Effizienz in der Produktion: Vor der Automatisierung den Prozess prüfen

Schnellere Maschinen sind nicht der einzige Faktor, der die Effizienz in der Produktion beeinflusst. Viel Zeit geht weiterhin für manuelle Berichterstattung, das Übertragen von Daten, die Suche nach Dokumentationen, die Weitergabe von Materialinformationen oder die Ermittlung von Stillstandsursachen verloren. Bevor Sie also Budget für einen weiteren automatisierten Arbeitsplatz einplanen, lohnt es sich zu prüfen, ob nicht der Informationsfluss rund um die Produktion die größeren Verluste verursacht.

Nach der Lektüre dieses Artikels wissen Sie, wie Sie die Produktionseffizienz bewerten, wo Sie nach Verlusten suchen sollten und wann die Automatisierung von Informationsprozessen der sinnvollere Schritt sein kann, bevor Sie eine weitere Maschine automatisieren.

Aus Sicht einer Produktionsleitung bedeutet Effizienz in der Regel, Personal, Maschinen, Materialien, Energie und Kapital so einzusetzen, dass das geforderte Ergebnis mit möglichst geringen Verlusten erreicht wird.

Eine der grundlegenden Kennzahlen bleibt OEE, also Overall Equipment Effectiveness. Die Kennzahl kombiniert Verfügbarkeit, Leistung und Qualität und zeigt damit, ob eine Maschine oder Produktionslinie die verfügbare Produktionszeit entsprechend den Vorgaben und ihren technischen Möglichkeiten nutzt. Die internationale Norm ISO 22400 beschreibt OEE als Teil eines umfassenderen KPI-Systems für das Management von Produktionsprozessen.

OEE allein bildet jedoch nicht die Gesamtleistung eines Werks ab. Eine Produktionslinie kann technisch sehr gute Werte erreichen, während der Bediener trotzdem auf Material wartet. Eine effiziente Produktion erfordert deshalb sowohl den Blick auf die Anlagen als auch auf die Prozesse, die Mitarbeitende mit den benötigten Informationen versorgen.

Produktionsautomatisierung wird häufig mit Robotik, Fördertechnik, automatisierten Montageanlagen oder einer neuen Produktionslinie gleichgesetzt. Solche Investitionen können sinnvoll sein, wenn die tatsächliche Einschränkung in der Taktzeit, einem manuellen Arbeitsschritt oder der physischen Kapazität eines Arbeitsplatzes liegt.

Anders sieht es aus, wenn die Ursache außerhalb der Maschine liegt. Daten aus dem 2024 veröffentlichten Digital Maturity Test von PFR zeigten, dass 41 % der befragten Unternehmen Daten manuell zwischen Systemen austauschten, 56 % Kommunikationsstillstände angaben und fast 70 % keine Werkzeuge zur Prozessautomatisierung nutzten. Die Untersuchung umfasste Unternehmen aus unterschiedlichen Branchen, daher sollten diese Werte nicht als reine Industriestatistik betrachtet werden. Sie zeigen jedoch, dass die manuelle Verarbeitung von Informationen weiterhin ein relevantes Optimierungsfeld darstellt.

Bevor Sie verschiedene Automatisierungsanbieter vergleichen, sollten Sie folgende Fragen klären:

Wenn die meisten Probleme mit dem Datenfluss zusammenhängen, sollte die Produktionsoptimierung mit der Automatisierung des Informationsprozesses beginnen.

Dieser Vergleich reduziert das Risiko, einen Teil des Prozesses zu verbessern, der keinen wesentlichen Einfluss auf das Gesamtergebnis der Produktion hat.

Begleiten Sie zunächst einen vollständigen Arbeitstag oder eine Schicht und erfassen Sie alle Tätigkeiten, die mit Informationen zusammenhängen. Achten Sie besonders auf Situationen, in denen Mitarbeitende Informationen suchen, übertragen, weitergeben oder dieselben Daten erneut eingeben.

Wenn ein Bediener Produktionsergebnisse zunächst auf Papier erfasst, die Schichtleitung sie anschließend in Excel überträgt und dieselben Daten danach noch in einen weiteren Bericht eingegeben werden, wird dieselbe Information mehrfach verarbeitet.

Die automatische Datenerfassung aus Maschinen oder Terminals kann den Weg vom Produktionsereignis bis zum Bericht deutlich verkürzen. Gleichzeitig können die Daten früher analysiert werden, anstatt erst bis zum Schichtende warten zu müssen.

Ein Stillstand wegen fehlenden Materials kann durch die Art verursacht werden, wie der Bedarf gemeldet wird. Ein Telefonanruf, ein Zettel oder eine Nachricht an die zuständige Person erschwert die Messung der Reaktionszeit und die Nachverfolgung des Status.

Ein digitales Materialanforderungssignal ermöglicht es, den Zeitpunkt der Meldung, ihre Bearbeitung und mögliche Verzögerungen zu erfassen. Ein solcher Prozess kann beispielsweise durch das eKanban-Modul im Produktionsportal von explitia unterstützt werden.

Bei einer Störung spielt auch die Zeit eine Rolle, die benötigt wird, um die richtige Anleitung, den passenden Schaltplan oder die Maschinenhistorie zu finden. Befindet sich die aktuelle Information in einem Ordner, auf einem anderen Computer oder nur im Wissen eines erfahrenen Mitarbeiters, verlängert sich die Reaktionszeit.

Digitale Arbeitsanweisungen helfen dabei, Dokumentversionen zu organisieren und die richtige Information direkt am Arbeitsplatz bereitzustellen. Derselbe Mechanismus erleichtert außerdem die Wissensweitergabe zwischen Schichten und die Einarbeitung neuer Bediener.

Gehen Sie nicht einfach davon aus, dass ein System „viel Zeit sparen wird“. Erfassen Sie zunächst den aktuellen Zustand und berechnen Sie das Potenzial anhand der Daten aus Ihrem eigenen Werk.

Für den ausgewählten Prozess sollten Sie folgende Punkte notieren:

Sie können dafür eine einfache Formel verwenden:

Berechnen Sie anschließend, wie viel dieser Zeit tatsächlich eingespart werden kann, und verwenden Sie dafür die realen Personalkosten Ihres Unternehmens.

Ein Schichtbericht wird dreimal täglich erstellt. Nehmen wir an, die Erstellung dauert derzeit 35 Minuten und nach der Automatisierung nur noch 10 Minuten. Bei 250 Arbeitstagen beträgt die Differenz:

3 × 25 Minuten × 250 Tage = 18.750 Minuten bzw. 312,5 Stunden pro Jahr.

Erst dieser Wert sollte mit den Kosten für Einführung und Betrieb der Lösung verglichen werden. Eine solche Kalkulation ist belastbarer als allgemeine Aussagen zu Amortisationszeiten, da das tatsächliche Ergebnis von der Größe des Werks, der Anzahl der Nutzer, dem Integrationsumfang und der tatsächlich eliminierten Arbeit abhängt.

Ein Dashboard allein verbessert noch kein Ergebnis. Daten gewinnen dann an Wert, wenn sie helfen, Ursachen zu erkennen und konkrete Maßnahmen abzuleiten.

Wenn OEE einen Rückgang der Verfügbarkeit zeigt, muss weiterhin geklärt werden, warum. Auch „Warten“ ist als Ursache zu allgemein. Die Produktion kann auf Material, Instandhaltung, einen Rüstvorgang, eine Qualitätsfreigabe oder Dokumentation gewartet haben. Jede dieser Situationen erfordert eine andere Reaktion.

Ein sinnvoller Ansatz zur Bewertung des Reifegrads sind die folgenden fünf Stufen:

Effizienz in der Produktion lässt sich somit auch als die Fähigkeit eines Unternehmens verstehen, Verluste zu erkennen und Prozessdaten in Maßnahmen zu übersetzen, die diese Verluste reduzieren.

Wenn ein Werk seine internen Daten strukturiert hat, kann der nächste Schritt im sicheren Datenaustausch über die Unternehmensgrenzen hinaus bestehen. Ein Hersteller benötigt möglicherweise Informationen von einem Lieferanten, ein Kunde verlangt Rückverfolgbarkeit oder Qualitäts- und Produktdaten müssen zwischen mehreren Beteiligten der Wertschöpfungskette ausgetauscht werden.

Data Spaces in der Produktion ermöglichen einen solchen kontrollierten Datenaustausch. Das Data Spaces Support Centre beschreibt Datenräume als Umgebungen, die auf gemeinsamen Regeln für Governance, Interoperabilität und die Kontrolle der Bedingungen für die Datenfreigabe basieren.

Ein Data Space sollte jedoch nicht der erste Schritt bei der Digitalisierung eines Werks sein. Wenn Daten innerhalb des Unternehmens noch manuell übertragen werden müssen und weder klare Verantwortlichkeiten noch ein definierter Kontext bestehen, sollte zuerst der interne Informationsprozess strukturiert werden.

Wählen Sie einen Prozess aus, der regelmäßig Zeit beansprucht oder die Erfüllung des Produktionsplans begrenzt. Das kann ein Schichtbericht, eine Materialanforderung, die Bearbeitung eines Stillstands, die Qualitätserfassung oder der Zugriff auf Dokumentationen sein.

Messen Sie anschließend den aktuellen Ablauf und prüfen Sie, wo der Verlust entsteht, wer dafür verantwortlich ist und welche Kennzahl eine tatsächliche Verbesserung bestätigt. Erst auf dieser Grundlage sollten Sie sich für eine Technologie entscheiden.

Wenn sich der Engpass anhand der vorhandenen Daten nicht eindeutig bestimmen lässt, können Sie mit einer Prozessanalyse beginnen. Finden und quantifizieren Sie zuerst den Verlust und wählen Sie anschließend das Werkzeug, das ihn beseitigt. Diese Reihenfolge hilft dabei, zwischen einer Investition zu unterscheiden, die die Produktion tatsächlich benötigt, und einer Investition, die lediglich wie der nächste logische Automatisierungsschritt aussieht.

OEE eignet sich gut zur Bewertung der Anlagennutzung anhand von Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Die Kennzahl erfasst jedoch nicht alle Verluste, die durch Informationsflüsse, interne Logistik, Dokumentation oder administrative Tätigkeiten entstehen.

Nein. Auch Berichterstattung, Maschinendatenerfassung, Materialanforderungen, Dokumentation, Rückverfolgbarkeit und der Informationsaustausch zwischen Abteilungen können automatisiert werden.

Dabei handelt es sich um Umgebungen, die einen kontrollierten Datenaustausch zwischen unabhängigen Unternehmen auf Grundlage gemeinsamer technischer und organisatorischer Regeln ermöglichen. Data Spaces in der Produktionsind besonders dann sinnvoll, wenn ein Unternehmen seine internen Daten bereits strukturiert und organisiert hat.