Produktionskapazität maximieren: Bewährte Strategien für Hersteller

Was ist Produktionskapazität?

Die Produktionskapazität bezeichnet die maximal mögliche Ausbringung bei der Herstellung von Waren. Es handelt sich in der Regel um eine teilbasierte Kennzahl, die angibt, wie viele Güter bei gegebenen Ressourcen (Zeit, Personal, Material) maximal gefertigt werden können.

Beispiel: Innerhalb einer Woche können wir 500 Widgets produzieren.

Das Ziel jedes Fertigungsunternehmens ist der Betrieb bei voller Kapazität. Das bedeutet, dass alle Anlagen mit höchstem Auslastungsgrad und optimierten Prozessen laufen – ohne unnötige Stillstandzeiten. In der Praxis wird die Kapazität jedoch meist durch einen von mehreren Faktoren begrenzt.

Bevor wir Strategien zur Kapazitätserhöhung betrachten, müssen wir verstehen, wie Kapazität durch Verluste geschmälert wird.

Die sechs großen Verluste

In den frühen 1970er Jahren in Japan entwickelt, fassen die „Six Big Losses“ jene Kategorien zusammen, die einzeln oder in Kombination die Produktion einschränken. Ihre kumulative Wirkung bestimmt die Gesamtanlageneffektivität (OEE) und damit die tatsächlich verfügbare Kapazität einer Maschine oder des gesamten Werks.

Die sechs Verluste gliedern sich in drei Hauptkategorien mit jeweils zwei Unterkategorien:

Verfügbarkeitsverluste

• Anlagenausfälle – Brüche und mechanische Defekte
• Rüsten und Einstellen – Formatwechsel und Feinjustierung

Leistungsverluste

• Leerlauf und Kurzstopps – Störungen, Verklemmungen
• Geschwindigkeitsverlust – Mangelnde Wartung oder unerfahrenes Personal

Qualitätsverluste

• Prozessfehler – Menschliches Versagen und schlechte Abläufe
• Ausschussminderung – Defekte Teile und Schrott

Berechnung der Produktionskapazität

Bevor ein Unternehmen die sechs großen Verluste angehen kann, muss es verstehen, wie Kapazität berechnet wird. Trotz der Vielfalt an Branchen und Prozessen bleiben die Grundlagen gleich.

1. Maschinenstundenkapazität: Anzahl der Maschinen multipliziert mit den verfügbaren Betriebsstunden – von Einzelschichten bis zum Dauerbetrieb.
2. Produktionskapazität für ein Produkt: Die für ein Stück benötigte Zeit wird durch die Maschinenstundenkapazität geteilt.
3. Produktionskapazität für mehrere Produkte: Die meisten Fabriken fertigen mehr als ein Produkt. Jedes Produkt wird einzeln berechnet und die Ergebnisse addiert. Unterscheiden sich die Fertigungszeiten, bestimmt der Auftragsmix (Reihenfolge, Terminplan) die Kombination der Stückzahlen pro Stunde bis zur Maximalkapazität.

Ist die Kapazität aller Anlagen bekannt, wirkt sich der Einfluss der sechs großen Verluste in einem Auslastungsgrad für jede Maschine und das gesamte Werk aus. Die Kapazität zu erhöhen bedeutet, diese Variablen günstig zu beeinflussen – durch Kennzahlen, die die Auslastungsrate und die Schließung der Lücke messbar machen.

Strategien zur Kapazitätserhöhung

Unternehmen wollen die Kapazität aus verschiedenen Gründen steigern: um tatsächliche oder geplante Nachfragesteigerungen zu bedienen, für kurz- oder langfristige Nachfragespitzen. Unabhängig vom Grund gibt es grundlegende Strategien, um die Kapazität zu erhöhen und das Werk auf die zusätzliche Last vorzubereiten.

Kurzfristige Maßnahmen

• Bestehende Anlagen intensiver nutzen: Überstunden (Wochenenden, Nachtschichten) oder zusätzliche Schichten in Werken ohne Dauerbetrieb.
• Outsourcing: Fremdfertigung von Teilen oder ganzen Produkten – oft zu einem Aufpreis.

Langfristige Maßnahmen

• Anlagennutzung optimieren: Werkzeuge und Methoden einsetzen, um die Leistung bestehender Anlagen zu verbessern und „versteckte Kapazität“ freizusetzen.
• Zusätzliche Anlagen beschaffen: Idealerweise erst dann, wenn die vorhandenen Anlagen vollständig optimiert und an ihrer Kapazitätsgrenze angelangt sind. Dann lässt sich die große Investition leichter rechtfertigen.

Schlüsselkennzahlen für mehr Kapazität

Kurzfristige Kapazitätserhöhungen sind oft teuer und riskant. Ziehen sie sich länger hin, werden Überstunden zur Belastung. Beim Outsourcing besteht die Gefahr, dass Wettbewerber das Produkt kopieren. Langfristige Steigerungen senken Kosten und schützen vor Nachahmung.

Der Schlüssel zur Erschließung versteckter Kapazität liegt in erstklassiger Software und Hardware, die Daten erfassen, analysieren und kontextualisieren – damit Führungskräfte die Leistung ihrer Abläufe besser verstehen und verbessern können. Durch Benchmarking lassen sich Anlagennutzung voll optimieren und Verbesserungspotenziale aufdecken.

Im Folgenden betrachten wir die wichtigsten Kennzahlen, auf die das Management achten sollte, um die Produktionskapazität zu steigern.

OEE (Overall Equipment Effectiveness)

Der Goldstandard zur Messung der Fertigungseffektivität. OEE berücksichtigt Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.

• Verfügbarkeit: Anteil der Zeit, in der eine Maschine im Zyklus Teile produziert, an der geplanten Zykluszeit.
• Leistung: Geschwindigkeit der Teileproduktion während des Zyklus.
• Qualität: Anteil guter Teile an der Gesamtproduktion.

OEE misst, wie gut Fertigungsanlagen genutzt werden, und deckt Verbesserungsbereiche auf – sei es Leerlauf, Stillstand, Zykluszeit oder Qualitätsprobleme.

MachineMetrics liefert einen sofort einsatzbereiten OEE-Report und die Möglichkeit, benutzerdefinierte Reports zu erstellen. Daten lassen sich einfach segmentieren, um Ineffizienzen und Trends zu erkennen.

Der OEE-Report ist in MachineMetrics out-of-the-box verfügbar und zeigt OEE pro Maschine, Maschinengruppen oder dem gesamten Shopfloor.

TEEP (Total Effective Equipment Performance)

TEEP geht einen Schritt weiter als OEE: Die maximale Verfügbarkeit wird als gesamte verfügbare Zeit definiert – 24 Stunden, 365 Tage im Jahr. OEE hingegen nutzt die geplante Betriebszeit als Maximum und berücksichtigt ungeplante Zeiten nicht.

Auch TEEP lässt sich in MachineMetrics verfolgen.

Auslastung (Utilization)

Allgemein definiert als Prozentsatz der verfügbaren Produktionszeit in einem gewählten Zeitraum, in dem eine Maschine tatsächlich Material bearbeitete.

Der MachineMetrics Utilization Report stellt folgende Komponenten dar:

• In-Cycle: Anteil des gewählten Produktionszeitraums, in dem die Maschine „in cycle“ meldete.
• Spindle-Rotating: Anteil, in dem die Spindel rotierte.
• In-Cut: Anteil, in dem Material zerspant wurde.

Zusätzlich lässt sich die Auslastung über alle Maschinen, für Gruppen oder einzelne Maschinen betrachten – um übergreifende Trends oder Probleme einzelner Anlagen zu identifizieren.

Fallstudie: Millionen an Kapazität freisetzen

Mit Echtzeit-Produktionsdaten von MachineMetrics nutzen Hersteller datengetriebene Erkenntnisse, um Probleme zu lösen, Prozesse zu verbessern und versteckte Kapazität zu erschließen – ohne teure Überstunden oder Outsourcing. Das System hat sich bewährt: Kapazität steigt, Wartungskosten sinken, Qualität verbessert sich, und Kapitaleinsätze (Capex) erfolgen nur, wenn die aktuelle Kapazität vollständig ausgeschöpft ist.

Wie MachineMetrics Kunden hilft, zeigt die Video-Case-Study mit Matt Townsend, OEE-Direktor von Avalign Technologies (Medizintechnik-Hersteller): Sofortige Transparenz der Shopfloor-Performance führte zu 25–30 % OEE-Steigerung, besser genutzter Belegschaft, Millionen Dollar zusätzlicher Kapazität (ohne neue Anlagen) und höherem Durchsatz durch Beseitigung von Engpässen.