Maschinenlaufzeit und OEE: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität berechnen

Eine eingeschaltete Steuerung, eine drehende Spindel und ein produktiv laufender Auftrag sind verschiedene Zustände. Ich würde deshalb vor jeder Auswertung festlegen, was ein Zähler tatsächlich erfasst. Die folgende Rechnung nutzt frei gewählte Werte für eine Serienfertigung. Sie ist keine Laufzeitmessung an meiner CNC-umgerüsteten Optimum BF 20.

Zuerst die Zeitgrenzen festlegen

Vorne beschreibt auf OEE.com die geplante Produktionszeit als Ausgangspunkt. Zeiten ohne Produktionsabsicht werden dort nicht in die OEE-Grundzeit aufgenommen. Stillstände innerhalb der vorgesehenen Produktion, einschließlich entsprechender Rüstunterbrechungen, beeinflussen dagegen die Verfügbarkeit. Diese Trennung muss vor der Auswertung feststehen und über Vergleiche hinweg gleich angewendet werden.

Für unser eigenes Beispiel sei eine Schicht 480 Minuten lang. Davon seien 60 Minuten ausdrücklich ohne Produktionsabsicht geplant. Es bleiben 420 Minuten geplante Produktionszeit. Während dieser Zeit kommen 60 Minuten Stillstand zusammen. Die resultierende Laufzeit beträgt 360 Minuten. Die beiden Angaben „60 Minuten“ betreffen somit unterschiedliche Kategorien und dürfen nicht miteinander verwechselt werden.

OEE mit einem vollständigen eigenen Beispiel berechnen

Für die Rechnung setzen wir eine ideale Stückzeit von 0,5 Minuten an. 600 Teile entsprechen damit 300 Minuten Netto-Laufzeit. Von diesen Teilen sind 570 ohne Nacharbeit im ersten Durchlauf gut; ihr Zeitäquivalent beträgt 570 × 0,5 = 285 Minuten. Die Kurzrechnung OEE = Gutteile × ideale Stückzeit / geplante Produktionszeit liefert denselben Wert wie das Produkt der drei Faktoren.

Die drei Verlustanteile innerhalb dieser Bilanz sind 60 Minuten Stillstand, 60 Minuten Leistungsdifferenz und 15 Minuten Qualitätsverlust als Zeitäquivalent. Zusammen mit 285 Minuten vollproduktiver Zeit ergeben sie wieder 420 Minuten. Die 15 Minuten sind keine tatsächlich gestoppte Uhr für Ausschuss, sondern folgen aus 30 nicht als Gutteile gezählten Teilen mal 0,5 Minuten.

Laufzeit ist weder Spindelzeit noch reine Spanzeit

Ein NC-Programm kann Verbindungswege, Messzyklen oder Werkzeugwechsel enthalten. Ob und wie diese Bestandteile in einem betrieblichen Laufzeitmodell erfasst werden, muss beschrieben sein. Ein Steuerungssignal „Zyklus aktiv“ ist nicht automatisch eine Messung des tatsächlichen Werkzeugeingriffs.

Ich würde daher zunächst eine kleine Liste relevanter Zustände erstellen und sie an realen Abläufen prüfen. Überlappende Signale dürfen nicht dazu führen, dass dieselbe Minute mehrfach addiert wird. Ebenso muss klar sein, wie Unterbrechungen, Bedienpausen und fehlende Auftragszuordnung behandelt werden. Ein schöner Bildschirm kann unklare Zustandsdefinitionen nicht korrigieren.

Ideale Stückzeit nicht beliebig wählen

Vorne weist darauf hin, dass ein Leistungsfaktor über 100 Prozent häufig auf eine falsch angesetzte ideale Stückzeit hindeutet. Ich würde einen solchen Wert nicht einfach auf 100 Prozent begrenzen und die Ursache verstecken. Zuerst wären Bezugszeit, Teilezählung, Einheiten und Prozessdefinition zu prüfen.

Auch eine bewusst großzügige Sollzeit kann die Leistung scheinbar verbessern, ohne dass die Maschine anders gearbeitet hat. Für einen belastbaren Vergleich muss die Referenz begründet und versioniert sein. Bei unterschiedlichen Produkten sind deren unterschiedliche idealen Zeiten zu berücksichtigen; ein ungeprüfter gemeinsamer Durchschnitt kann den Produktmix mit dem Prozessverhalten verwechseln.

Nacharbeit nicht nachträglich unsichtbar machen

Im beschriebenen OEE-Modell zählen zu Gutteilen nur Teile, die den betrachteten Prozess beim ersten Durchlauf ohne Nacharbeit bestehen. Angenommen, von den 30 zunächst nicht guten Teilen könnten zehn später nachgearbeitet werden. Das verbessert möglicherweise die endgültige Ausbeute, ändert aber nicht nachträglich den ursprünglichen First-Pass-Befund dieser Bilanz.

Der Beitrag zur Ausschussquote und First Pass Yield trennt diese Größen genauer. Ein CAQ-System kann Qualitätsereignisse zuordnen. Wichtig ist, dass Produktionszählung und Qualitätsbewertung denselben Auftrag und dieselbe betrachtete Prozessgrenze meinen.

Aus Abweichungen konkrete Verbesserungsaufgaben ableiten

Die Kennzahl zeigt zunächst eine Verteilung, keine vollständige Ursache. Sinkt die Verfügbarkeit, würde ich die dokumentierten Stillstandsgründe betrachten. Ein Andon-System kann dabei helfen, Meldung, Reaktion und Abschluss auseinanderzuhalten. Die Meldedauer eines Alarms darf jedoch nicht ungeprüft als Maschinenstillstand übernommen werden.

Bei fehlendem Material ist außerdem die Liefer- und Bereitstellplanung zu prüfen. Bei einer Leistungsabweichung können Programm, Prozess oder Zählweise eine Rolle spielen. Ich würde jeweils eine überprüfbare Ursache und Maßnahme formulieren, statt allein eine höhere Prozentzahl zum Ziel zu erklären.

Für Einzelstücke und häufig wechselnde Modellbauaufgaben kann eine einfache Auftragszeitliste zunächst nützlicher sein als ein OEE-Vergleich mit einer Serienlinie. Vorbereitung, Einrichten, Bearbeiten und Prüfen lassen sich auch ohne pauschalen Branchenzielwert sauber dokumentieren. Entscheidend ist, dass die Auswertung eine konkrete Entscheidung verbessert.