Was ist ein Maschinenstillstand?
Als Maschinenstillstand bezeichnet man den Zeitraum, in dem eine Maschine nicht betriebsbereit ist. Diese Nichtbetriebszeit kann verschiedene Gründe haben, von geplanten Ereignissen wie geplanten Wartungsarbeiten bis hin zu ungeplanten Ereignissen wie unerwarteten Pannen oder Geräteausfällen.
Im Kontext einer Fertigungsumgebung wird jeder Zeitraum, in dem der Produktionsprozess angehalten wird, als Ausfallzeit betrachtet. Dies schließt sowohl geplante als auch ungeplante Ereignisse ein. Das Ziel eines jeden Fertigungsbetriebs ist es, Ausfallzeiten so weit wie möglich zu minimieren, um die Produktivität und Effizienz zu erhalten.
Beispiele für Maschinenstillstand
Maschinenstillstände können aus verschiedenen Gründen auftreten. Einige häufige Beispiele sind:
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Ausrüstungsausfall: Dies ist ein ungeplantes Ereignis, das dazu führt, dass die Maschine nicht betriebsbereit ist. Dies kann durch mechanische oder elektrische Fehler verursacht werden.
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Geplante Wartung: Hierbei handelt es sich um ein geplantes Ereignis, bei dem Maschinen für regelmäßige Wartungsarbeiten außer Betrieb genommen werden, um künftige Ausfälle zu verhindern.
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Umstellzeit: Dies ist die Zeit, die benötigt wird, um eine Maschine von der Produktion eines Produkttyps auf einen anderen umzustellen.
Annehmbare Ausfallzeit für eine Maschine
Die akzeptable Ausfallzeit für eine Maschine hängt von der Branche, der spezifischen Maschine und den betrieblichen Anforderungen des Unternehmens ab. Das Ziel eines jeden Fertigungsbetriebs ist es jedoch, die Ausfallzeiten so weit wie möglich zu minimieren, um die Produktivität und Effizienz zu erhalten.
Berechnung der Maschinenstillstandszeit
Für eine erste Kennzahl wird die Stillstandszeit ins Verhältnis zur geplanten Produktionszeit gesetzt:
Stillstandsquote = Stillstandszeit / geplante Produktionszeit × 100
Entscheidend ist eine einheitliche Abgrenzung. Betriebe sollten vor der Auswertung festlegen, ob Rüstzeiten, geplante Wartung, Materialmangel und kurze Mikrostopps zur Stillstandszeit zählen. Nur dann lassen sich Schichten, Maschinen und Zeiträume sinnvoll vergleichen.
Arten von Ausfallzeiten
Es gibt drei Hauptarten von Ausfallzeiten:
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Ungeplante Ausfallzeiten: Diese entstehen durch unerwartete Ereignisse wie Anlagenausfälle oder Stromausfälle.
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Geplante Ausfallzeiten: Hierbei handelt es sich um geplante produktionsfreie Zeiten, die für Aktivitäten wie Wartung, Inspektionen oder Pausen der Mitarbeiter genutzt werden.
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Leerlaufzeit: Dies ist die Zeit, in der die Maschine zwar verfügbar ist, aber nicht genutzt wird, was häufig auf Faktoren wie mangelnde Nachfrage oder Probleme in der Lieferkette zurückzuführen ist.
Maschinenstillstand berechnen: ein Beispiel aus der Verpackung
Eine Verpackungsmaschine soll in einer Schicht 480 Minuten produzieren. Ein ungeplanter Stopp am Siegelantrieb dauert 36 Minuten. Die Stillstandsquote dieser Schicht beträgt damit 7,5 Prozent.
Für eine belastbare Ursachenanalyse sollte der Betrieb zusätzlich festhalten, wann die Störung begann, wann sie erkannt wurde, wann die Arbeit an der Ursache startete und wann der Prozess wieder stabil lief. Diese Zeitpunkte trennen drei Probleme, die sonst in einer Zahl verschwinden: verspätete Erkennung, lange Reaktionszeit und aufwendige Reparatur. Erst diese Trennung zeigt, ob zum Beispiel ein zusätzlicher Messwert, eine andere Ersatzteilstrategie oder ein klarerer Eskalationsweg den größten Hebel bietet.
Maschinenbetriebszeit und Ausfallzeit sauber abgrenzen
In der Fertigungsindustrie werden die Begriffe "Betriebszeit" und "Ausfallzeit" oft gemeinsam verwendet, um den Betriebszustand einer Maschine zu beschreiben. Während sich die Ausfallzeit auf den Zeitraum bezieht, in dem eine Maschine nicht in Betrieb ist, ist die Betriebszeit der Zeitraum, in dem eine Maschine verfügbar und betriebsbereit ist, unabhängig davon, ob sie tatsächlich in Betrieb ist.
Das Ziel in der Fertigung ist es, die Betriebszeit zu maximieren und die Ausfallzeit zu minimieren. Eine hohe Betriebszeit deutet darauf hin, dass die Maschinen reibungslos laufen und die Produktion wie geplant verläuft, während eine hohe Ausfallzeit auf Ineffizienzen hinweist, die behoben werden müssen.
Vier Ansatzpunkte, um Ausfallzeiten zu reduzieren
Welche Maßnahme wirkt, hängt von der häufigsten und wirtschaftlich relevantesten Ursache ab:
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Zustandsbasierte Wartung: Messwerte, Trends und Grenzwerte können eine Prüfung auslösen, bevor aus einer erkennbaren Zustandsänderung ein Funktionsausfall wird.
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Gezielte Inspektionen: Prüfintervalle sollten sich an Kritikalität, Belastung und bekannten Fehlerbildern orientieren. Dadurch wird nicht jede Maschine gleich behandelt.
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Klare Reaktionswege: Für kritische Meldungen müssen Verantwortliche, Prüfschritte und Eskalationsgrenzen feststehen. Das verkürzt die Zeit zwischen Erkennung und Bearbeitung.
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Ersatzteil- und Wissensplanung: Für bekannte Fehlerbilder sollten passende Ersatzteile, Dokumentation und Ansprechpartner verfügbar sein. Das reduziert vermeidbare Wartezeit während der Reparatur.
Kosten eines Maschinenstillstands berechnen
Einen allgemeingültigen Kostensatz pro Stillstandsstunde gibt es nicht. Für eine belastbare betriebliche Rechnung werden mindestens der entgangene Deckungsbeitrag, zusätzliche Personal- und Servicekosten, Ausschuss und Wiederanlaufverluste sowie mögliche Vertrags- oder Logistikkosten berücksichtigt:
Stillstandskosten = entgangener Deckungsbeitrag + Zusatzkosten + Ausschuss- und Wiederanlaufkosten
Ein vereinfachtes Rechenbeispiel zeigt die Größenordnung: Die Verpackungsmaschine verarbeitet planmäßig 120 Packungen pro Minute; der Gutanteil liegt bei angenommenen 95 Prozent. Bei einem ebenfalls angenommenen Deckungsbeitrag von 0,12 Euro je Gutpackung entgehen während des 36-minütigen Stopps rechnerisch 492,48 Euro Deckungsbeitrag. Personal, Ausschuss beim Wiederanlauf und Reparatur sind darin noch nicht enthalten. Die Werte sind Beispielannahmen und müssen durch die realen Betriebsdaten ersetzt werden.
Warum Maschinenstillstände die gesamte Produktion betreffen
Maschinenstillstandszeiten sind mehr als nur ein Maß für die verlorene Produktionszeit. Sie sind ein wichtiger Faktor, der sich direkt auf den Gewinn eines Unternehmens auswirkt. Übermäßige Ausfallzeiten können zu Produktionsausfällen, verspäteten Aufträgen, erhöhten Arbeitskosten und geringerer Kundenzufriedenheit führen.
Darüber hinaus können sie sich auch auf die Lieferkette auswirken und Verzögerungen und Unterbrechungen verursachen, die die Beziehungen eines Unternehmens zu seinen Lieferanten und Kunden beeinträchtigen können. Daher ist das Verständnis und die Verwaltung von Maschinenausfallzeiten für jeden Fertigungsbetrieb von entscheidender Bedeutung.
Welche Maßnahme zu welcher Ursache passt
Nicht jeder Maschinenstillstand ist ein Monitoring-Problem. Die Gegenmaßnahme muss zur Ursache und zur Phase des Störungsprozesses passen:
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Vor dem Stillstand: Wenn sich Verschleiß oder eine Prozessabweichung in Messwerten ankündigt, kann Zustandsüberwachung eine frühere Prüfung ermöglichen.
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Während der Störung: Fehlt vor Ort das nötige Spezialwissen, kann Remote Support Software für die Industrie einen Experten per Live-Video in die Diagnose einbinden.
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Nach der Diagnose: Wiederkehrende Prüf- und Reparaturschritte lassen sich mit digitalen Wartungsabläufen dokumentieren und für den nächsten Einsatz verfügbar machen.
Wann Condition Monitoring gegen Stillstand hilft
Condition Monitoring ist besonders sinnvoll, wenn eine messbare Zustandsänderung zeitlich vor der Störung auftritt und eine konkrete Reaktion möglich ist. Bei einem Antrieb können zum Beispiel Schwingung, Temperatur oder Stromaufnahme Hinweise liefern. Ein Alarm allein verhindert jedoch keinen Ausfall. Es muss feststehen, wer die Meldung bewertet, welche Prüfung folgt und wann der Fall als abgeschlossen gilt.
Für einen ersten Monitoring-Piloten genügen eine kritische Maschine, ein relevanter Messwert und ein definierter Folgeprozess. ADTANCE PVM kann vorhandene Maschinen- und Sensordaten visualisieren, Grenzwerte überwachen und Warnungen an Service- oder Instandhaltungsprozesse übergeben. Mehr dazu: Condition Monitoring Software für Maschinen und Anlagen.
Häufige Fragen zum Maschinenstillstand
Was bedeutet Maschinenstillstand?
Maschinenstillstand bezeichnet die Zeit, in der eine Maschine aufgrund eines Fehlers, einer Störung, Wartung oder Reparatur nicht in Betrieb ist.
Was sind die häufigsten Ursachen für Maschinenstillstand?
Häufige Ursachen für Maschinenstillstand sind mechanische Probleme, elektrische Störungen, Wartungsarbeiten, fehlerhafte Komponenten oder Bedienungsfehler.
Wie kann man Maschinenstillstand reduzieren?
Maschinenstillstand lässt sich durch vorbeugende Wartung, regelmäßige Inspektionen, verbesserte Betriebsprozesse und die Schulung des Bedienpersonals reduzieren.
Wie beeinflusst Maschinenstillstand die Produktion?
Maschinenstillstand verringert die verfügbare Produktionszeit, kann Lieferzeiten verlängern und verursacht je nach Prozess zusätzliche Personal-, Ausschuss-, Service- und Logistikkosten.
Was ist vorbeugende Wartung und wie kann sie Maschinenstillstand verhindern?
Vorbeugende Wartung umfasst geplante Inspektionen, Wartungen und Instandsetzungen. Sie soll erkennbare Probleme beheben, bevor daraus ungeplante Ausfälle entstehen.
Fazit
Maschinenstillstände lassen sich nur gezielt reduzieren, wenn Dauer, Ursache und Reaktionsverlauf getrennt erfasst werden. Die Stillstandsquote macht Zeiträume vergleichbar, die Kostenrechnung zeigt die wirtschaftliche Priorität und die Ursachenanalyse bestimmt die passende Maßnahme. Condition Monitoring ist dabei ein Werkzeug für messbare Zustandsänderungen; klare Verantwortlichkeiten, Wartungsabläufe und eine schnelle Diagnose bleiben ebenso wichtig.