Stillstandszeiten in der Fertigung: Definition und Praxis

Was sind Stillstandszeiten in der Fertigung?

Stillstandszeiten bezeichnen alle Zeiträume, in denen eine Produktionsanlage nicht produziert, obwohl sie laut Schichtplan produzieren sollte. Die Maschine steht, aber sie sollte laufen. Diese Differenz zwischen geplanter Laufzeit und tatsächlicher Laufzeit ist der Verfügbarkeitsverlust in der OEE-Berechnung und in den meisten Fertigungen der größte einzelne Verlustfaktor.

Der Begriff wird in der Praxis unterschiedlich verwendet. Im engsten Sinne meint Stillstandszeit nur ungeplante Unterbrechungen (Störungen, Defekte, fehlendes Material). Im weiteren Sinne umfasst er auch geplante Unterbrechungen (Rüsten, Wartung, Pausen). Für die Berechnung der OEE-Verfügbarkeit ist die Unterscheidung entscheidend: Geplante Stillstände reduzieren die geplante Produktionszeit, ungeplante Stillstände reduzieren die Verfügbarkeit innerhalb dieser geplanten Produktionszeit.

Das Kernproblem in der Praxis ist nicht, dass Stillstände existieren. Jede Fertigung hat Stillstände. Das Problem ist, dass die meisten Unternehmen ihre Stillstände nicht kennen. Sie wissen nicht, wie viele Stillstände pro Schicht auftreten, wie lange sie dauern, was die Ursachen sind und welche Maschinen am stärksten betroffen sind. Ohne diese Daten ist jede Verbesserungsmaßnahme ein Schuss ins Blaue.

Geplante und ungeplante Stillstände

Die Unterscheidung zwischen geplanten und ungeplanten Stillständen ist grundlegend für die Analyse und für die OEE-Berechnung.

In der Praxis zeigt sich immer wieder, dass die organisatorischen Stillstände (fehlendes Material, fehlende Aufträge, keine Freigabe) einen erheblichen Anteil an der Gesamtstillstandszeit ausmachen, aber selten erfasst werden. Der Grund: Bei manueller Erfassung dokumentiert der Maschinenbediener "Maschine steht", aber nicht "Material fehlt seit 23 Minuten". Ein MES mit automatischer Stillstandserfassung und Stillstandskategorisierung macht diese organisatorischen Verluste sichtbar.

Warum manuelle Stillstandserfassung scheitert

In vielen Fertigungen werden Stillstände heute noch manuell erfasst: Der Maschinenbediener trägt am Schichtende auf einem Formular ein, welche Stillstände aufgetreten sind, wie lange sie gedauert haben und was die Ursache war. In manchen Betrieben geschieht das auf Papier, in anderen in Excel oder im ERP.

Das Problem ist nicht der Wille der Mitarbeiter. Das Problem ist systemisch:

Stillstandsdauer wird geschätzt. Niemand stoppt die Uhr, wenn die Maschine steht. Am Schichtende wird rekonstruiert: "Die Störung war so gegen 10 Uhr, hat vielleicht 20 Minuten gedauert." In der Realität waren es 34 Minuten, aber die 14 Minuten Differenz verschwinden in der Schätzung. Über eine Woche summiert sich das auf Stunden verlorener Datenqualität.

Kurze Stillstände werden nicht erfasst. Ein Stillstand von 3 Minuten wird nicht aufgeschrieben. Er ist zu kurz, zu häufig, zu aufwendig zu dokumentieren. Aber wenn eine Maschine pro Schicht 15 Mikrostillstände von je 3 Minuten hat, sind das 45 Minuten verlorene Produktionszeit, fast eine Stunde pro Tag, die in keinem Bericht auftaucht.

Stillstandsgründe werden vereinfacht. Das Formular hat 5 Kategorien: "Technische Störung", "Material", "Rüsten", "Qualität", "Sonstiges". Der Bediener kreuzt "Technische Störung" an, weil die Maschine stehen geblieben ist. Dass die Ursache ein verschlissener Sensor war, der seit zwei Wochen Probleme macht, steht nirgends. Und "Sonstiges" wird zur Sammelkategorie für alles, was nicht in 3 Sekunden zuzuordnen ist.

Daten kommen zu spät. Selbst wenn die Erfassung sorgfältig ist: Die Daten sind frühestens am nächsten Tag verfügbar. Zu spät für eine Reaktion. Zu spät für eine sinnvolle Schichtübergabe. Zu spät für eine Korrektur im laufenden Betrieb.

Wie ein MES Stillstände automatisch erfasst

Ein MES erfasst Stillstände automatisch, indem es Maschinensignale in Echtzeit auswertet. Der Ablauf bei SYMESTIC:

1. Signal abgreifen. Das IoT-Gateway (digitale I/O-Box oder OPC-UA-Connector) erfasst das Maschinensignal: Maschine läuft / Maschine steht. Bei modernen Steuerungen (Siemens S7, Beckhoff, etc.) über OPC UA. Bei Bestandsanlagen ohne digitale Schnittstelle über digitale Eingangssignale (Betriebssignal, Störlampe, Zyklusende). Kein SPS-Eingriff, keine Produktionsunterbrechung, Installation in 2 bis 4 Stunden pro Maschine.

2. Stillstand erkennen. Sobald das Maschinensignal von "Produktion" auf "Stillstand" wechselt, startet das System automatisch die Zeitmessung. Der Stillstand wird mit Startzeit, Maschine und Status erfasst. Sekundengenau, nicht geschätzt.

3. Stillstand kategorisieren. Hier gibt es zwei Wege: Bei Anlagen mit SPS-Alarmierung können Stillstandsgründe automatisch aus der Maschinensteuerung übernommen werden. Bei Neoperl werden SPS-Alarme direkt als Stillstandsgründe erfasst, ohne dass ein Mitarbeiter eingreifen muss. Bei Anlagen ohne automatische Alarmierung qualifiziert der Maschinenbediener den Stillstand am Shopfloor-Client: Er wählt aus einer vordefinierten Ursachenliste den Grund aus. Das dauert wenige Sekunden und liefert sofort strukturierte Daten.

4. Auswerten. Die erfassten Stillstände werden automatisch aggregiert: Stillstandsliste und Zeitstrahl pro Maschine, Top-10-Stillstandsursachen pro Maschine/Linie/Werk, technische vs. organisatorische Stillstandsverteilung, Verfügbarkeitsverlauf über Tage, Wochen und Monate. Diese Auswertungen stehen in Echtzeit bereit, nicht erst am nächsten Tag.

5. Alarmieren. Wenn ein Stillstand eine definierte Schwelle überschreitet (z. B. länger als 10 Minuten), kann SYMESTIC automatisch eine Benachrichtigung auslösen: per E-Mail, SMS oder App. Das Modul Alarme stellt sicher, dass der Schichtführer oder Instandhalter sofort informiert wird, nicht erst bei der nächsten Runde durch die Halle.

Was Stillstandsdaten sichtbar machen

Die eigentliche Wirkung der automatischen Stillstandserfassung liegt nicht in der Erfassung selbst, sondern in dem, was die Daten zeigen. In fast jeder Fertigung, die SYMESTIC einführt, passiert dasselbe: Die reale Stillstandssituation sieht anders aus als erwartet.

Die Häufigkeit überrascht. Die meisten Produktionsleiter schätzen, dass ihre Maschinen 2 bis 3 Stillstände pro Schicht haben. Die automatische Erfassung zeigt oft 10 bis 20, darunter viele Mikrostillstände, die nie auf einem Formular gelandet wären.

Die Ursachenverteilung überrascht. Die Annahme ist oft: "Unsere Stillstände sind hauptsächlich technisch." Die Daten zeigen häufig, dass 30 bis 40 Prozent der Stillstandszeit auf organisatorische Ursachen zurückgehen: Material nicht bereit, Auftrag nicht freigegeben, Personal fehlt, Werkzeug nicht verfügbar. Diese Ursachen sind nicht mit Instandhaltung zu lösen, sondern mit besserem Materialfluss, besserer Planung oder besserer Kommunikation.

Die Pareto-Verteilung ist klar. In der Regel verursachen 3 bis 5 Stillstandsgründe 60 bis 70 Prozent der gesamten Stillstandszeit. Die Top-10-Analyse zeigt sofort, wo der größte Hebel liegt. Das spart die Diskussion, wo man anfangen soll: Man fängt beim größten Problem an.

Stillstände reduzieren: Was in der Praxis funktioniert

Die Reduktion von Stillstandszeiten beginnt mit der Erfassung, aber sie endet nicht dort. Die Daten müssen in einen Verbesserungsprozess fließen. Was in der Praxis bei SYMESTIC-Kunden funktioniert:

Tägliche Shopfloor-Runden mit echten Daten. Statt über Bauchgefühl zu diskutieren, startet der Schichtführer die Shopfloor-Runde mit dem SYMESTIC-Dashboard: Welche Maschine hatte die meisten Stillstände? Was waren die Hauptursachen? Was können wir heute ändern? Bei Schmiedetechnik Plettenberg hat genau diese Vorgehensweise zu "weniger Stillständen durch schnellere Ursachenanalyse" und "effizienteren Abstimmungen und Schichtwechseln durch gemeinsame Datenbasis" geführt.

Korrelation von SPS-Alarmen mit Stillständen. Bei Neoperl werden SPS-Alarme automatisch erfasst und mit Stillständen und Qualitätsdefekten korreliert. Die Maschine begründet ihren eigenen Stillstand, ohne dass ein Mitarbeiter eingreifen muss. Ergebnis: 10 Prozent weniger Stillstände durch automatische Erfassung und Begründung, 8 Prozent höhere Anlagenverfügbarkeit, 15 Prozent Produktivitätsgewinn durch gezielte Maßnahmen.

Rüstzeitoptimierung auf Datenbasis. Wenn das MES zeigt, dass Rüstvorgänge statt der geplanten 45 Minuten regelmäßig 72 Minuten dauern, ist das der Startpunkt für eine SMED-Analyse. Bei Carcoustics wurde die digitale Unterstützung von Rüstprozessen über SYMESTIC implementiert. Ergebnis: 4 Prozent weniger Stillstände, 3 Prozent höhere Ausbringung, 8 Prozent bessere Verfügbarkeit, alles in 6 Monaten.

Automatische Eskalation bei Langzeitstillständen. Wenn ein Stillstand länger als 15 Minuten dauert, geht eine automatische Benachrichtigung an den Instandhalter. Wenn er nach 30 Minuten nicht quittiert ist, eskaliert das System an den Schichtführer. Bei Brita wurde die Stillstandstransparenz über digitale Signale hergestellt und transparent dargestellt. Ergebnis: 5 Prozent weniger Stillstände, 7 Prozent höhere Ausbringung.

Kennzahlen rund um Stillstandszeiten

Die Kombination dieser Kennzahlen zeigt nicht nur, wie viel Stillstandszeit anfällt, sondern auch, warum. Und das "Warum" ist die Voraussetzung für jede Verbesserung. Ohne Ursachenverteilung bleibt die Stillstandszeit eine abstrakte Zahl. Mit Ursachenverteilung wird sie zum Handlungsauftrag.

Stillstandszeiten in der Praxis

Neoperl (Vollautomatische Montageautomaten). SPS-basierte Alarmerfassung und automatische Stillstandsüberwachung. Die Maschine begründet technische Stillstände selbst, ohne Eingriff der Mitarbeitenden. Korrelation von SPS-Alarmen mit Stillständen und Qualitätsdefekten. Ergebnis: 10 Prozent weniger Stillstände, 8 Prozent höhere Anlagenverfügbarkeit, 15 Prozent weniger Ausschuss, 15 Prozent Produktivitätsgewinn.

Meleghy Automotive (Umform-, Füge- und Beschichtungsprozesse, 6 Werke). OEE-Erfassung an den wichtigsten Prozessschritten in allen Werken. Bidirektionale SAP-Anbindung. Werksübergreifender Vergleich der Stillstandsursachen. Ergebnis: 10 Prozent weniger Stillstände, 7 Prozent höhere Ausbringung, 5 Prozent bessere Verfügbarkeit.

Carcoustics (Spritzguss, Kaltschäumen, Stanzen, 500+ Anlagen, 7 Länder). Konzernweite Stillstandserfassung über alle Werke. Digitale Unterstützung von Rüstprozessen. Ablösung einer Bestandslösung. Ergebnis: 4 Prozent weniger Stillstände, 3 Prozent höhere Ausbringung, 8 Prozent bessere Verfügbarkeit, in 6 Monaten.

Brita (Vollautomatische Montagelinien, 2 Werke). Übernahme digitaler Maschinensignale zur Erfassung der tatsächlichen Ausbringung. Stillstandssignale über digitale Signale abgegriffen und transparent dargestellt. Anbindung moderner Linien über OPC-UA. Ergebnis: 5 Prozent weniger Stillstände, 7 Prozent höhere Ausbringung, 3 Prozent bessere Verfügbarkeit.

Klocke (Pharma-Verpackung). Erfassung von Stückzahlen und Stillständen über DI-Gateway im regulierten GMP-Umfeld. Alle Anlagen über etliche DI-Geräte vernetzt, keine LAN-Infrastruktur nötig. Skalierung in 3 Wochen auf alle Linien am Standort. Ergebnis: 7 Stunden mehr Produktionszeit pro Woche, 12 Prozent höhere Ausbringung.

Was SYMESTIC zur Stillstandserfassung beiträgt

SYMESTIC erfasst Stillstände über zwei Wege:

Produktionskennzahlen (MDE/OEE). Automatische Erfassung von Maschinenstatus (läuft, steht, rüstet), Zykluszeiten, Stillständen (mit Dauer, Startzeit, Endzeit) und Stückzahlen. Der Shopfloor-Client zeigt dem Maschinenbediener die aktuelle Stillstandsliste und den Zeitstrahl. Der Maschinenbediener qualifiziert den Stillstandsgrund aus einer vordefinierten Ursachenliste. Die Analyse zeigt Top-10-Stillstandsursachen, technische vs. organisatorische Verteilung und Verfügbarkeitsverlauf.

Alarme. Automatische Benachrichtigung bei Stillständen, die eine definierte Schwelle überschreiten. Eskalation an den Instandhalter, Schichtführer oder Produktionsleiter. Bei Anlagen mit SPS-Alarmierung (wie bei Neoperl) können Maschinenalarme direkt als Stillstandsgründe übernommen werden, ohne manuelle Qualifizierung.

Beide Module arbeiten zusammen mit Prozessdaten, um die Korrelation zwischen Stillständen und physikalischen Prozessparametern sichtbar zu machen: Ist die Öltemperatur vor dem Stillstand angestiegen? Hat sich der Druck verändert? Hat ein Prozessparameter die Toleranzgrenze überschritten? Diese Korrelation verwandelt die Frage "Was ist passiert?" in die Frage "Warum ist es passiert?".

Häufige Fragen zu Stillstandszeiten

Was ist der Unterschied zwischen Stillstandszeiten und Ausfallzeiten?

In der Praxis werden beide Begriffe oft synonym verwendet. Technisch gibt es einen Unterschied: Ausfallzeit (englisch: downtime) bezeichnet die Zeit, in der eine Maschine aufgrund eines Defekts oder einer Störung nicht funktionsfähig ist. Stillstandszeit ist der übergeordnete Begriff und umfasst alle Zeiten, in denen nicht produziert wird, auch geplante Unterbrechungen wie Rüsten oder Wartung. Für die OEE-Berechnung ist die Stillstandszeit innerhalb der geplanten Produktionszeit relevant.

Was sind Mikrostillstände und warum sind sie wichtig?

Mikrostillstände sind kurze Unterbrechungen, typischerweise unter 5 Minuten: Stau im Materialfluss, Verklemmung, Sensorfehlauslösung, kurzes Nachstellen. Einzeln betrachtet sind sie unbedeutend. In der Summe können sie 5 bis 15 Prozent der geplanten Produktionszeit ausmachen. Bei manueller Erfassung werden sie nie dokumentiert. Bei automatischer Erfassung werden sie erstmals sichtbar.

Wie schnell liefert SYMESTIC Stillstandsdaten?

Ab dem Moment der Maschinenanbindung in Echtzeit. Die Installation eines IoT-Gateways dauert 2 bis 4 Stunden pro Maschine. Bei 10 Maschinen ist das Modul Produktionskennzahlen in unter einem Monat produktiv. Ab der ersten Sekunde der Datenerfassung sind Maschinenstatus, Stillstände und Zykluszeiten auf dem Dashboard sichtbar.

Wie werden Stillstandsgründe erfasst?

Zwei Wege: (1) Automatisch, wenn die Maschinensteuerung SPS-Alarme liefert, die als Stillstandsgründe übernommen werden (wie bei Neoperl). (2) Manuell durch den Maschinenbediener am Shopfloor-Client, der aus einer vordefinierten Ursachenliste auswählt. In beiden Fällen sind die Daten sofort strukturiert und auswertbar, kein Papier, kein Excel, kein Nacharbeiten.

Was kostet Stillstandserfassung mit SYMESTIC?

SYMESTIC arbeitet als SaaS-Modell ohne Investitionskosten. Das Modul Produktionskennzahlen (das die Stillstandserfassung enthält) ist als eigenes Segment buchbar. Es gibt keine Lizenzgebühren, keine Serverkosten, keine Wartungsverträge. Die IoT-Hardware (Gateway) wird separat berechnet.

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.