Wesentliche Erkenntnisse
Effizienz des Fertigungsprozesses beschreibt, wie gut eine Folge von Prozessschritten Zeit, Material und Maschinenkapazität in gute, fertige Produkte umwandelt.
Es ist eine Familie von Kennzahlen und nicht nur eine einzige Zahl. Jede Kennzahl beantwortet eine andere Frage zum gleichen Prozess.
Ein Prozess kann schnelle Maschinen haben und dennoch ineffizient sein. Teile können stundenlang zwischen den Schritten warten, mehrmals nachgearbeitet werden oder sich vor einer langsamen Station anhäufen.
Produktionseffizienz vergleicht die tatsächliche Leistung mit der Standardleistung, üblicherweise für eine Maschine oder Linie.
Prozess-Effizienz betrachtet den gesamten Fluss: die Schritte, die Wartezeiten dazwischen, die Ausbeute in jedem Schritt und die Beschränkung, die das Tempo vorgibt.
| Ebene | Frage | Wesentliche Kennzahlen |
|---|---|---|
| Prozessschritt | Läuft jeder Schritt mit seinem Standard und macht er es beim ersten Mal richtig? | Zykluszeit, Erstdurchlaufquote, OEE |
| Engpass | Kann der Schritt mit der geringsten realen Kapazität der Nachfrage folgen? | Taktzeit, Engpass-OEE, Durchsatz |
| Gesamter Fluss | Wie lange verbringt ein Teil im Prozess und wie viel davon ist echte Arbeit? | Durchlaufzeit, Prozesszykluseffizienz, kumulierte Durchlaufquote, Bestand in Arbeit (WIP) |
Viele Werke verfolgen die erste Ebene genau und messen die dritte Ebene selten. Die dritte Ebene ist oft die, die Überraschungen bereithält.
| Kennzahl | Formel | Was sie aussagt |
|---|---|---|
| Prozesszykluseffizienz (PCE) | Wertschöpfende Zeit ÷ gesamte Durchlaufzeit × 100 | Welcher Anteil der Zeit eines Teils im Prozess echte Arbeit ist |
| Durchlaufzeit | Zeit von der Materialfreigabe bis zum fertigen, versandbereiten Produkt | Wie lange ein Teil benötigt, um die Produktion zu durchlaufen |
| Kumulierte Durchlaufquote (RTY) | Erstdurchlaufquote Schritt 1 × Schritt 2 × ... × letzter Schritt | Der Anteil der Einheiten, der jeden Schritt ohne Nacharbeit oder Ausschuss passiert |
| Taktzeit | Verfügbare Zeit ÷ Kundennachfrage | Das Tempo, das der Prozess einhalten muss, um die Nachfrage zu befriedigen |
| Engpass-OEE | Verfügbarkeit × Leistung × Qualität am Engpass | Wie viel der geplanten Produktionszeit des Engpasses bei voller Geschwindigkeit in gute Einheiten umgesetzt wird |
| Durchsatz | Gute Einheiten pro Stunde oder pro Schicht | Was der Prozess tatsächlich liefert |
| Bestand in Arbeit (WIP) | Gestartete, aber noch nicht fertiggestellte Einheiten | Wie viel Kapital und Platz der Fluss bindet |
Unser Leitfaden zu manufacturing cycle efficiency geht tiefer auf das Verhältnis wertschöpfender Zeit ein. Für die Unterschiede zwischen den Zeitmaßen siehe cycle time vs takt time vs lead time.
Ein Werk fertigt eine geschweißte, lackierte Baugruppe in vier Schritten, mit einer Station pro Schritt. Die Zahlen sind gerundet, um die Rechnung einfach zu halten, ersetzen Sie sie durch Ihre eigenen Werte.
| Schritt | Standard-Zykluszeit pro Einheit | Erstdurchlaufquote | Durchschnittliche Wartezeit vor dem Schritt |
|---|---|---|---|
| 1. Schneiden | 2 min | 98% | 60 min |
| 2. Schweißen | 4 min | 95% | 240 min |
| 3. Lackieren | 3 min | 97% | 480 min |
| 4. Montage | 5 min | 99% | 120 min |
Der Transport zwischen den Schritten fügt insgesamt 20 Minuten hinzu. Das Werk fährt eine 450-minütige Schicht, und die Kundennachfrage beträgt 80 Einheiten pro Schicht.
Wertschöpfende Zeit ist die Zeit, in der am Teil tatsächlich etwas verändert wird. Hier rechnen wir jede volle Zykluszeit als wertschöpfend, also 2 + 4 + 3 + 5 = 14 Minuten.
Die Durchlaufzeit addiert die Warte- und Transportzeiten: 14 + 60 + 240 + 480 + 120 + 20 = 934 Minuten, also etwa 15 Stunden und 34 Minuten.
PCE = 14 ÷ 934 × 100 = 1,5%. Für 98,5% der Zeit im Prozess wartet oder bewegt sich das Teil.
RTY = 98% × 95% × 97% × 99% = 89,4%.
Von 100 gestarteten Einheiten bestehen nur etwa 89 alle vier Schritte beim ersten Mal. Die übrigen ~11 benötigen irgendwo Nacharbeit oder werden zu Ausschuss.
Beachten Sie, dass jeder Schritt für sich gut aussieht und die durchschnittliche Ausbeute pro Schritt bei etwa 97% liegt. Die Verluste werden erst sichtbar, wenn man sie multipliziert, deshalb verschleiert ein Mittelwert der Schritt-Ausbeuten das Problem.
Taktzeit = 450 Minuten ÷ 80 Einheiten = 5,625 Minuten pro Einheit.
Die Montage hat die längste Zykluszeit mit 5 Minuten pro Einheit und ist damit auf dem Papier der Engpass. Sie kann 450 ÷ 5 = 90 Einheiten pro Schicht herstellen, sodass die Kapazität auf dem Papier ausreichend erscheint.
Nun kommt die Realität hinzu. Die Montage hat eine OEE von 80%, wegen Stopps, langsameren Zyklen und einigen Ausschussstücken.
Voll produktive Zeit ist 450 × 80% = 360 Minuten. Bei 5 Minuten pro Einheit sind das 72 gute Einheiten pro Schicht, acht weniger als die Nachfrage.
Um 80 gute Einheiten zu fertigen, bräuchte der Engpass eine OEE von 80 × 5 ÷ 450 = 88,9%. Eine schnellere Schneidemaschine würde keine einzige zusätzliche gute Einheit bringen, weil das Schneiden nicht der Schritt ist, der die Ausgabe begrenzt.
Das setzt voraus, dass die anderen drei Stationen mit 80% OEE oder besser laufen, sodass die Montage der begrenzende Faktor bleibt. Schweißen, der nächstlangsamere Schritt, würde nur bei unter 64% OEE übernehmen.
Wenn die vorherigen Schritte weiter 80 Einheiten pro Schicht freigeben, stapeln sich acht davon vor der Montage in jeder Schicht.
| Ergebnis | Zahl | Wo zu handeln ist |
|---|---|---|
| Der Großteil der Durchlaufzeit ist Warten | PCE 1,5% | Warteschlangen vor Lackier- und Schweißbereich |
| Verluste multiplizieren sich entlang des Flusses | RTY 89,4% | Schweißen, der Schritt mit der niedrigsten Erstdurchlaufquote |
| Kapazität auf dem Papier ist nicht die Kapazität in der Praxis | 72 gute Einheiten vs. Nachfrage 80 | OEE am Montage-Engpass |
Angenommen, das Werk lackiert in kleineren Chargen, wodurch die Wartezeit vor dem Lackieren auf 240 Minuten halbiert wird. Außerdem gibt es kleinere Lose an das Schweißen frei, wodurch die Warteschlange vor dem Schweißen auf 120 Minuten halbiert wird.
Die Durchlaufzeit sinkt auf 14 + 60 + 120 + 240 + 120 + 20 = 574 Minuten. Das sind 360 Minuten bzw. 38,5% weniger, und die PCE steigt auf 14 ÷ 574 × 100 = 2,4%.
Wenn das Schweißen zudem seine Erstdurchlaufquote von 95% auf 98% verbessert, steigt die RTY auf 98% × 98% × 97% × 99% = 92,2%.
Keine dieser Änderungen hat eine Maschine schneller gemacht. Sie haben Warten und Nacharbeit reduziert.
Der Output bleibt bei 72 Einheiten pro Schicht, weil keine dieser Änderungen die Montage berührt hat. Diese Lücke schließt sich erst, wenn die Montage-OEE 88,9% erreicht.
Die Reihenfolge ist wichtig. Beheben Sie zuerst den Engpass und die Wartezeiten, denn das Beschleunigen eines nicht limitierenden Schritts vergrößert nur die Warteschlange.
Eine große Warteschlange ist ein Hinweis, sie kann aber auch durch Losgrößen entstehen, wie die Lackier-Warteschlange im Beispiel.
Bestätigen Sie den Engpass, indem Sie die reale Kapazität jedes Schritts, verfügbare Zeit × OEE ÷ Zykluszeit, mit der Nachfrage vergleichen.
Unser Leitfaden zur Engpassanalyse zeigt die Methode.
Jede Minute, die der Engpass stillsteht, ist eine verlorene Ausgabeminute für den gesamten Prozess.
Erfassen Sie jeden Stopp automatisch, geben Sie jedem Stopp einen Grund, und gehen Sie die größten Verluste zuerst an.
Halten Sie einen kleinen, kontrollierten Puffer vor dem Engpass, damit er nicht auf Teile warten muss.
Prüfen Sie dort auch die eingehende Qualität, damit er keine Zeit mit bereits schlechten Teilen verbringt.
Große Lose erzeugen lange Warteschlangen, wie die 480-minütige Wartezeit vor dem Lackieren im Beispiel.
Kleinere Lose verkürzen die Durchlaufzeit und machen Probleme früher sichtbar. Ein-Stück-Fluss ist das Extrem dieser Idee.
Werke fahren oft große Lose, weil Rüstzeiten lang sind. Reduzieren Sie zuerst die Rüstzeit, dann die Losgröße.
Die SMED-Methode verlagert so viel Rüstarbeit wie möglich außerhalb des Stillstands.
Beginnen Sie mit dem Schritt mit der niedrigsten Ausbeute, da dieser die RTY am stärksten senkt.
Nutzen Sie statistische Prozesslenkung (SPC), um Drift früh zu erkennen, und Poka-Yoke, um häufige Fehler unmöglich zu machen.
Geben Sie Arbeit nur frei, wenn der nächste Schritt sie aufnehmen kann. Das hält WIP und Warteschlangen unter Kontrolle.
Ein Kanban-System ist eine gängige, einfache Methode, um anzufangen.
Das Bewegen von Teilen fügt Durchlaufzeit und Handlingschäden hinzu, bringt aber keinen Wert.
Platzieren Sie aufeinanderfolgende Schritte nah beieinander und eliminieren Sie Doppelhandhabung an Lagerpunkten.
Verschiedene Schichten führen oft denselben Schritt anders aus und mit unterschiedlichen Ergebnissen.
Schreiben Sie die beste bekannte Methode als Standardarbeit nieder und schulen Sie jede Schicht darauf.
Ein Ausfall am Engpass stoppt den gesamten Fluss. Setzen Sie bekannte Fehlerquellen des Engpasses auf einen Wartungsplan für vorbeugende Instandhaltung.
Halten Sie kritische Ersatzteile auf Lager, damit eine Reparatur nicht auf eine Lieferung warten muss.
Ein kurzes tägliches OEE-Meeting hält die Maßnahmen nach dem ersten Monat in Bewegung.
Fabrico ist eine OEE-Plattform mit integriertem vollständigem CMMS, was sie zu einem praktischen Werkzeug für den Engpass-Teil der Prozesseffizienz macht.
Sie sammelt Maschinendaten über PLC-Verbindungen, IoT-Sensoren und KI-Kameras und zeigt Verfügbarkeit, Leistung, Qualität und OEE in Echtzeit.
Sie erkennt Mikrostopps und zeigt Ausfallzeiten, MTTR und MTBF pro Maschine, sodass Sie sehen können, wo und wann der Engpass Zeit verliert.
Da die Instandhaltung in derselben Plattform lebt, kann Ihr Team Arbeitsaufträge eröffnen, Wartungspläne ausführen und Ersatzteile für den Engpass verfolgen, ohne zwischen Tools zu wechseln.
Mit Mehrwerk-Ansichten können Sie OEE und Ausfallzeiten für denselben Maschinentyp oder dieselbe Linie über Standorte hinweg vergleichen.
Wollen Sie sehen, was Ihr Engpass wirklich liefert? Buchen Sie eine Demo.
Es gibt keine einzige Formel. Die gebräuchlichste Fluss-Kennzahl ist die Prozesszykluseffizienz: wertschöpfende Zeit ÷ gesamte Durchlaufzeit × 100.
Kombinieren Sie sie mit der kumulierten Durchlaufquote und der OEE des Engpasses, um das vollständige Bild zu erhalten.
Es gibt kein universelles Ziel, weil es vom Produkt und der Prozessorganisation abhängt.
Niedrige Werte sind in der Chargenfertigung häufig, wo der Großteil der Durchlaufzeit Warten ist. Verfolgen Sie Ihre eigene Zahl über die Zeit und streben Sie an, sie zu erhöhen.
OEE misst eine Maschine oder Linie gegenüber ihrer geplanten Produktionszeit.
Prozess-Effizienz betrachtet den gesamten Fluss, einschließlich der Wartezeiten zwischen den Schritten und der Ausbeute über alle Schritte hinweg.
Erstdurchlaufquote ist der Anteil der Einheiten, die einen Schritt beim ersten Mal ohne Nacharbeit und ohne Ausschuss bestehen. Die kumulierte Durchlaufquote multipliziert die Erstdurchlaufquoten aller Schritte.
Unser Leitfaden zu first pass yield vs rolled throughput yield erklärt beide.
Der Output wird vom Engpass bestimmt. Eine schnellere Maschine an einer anderen Stelle erhöht den Output nicht und vor dem Engpass baut sie nur eine größere Warteschlange auf.
Reduzieren Sie zuerst das Warten: kleinere Lose, kürzere Rüstzeiten und Ziehen statt Schieben. Siehe unseren Leitfaden how to reduce manufacturing lead time.
Sehen Sie, wie Fabrico OEE und Instandhaltung in einer Plattform vereint.
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