Rüstzeitoptimierung – Für mehr Produktion und weniger Stillstand

Die Rüstzeit – Eine Definition

Mit der Rüstzeit ist die Zeit gemeint, die erforderlich ist, um eine einzelne Maschine bzw. eine Anlage für die Produktion bestimmter Bauteile oder Produkte einzurichten. Dieser Prozess umfasst alle Tätigkeiten wie die Bereitstellung von Materialien, das Anpassen von Einstellungen oder auch das tatsächliche Umrüsten spezifischer Maschinenteile. 

Zusätzlich wird zwischen der internen Rüstzeit und der externen Rüstzeit unterschieden. Die interne Rüstzeit umfasst alle Arbeiten, die nur dann durchgeführt werden können, wenn die Maschine bzw. Anlage wirklich stillsteht. Die externe Rüstzeit bezieht sich auf alle Arbeiten, die auch ohne Probleme parallel zur Produktion stattfinden können. 

Bei der Rüstzeitoptimierung geht es darum, die Anzahl der Rüstvorgänge zu verringern und/oder die Rüstzeit insgesamt so weit wie möglich zu reduzieren, um unproduktive Stillstände zu vermeiden. Häufig steht dabei im Fokus, interne Rüstvorgänge in externe umzuwandeln. Maschinen und Anlagen sollen im besten Fall durchgehend ausgelastet sein und dementsprechend mit höchster Effizienz arbeiten.

Herausforderungen in der Produktion

In der Zeit, in der Maschinen und Anlagen stillstehen, wird kein Umsatz generiert. Gleichzeitig sind Umrüstvorgänge in der Produktion zwingend erforderlich – etwa für den Produktwechsel, für neue Einstellungen oder notwendige Messungen. Die Schwierigkeit besteht darin, die Produktionsplanung so auszugestalten, dass gerade die interne Rüstzeit so wenig Zeit wie möglich in Anspruch nimmt. 

Aufgrund der hohen Komplexität vieler Fertigungsprozesse ist dies jedoch eine große Herausforderung. Um Rüstzeiten wirksam optimieren zu können, muss eine Vielzahl an Faktoren und Wirkzusammenhängen berücksichtigt werden, die etwa eine rein analoge Planung schlicht nicht abbilden kann.

Die Folge: Die Auslastung der Maschinen verfehlt ihr Optimum, zusätzliche Rüstzeiten sind erforderlich, die Anzahl der Stillstände verbleibt auf vergleichsweise hohem Niveau. Mit einer professionellen Rüstzeitoptimierung können genau diese Probleme jedoch langfristig adressiert werden, um die Effizienz der Prozesse und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Mögliche Risiken einer fehlenden Rüstzeitoptimierung

Der unmittelbare Stillstand einer Maschine ist nur das offensichtlichste Problem, das überflüssige oder lange Rüstzeiten mit sich bringen. Einige wesentliche Risiken haben wir an dieser Stelle zusammengefasst:

• Geringe Flexibilität: Je länger die Rüstzeiten, desto schwieriger ist es für Unternehmen, schnell auf Kundenanforderungen zu reagieren oder spontane Anpassungen vorzunehmen. Dies senkt die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens insgesamt.
• Höhere Arbeitskosten: Häufige oder langwierige Umrüstungen sind entsprechend arbeitsintensiv. Dies führt zu höheren Arbeitskosten, gerade dann, wenn zur Erreichung von Produktionszielen Überstunden anfallen.
• Mögliche Qualitätsmängel: Werden immer wieder Anpassungen und Abstimmungen an Maschinen / Anlagen vorgenommen, steigt unweigerlich das Fehlerrisiko. Im schlechtesten Fall beeinträchtigen diese Fehler die Qualität des Endprodukts.
• Stärkerer Verschleiß: Häufige und lange Rüstvorgänge können den Verschleiß an Maschinen / Anlagen erhöhen, was dementsprechend öfter Wartungen erforderlich macht. Gleichzeitig verkürzt dies die Lebensdauer der Anlagen.

Rüstzeitoptimierung – Methoden und Ansätze

Im Bereich der Produktion haben sich einige wenige Methoden etabliert, die heute regelmäßig zur Optimierung von Rüstzeiten herangezogen werden. Diese haben wir nachfolgend aufgelistet.

SMED-Methode

SMED steht für „Single-Minute Exchange of Die“ – die Zielsetzung dieser Methode ist, Rüstzeiten auf einige wenige Minuten zu verkürzen. Dieses Verfahren kommt häufig zum Einsatz und basiert vor allem auf einer detaillierten Analyse des gesamten Fertigungsprozesses sowie sämtlicher Rüsttätigkeiten. Dafür sind die nachfolgenden Schritte erforderlich:

• Analyse der Rüstzeit: In diesem Schritt werden die aktuellen Produktionsprozesse detailliert betrachtet sowie aufgezeichnet. Gleichzeitig wird hier schon eine Übersicht erstellt, welche Bestandteile der Rüstzeit intern oder extern zu verorten sind.
• Trennung von Rüsttätigkeiten: Anschließend werden interne und externe Rüstzeiten konsequent voneinander separiert. Der besondere Fokus liegt an dieser Stelle auf den internen Rüstzeiten.
• Konvertierung von Rüsttätigkeiten: Wo dies realisierbar ist, werden interne Vorgänge durch Anpassungen in den Abläufen so umstrukturiert, dass diese so weit wie möglich extern erfolgen können.
• Vereinfachung und Rationalisierung: Im nächsten Schritt werden die internen Prozesse, die nicht extern durchführbar sind, bestmöglich standardisiert und vereinheitlicht. 
• Dokumentation und Verbesserung: Alle durchgeführten Schritte werden protokolliert. In regelmäßigen Abständen finden anschließend neue Prüfungen statt, um die Rüstzeiten fortlaufend optimieren zu können.

EKUV-Analyse

Eine weitere Methode zur Rüstzeitoptimierung ist die EKUV-Analyse. Dieser strukturelle Ansatz besteht aus den Schritten „Eliminieren – Kombinieren – Umstellen – Vereinfachen“. In der Praxis sieht das wie folgt aus:

• Eliminieren: Zu Beginn der Analyse wird jede Rüsttätigkeit darauf geprüft, welchen Mehrwert sie bietet. Ist die Tätigkeit für die Produktion nicht essenziell, wird diese aus dem Prozess eliminiert.
• Kombinieren: Sind einzelne Arbeitsschritte sehr ähnlich oder finden sie z. B. an identischen Teilen der Maschine statt, werden sie zusammengelegt. Durch das Kombinieren von Aufgaben lassen sich Aufwände reduzieren.
• Umstellen: Alle Rüstschritte werden so geplant, dass sie logisch aufeinander aufbauen. Die Optimierung der Reihenfolge – sofern dies möglich ist – steigert die Effizienz der Abläufe.
• Vereinfachen: Die verbleibenden Rüsttätigkeiten werden bestmöglich vereinfacht und standardisiert. Durch die niedrigere Komplexität sinkt der für die Schritte benötigte Aufwand.

Rüstzeiten optimieren mit MES-Unterstützung

Ob mittels SMED, anhand einer EKUV-Analyse oder als Kombination aus beidem – für eine effektive Rüstzeitoptimierung braucht es in jedem Fall verlässliche Daten, idealerweise in Echtzeit. Unsere MES-Software GFOS.Smart Manufacturing bietet sämtliche Funktionen, die es braucht, um Ihre Produktion fit für die Zukunft zu machen. Nutzen Sie die Stärken unserer vollmodularen Systemlösung – gerne beraten wir Sie hierzu individuell.

Vorteile der Rüstzeitoptimierung

Wenden Unternehmen die oben skizzierten Methoden und Ansätze konsequent an, bringt dies mindestens mittelfristig eine Reihe von Vorteilen mit sich. Die bedeutendsten Vorteile und gleichzeitig gute Gründe für eine solche Optimierung finden Sie hier.

Höhere Produktionskapazität

Kürzere Rüstzeiten bedeuten weniger Stillstand bei Maschinen und Anlagen. Insgesamt entfällt ein größerer Teil der Arbeitszeit auf die eigentliche Produktion. So können nun beispielsweise innerhalb eines Werktages größere Stückzahlen als zuvor gefertigt werden. Durch die optimierte Auslastung der Maschinen / Anlagen steigt gleichzeitig auch deren Rentabilität.

Sinkende Kosten

Stillstände kosten Geld – bei weniger Stillstand reduzieren sich diese Kosten entsprechend. Kurze Rüstzeiten resultieren in geringeren Arbeitskosten in der Produktion, wodurch sich natürlich auch die jeweilige Gewinnmarge erhöht. Wird dieser Kostenvorteil dann an den Kunden weitergegeben, ergibt sich zusätzlich noch ein Wettbewerbsvorteil daraus.

Mehr Flexibilität 

Je besser alle Prozesse innerhalb der Fertigung optimiert und standardisiert sind, desto einfacher können bei Bedarf Änderungen in der Fertigung durchgeführt werden – auch solche, die eher spontan anfallen. Die Fähigkeit, die eigene Produktion mit geringer Vorlaufzeit nach Kundenwunsch anpassen zu können, ist ein weiteres Plus im Wettbewerb.

Kurz gesagt: Eine professionelle Rüstzeitoptimierung in der Produktion hat das Potenzial, den ROI von Maschinen und Anlagen erheblich zu verbessern. Dabei steht und fällt jedoch alles mit der richtigen Implementierung in die Abläufe selbst.

Rüstzeitoptimierung richtig umsetzen – Wichtige Schritte

Die Optimierung der Rüsttätigkeiten und die Reduzierung der zeitlichen Aufwände ist keine triviale Aufgabe. Damit eine solche Rüstzeitoptimierung in der Praxis auch die gewünschten Effizienzgewinne und Zeitersparnisse mit sich bringt, braucht es eine geordnete und schrittweise Implementierung in die Prozesse und Abläufe vor Ort. 

Dies kann beispielhaft wie folgt aussehen:

Analyse der Prozesse 

Zu Beginn sollten möglichst genaue Daten zu aktuellen Rüstzeiten und -prozessen erhoben werden, um eine fundierte Basis für Verbesserungen zu schaffen. Hierbei lässt sich auch schon ermitteln, welche Schritte die längsten Rüstzeiten verursachen und potenziell auch die größten Optimierungspotenziale bieten. 

Einbeziehung der Mitarbeiter

Die Erfahrungen der einzelnen Mitarbeiter, die direkt an den Rüstprozessen beteiligt sind, sollten in jedem Fall in die Planungen mit einfließen. Doch die Mitarbeiter sind nicht nur Ideengeber: Sobald die Art und Weise der Optimierung feststeht, muss auch sichergestellt sein, dass sie mit allen neuen Prozessen / Abläufen / Werkzeugen vertraut sind.

Implementierung in Schritten

Bevor die Rüstzeitoptimierungs-Methoden im großen Stile angewandt werden, ist es sinnvoll, diese zunächst im Rahmen kleinerer Pilotprojekte einzuführen und zu testen. Hier braucht es eine enge Kontrolle sowie eine präzise Dokumentation, um etwa Probleme frühzeitig zu identifizieren und gleichzeitig alle Abläufe gut nachzuvollziehen.

Intensive Kommunikation

Optimierungen bringen immer auch Änderungen mit sich – diese können im Unternehmen auf Widerstand stoßen. Werden diese Bedenken und Widerstände nicht adressiert, kann dies schnell zu Unmut und Spekulationen innerhalb der Belegschaft führen. Hier braucht es eine klare Kommunikationslinie und -strategie, um Widerstände zu minimieren und die Akzeptanz gegenüber den neuen Prozessen zu fördern.

Laufende Verbesserung

Der Anspruch sollte es sein, Rüstzeiten der Maschine / Anlage fortlaufend weiter zu optimieren. Dies geschieht sowohl durch die Nutzung von Möglichkeiten zur Automatisierung als auch durch das Feedback der Mitarbeiter vor Ort. Durch die Verbindung dieser Aspekte lässt sich ein wertvoller und kontinuierlicher Verbesserungsprozess etablieren. 

Erfolgsmessung

Um den konkreten Mehrwert einer Rüstzeitoptimierung beziffern zu können, braucht es klare Leistungskennzahlen, die es zu erfüllen bzw. zu übertreffen gilt. Diese müssen regelmäßig evaluiert werden, um den tatsächlichen Nutzen der Maßnahmen für das Unternehmen so exakt wie möglich beziffern zu können.