

Rüstzeit und die OEE

Im OEE-Modell wird die Rüstzeit unterschiedlich behandelt, je nach Berechnungsmethode.

Methode 1: Rüsten als Verfügbarkeitsverlust. Die Rüstzeit wird von der geplanten Produktionszeit abgezogen. Jede Minute Rüsten senkt die Verfügbarkeit. Das ist die strengere Methode und die Methode, die den grössten Verbesserungsanreiz bietet.

Methode 2: Rüsten als geplanter Stillstand. Die Rüstzeit wird aus der geplanten Produktionszeit herausgerechnet. Die OEE-Berechnung startet erst nach dem Rüsten. Das macht die OEE optisch höher, verdeckt aber den Rüstverlust.

Die bessere Praxis: Rüstzeit als eigene Kategorie erfassen und separat auswerten. Damit wird transparent, wie viel Produktionszeit durch Rüsten verloren geht, ohne die OEE-Berechnung zu verfälschen. In SYMESTIC lässt sich "Rüsten" als eigene Stillstandskategorie konfigurieren, getrennt von technischen Stillständen, Materialmangel und geplanter Wartung.

Wie SYMESTIC Rüstprozesse sichtbar und messbar macht

SYMESTIC optimiert keine Rüstprozesse. SYMESTIC liefert die Daten, ohne die eine Rüstoptimierung nicht funktioniert. Denn bevor SMED oder andere Methoden greifen können, muss die tatsächliche Rüstzeit bekannt sein.

• Automatische Stillstandserkennung. SYMESTIC erkennt über das Maschinensignal (OPC UA oder digitales Gateway), wann die Maschine steht. Der Stillstand wird sekundengenau erfasst: Zeitpunkt, Dauer, Häufigkeit. Es gibt keine Schwelle und keine Schätzung.
• Stillstandsklassifikation "Rüsten". Am Shopfloor-Client klassifiziert der Werker den Stillstand als "Rüsten". Die Kategorie kann weiter unterteilt werden: "Werkzeugwechsel", "Artikelwechsel", "Formatwechsel", "Reinigung". Damit wird nicht nur sichtbar, wie lange gerüstet wurde, sondern welche Art von Rüstvorgang.
• Rüstzeit-Analyse nach Maschine, Artikel und Schicht. In der Analyse zeigt SYMESTIC die Rüstzeiten pro Maschine, pro Artikelwechsel-Kombination und pro Schicht. Damit werden die grössten Hebel sichtbar: Welcher Werkzeugwechsel dauert am längsten? Welche Maschine wird am häufigsten gerüstet? Welche Schicht rüstet am schnellsten?
• Soll-Ist-Vergleich. Für jeden Rüstvorgang kann eine Soll-Rüstzeit hinterlegt werden. SYMESTIC vergleicht automatisch Soll und Ist. Abweichungen werden sichtbar, ohne dass jemand eine Excel-Tabelle pflegen muss.
• Digitale Rüstunterstützung. Bei Carcoustics (Automobilzulieferer, Spritzguss/Kaltschäumen/Stanzen) hat SYMESTIC die digitale Unterstützung von Rüstprozessen implementiert. Der Shopfloor-Client führt den Bediener durch den Rüstvorgang und dokumentiert jeden Schritt automatisch.
• Benachrichtigungen. SYMESTIC kann eine Benachrichtigung senden, wenn ein Rüstvorgang die Soll-Zeit überschreitet. Der Schichtleiter erfährt sofort, dass Maschine X seit 60 Minuten rüstet, obwohl 35 Minuten geplant waren.

SMED in der Praxis: Drei Schritte mit Daten

SMED (Single Minute Exchange of Die) ist die bewährte Methodik zur Rüstzeitreduzierung. Der Name ist Programm: Das Ziel ist, die Rüstzeit auf unter 10 Minuten zu bringen (einstelliger Minutenbereich). In der Praxis ist das nicht bei jedem Rüstvorgang erreichbar, aber die Methodik liefert in fast allen Fällen eine signifikante Verbesserung.

Schritt 1: Ist-Zustand messen. Vor jeder Optimierung steht die Messung. Wie lang dauert der Rüstvorgang tatsächlich? Nicht die Schätzung des Bedieners, sondern die gemessene Zeit vom letzten Gutteil des alten Auftrags bis zum ersten Gutteil des neuen Auftrags. Mit SYMESTIC ist diese Messung ab dem ersten Tag verfügbar. Nach 2 bis 4 Wochen zeigt die Analyse die tatsächlichen Rüstzeiten pro Maschine und Artikelwechsel.

Schritt 2: Intern und extern trennen. Jede Rüsttätigkeit wird klassifiziert: Kann sie nur bei stehender Maschine durchgeführt werden (intern) oder auch bei laufender Maschine (extern)? Alles was extern möglich ist, wird konsequent vor den Maschinenstillstand verlagert. Typisches Ergebnis: 30 bis 50 % der bisherigen Stillstandszeit entfällt.

Schritt 3: Interne Tätigkeiten optimieren. Die verbleibenden internen Tätigkeiten werden beschleunigt: Schnellspannsysteme statt Schraubverbindungen, voreingestellte Werkzeuge statt Einstellung an der Maschine, standardisierte Rüstabläufe statt individuelle Vorgehensweise. Die Rüstzeit-Daten aus SYMESTIC zeigen die Wirksamkeit: Ist der Rüstvorgang nach der Massnahme kürzer geworden? Bei welchen Maschinen hat es funktioniert, bei welchen nicht?

Rüstzeit, Losgrösse und Flexibilität

Rüstzeit und Losgrösse hängen direkt zusammen. Wenn Rüsten teuer ist (lange Rüstzeit), produzieren Betriebe grosse Lose, um seltener rüsten zu müssen. Wenn Rüsten billig ist (kurze Rüstzeit), können Betriebe kleine Lose produzieren und flexibler auf Kundenbedarf reagieren.

Die Formel ist einfach: Je kürzer die Rüstzeit, desto kleiner die wirtschaftliche Losgrösse, desto kürzer die Durchlaufzeit, desto geringer die Lagerbestände.

In der Automobilindustrie, wo JIT-Belieferung Pflicht ist, sind kurze Rüstzeiten nicht optional, sondern überlebenswichtig. Ein Zulieferer, der 4 Stunden für einen Werkzeugwechsel braucht, kann keine JIT-Belieferung mit kleinen Losen aufrechterhalten. Ein Zulieferer, der denselben Wechsel in 20 Minuten schafft, kann flexibel auf Abrufänderungen reagieren.

Häufige Fragen zu Rüstprozessen

Was genau ist eine Rüstzeit?

Die Rüstzeit ist die Zeitspanne zwischen dem letzten Gutteil des vorherigen Auftrags und dem ersten Gutteil des neuen Auftrags. Sie umfasst den mechanischen Umbau (Werkzeugwechsel, Spannmittel, Formatteile), die Parametereinstellung, den Probelauf und die Freigabe. Nicht nur den Umbau selbst, sondern auch das Einfahren bis zum ersten verkaufsfähigen Teil.

Wie wirkt sich Rüstzeit auf die OEE aus?

Rüstzeit senkt den Verfügbarkeitsfaktor der OEE (wenn sie als Verfügbarkeitsverlust gebucht wird) oder fällt aus der Berechnung heraus (wenn sie als geplanter Stillstand definiert wird). Die bessere Praxis ist, Rüstzeit als eigene Kategorie separat auszuweisen, damit der Verlust sichtbar bleibt und der Verbesserungsanreiz erhalten wird.

Was ist SMED?

SMED steht für Single Minute Exchange of Die. Es ist eine Methodik zur Rüstzeitreduzierung, entwickelt von Shigeo Shingo im Toyota-Produktionssystem. Der Kerngedanke: Alle Rüsttätigkeiten werden in interne (nur bei stehender Maschine möglich) und externe (auch bei laufender Maschine möglich) Tätigkeiten getrennt. Externe Tätigkeiten werden vor den Stillstand verlagert. Interne Tätigkeiten werden vereinfacht und beschleunigt. Das Ziel ist eine Rüstzeit im einstelligen Minutenbereich.

Kann SYMESTIC Rüstprozesse optimieren?

SYMESTIC optimiert keine Rüstprozesse direkt. Aber SYMESTIC misst jede Rüstzeit automatisch und sekundengenau, vergleicht Soll und Ist, zeigt Abweichungen und analysiert Rüstzeiten nach Maschine, Artikelwechsel und Schicht. Das sind die Daten, auf denen eine SMED-Initiative aufbaut. Ohne Messung gibt es keine gezielte Verbesserung. Bei Carcoustics hat SYMESTIC zusätzlich die digitale Unterstützung von Rüstprozessen implementiert.

Wie schnell kann ich Rüstzeiten messbar machen?

Wenn die Maschinenanbindung über SYMESTIC eingerichtet ist (typischerweise 2 bis 4 Stunden pro Maschine), werden Stillstände ab dem ersten Tag erfasst. Die Stillstandsklassifikation "Rüsten" am Shopfloor-Client ist innerhalb eines Tages konfiguriert. Nach 2 bis 4 Wochen Datenerfassung sind die tatsächlichen Rüstzeiten pro Maschine und Artikelwechsel sichtbar und die ersten SMED-Massnahmen können eingeleitet werden.

Über den Autor:

Christian Fieg

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