Maschinenauslastung berechnen: Formel, MES-Daten und Nutzen
Die Maschinenauslastung zeigt, welcher Anteil der verfügbaren Maschinenkapazität tatsächlich genutzt wurde.
Sie macht freie Kapazitäten, fehlende Aufträge und nicht produktiv genutzte Zeiten sichtbar.
Was sagt die Maschinenauslastung aus?
Die Maschinenauslastung beantwortet die Frage:
„Wie stark wurde die grundsätzlich verfügbare Maschinenkapazität tatsächlich genutzt?“
Eine geringe Auslastung kann beispielsweise entstehen durch:
- fehlende Aufträge
- ungeeignete Produktionsplanung
- Materialmangel
- fehlendes Personal
- lange Rüstzeiten
- Maschinenstörungen
- nicht abgestimmte Arbeitsgänge
Die Kennzahl zeigt, wie stark eine Maschine genutzt wurde. Sie zeigt jedoch nicht automatisch, wie produktiv oder wirtschaftlich die Maschine gearbeitet hat.
Wie wird die Maschinenauslastung berechnet?
Eine häufig verwendete Formel lautet:
Maschinenauslastung = tatsächliche Nutzungszeit ÷ verfügbare Kapazitätszeit × 100
Dabei gilt:
tatsächliche Nutzungszeit: Zeit, in der die Maschine für Produktion oder definierte Tätigkeiten genutzt wurde
verfügbare Kapazitätszeit: Zeit, in der die Maschine grundsätzlich eingesetzt werden konnte
Welche Zeiten zur Nutzungszeit und Kapazitätszeit gehören, muss eindeutig festgelegt werden.
Beispiel für die Berechnung
Eine Maschine steht innerhalb einer Schicht für 480 Minuten zur Verfügung.
Davon wird sie 300 Minuten produktiv genutzt.
| Wert | Ergebnis |
|---|---|
| Verfügbare Kapazitätszeit | 480 Minuten |
| Tatsächliche Nutzungszeit | 300 Minuten |
| Nicht genutzte Zeit | 180 Minuten |
Die Maschinenauslastung beträgt:
| 300 ÷ 480 × 100 = 62,5 % |
Damit wurden 62,5 Prozent der verfügbaren Maschinenkapazität genutzt.
Welche Daten werden benötigt?
| Benötigte Daten | Typische Datenquelle |
|---|---|
| Verfügbare Kapazitätszeit | Schichtkalender, MES oder Produktionsplanung |
| Produktionszeit | Maschine, SPS, MDE oder BDE |
| Auftragsbelegung | ERP, Feinplanung oder MES |
| Maschinenzustände | Maschine, SPS oder MDE |
| Rüstzeiten | BDE, MDE oder MES |
| Stillstandszeiten | Maschine, MDE oder BDE |
| Wartungszeiten | Instandhaltungssystem oder MES |
| Auftrag und Artikel | ERP oder MES |
| Personalverfügbarkeit | Zeitwirtschaft oder MES |
Die Maschinenauslastung ist nur belastbar, wenn die verfügbaren und tatsächlich genutzten Zeiten eindeutig erfasst werden.
Welchen Vorteil bietet ein MES?
Die Maschinenauslastung kann auch ohne MES berechnet werden.
Dafür müssen Schichtzeiten, Maschinenlaufzeiten, Aufträge, Rüstzeiten und Stillstände jedoch manuell zusammengeführt werden. Das verursacht Aufwand und liefert häufig nur verspätete Durchschnittswerte.
Ein MES kann die erforderlichen Daten automatisch und laufend erfassen.
Dadurch entstehen folgende Vorteile:
- aktuelle Auslastung je Maschine und Schicht
- einheitliche Berechnungsregeln
- Auswertung nach Auftrag, Artikel und Zeitraum
- Unterscheidung zwischen produktiver und unproduktiver Nutzung
- Erkennung freier Maschinenkapazitäten
- Verbindung mit Produktionsplanung und Auftragsbestand
- Vergleich von Maschinen und Produktionsbereichen
- Kontrolle von Verbesserungsmaßnahmen
- weniger Excel-Listen und manuelle Berichte
Der wichtigste Nutzen liegt nicht allein im Prozentwert.
Ein MES zeigt zusätzlich, warum vorhandene Maschinenkapazität nicht genutzt wurde. Dadurch können fehlende Aufträge, Planungsprobleme, Materialmangel oder technische Ursachen getrennt bewertet werden.
Ein MES erhöht die Maschinenauslastung jedoch nicht automatisch. Die Verbesserung entsteht durch die daraus abgeleiteten Maßnahmen.
Was muss vor der Berechnung festgelegt werden?
Die Formel allein reicht nicht aus.
Das Unternehmen muss unter anderem klären:
- Was gilt als verfügbare Kapazitätszeit?
- Werden arbeitsfreie Schichten berücksichtigt?
- Gehören Pausen zur Kapazitätszeit?
- Werden Wartungszeiten abgezogen?
- Zählen Rüstzeiten als Nutzung?
- Wie werden Maschinenstörungen behandelt?
- Gilt eine belegte, aber stillstehende Maschine als ausgelastet?
- Werden Versuchs- und Musteraufträge berücksichtigt?
- Wie werden fehlende Aufträge bewertet?
- Wird die Auslastung je Maschine, Linie oder Arbeitsplatz berechnet?
Ohne einheitliche Regeln sind Auslastungswerte verschiedener Maschinen oder Werke nicht vergleichbar.
Unterschied zwischen Maschinenauslastung und Maschinenverfügbarkeit
Die Maschinenverfügbarkeit zeigt, ob eine Maschine während der geplanten Produktionszeit eingesetzt werden konnte.
Die Maschinenauslastung zeigt, wie stark die vorhandene Kapazität tatsächlich genutzt wurde.
Eine Maschine kann:
- technisch verfügbar, aber nicht ausgelastet sein
- ausgelastet geplant, aber wegen einer Störung nicht verfügbar sein
- lange laufen, aber langsamer als vorgesehen produzieren
Deshalb müssen beide Kennzahlen getrennt betrachtet werden.
Unterschied zwischen Maschinenauslastung und Leistungsgrad
Der Leistungsgrad bewertet die Produktionsgeschwindigkeit während der Laufzeit.
Die Maschinenauslastung bewertet den Anteil der genutzten Kapazität.
Beispiel:
Eine Maschine kann zu 90 Prozent ausgelastet sein, während der Laufzeit aber nur 75 Prozent der vorgesehenen Leistung erreichen.
Dann ist die Maschine stark belegt, arbeitet jedoch zu langsam.
Wie ist die Maschinenauslastung zu bewerten?
Eine hohe Maschinenauslastung ist nicht automatisch positiv.
Eine dauerhaft sehr hohe Auslastung kann zu folgenden Problemen führen:
- fehlende Kapazitätsreserven
- längere Lieferzeiten
- hohe Terminrisiken
- schwierige Wartungsplanung
- steigende Bestände
- Überlastung von Engpassmaschinen
Eine niedrige Auslastung kann dagegen auf freie Kapazitäten, fehlende Aufträge oder Planungsprobleme hinweisen.
Die Kennzahl sollte gemeinsam betrachtet werden mit:
- Auftragsbestand
- Maschinenverfügbarkeit
- Leistungsgrad
- OEE
- Planerfüllung
- Termintreue
- Durchlaufzeit
Welcher Wert ist gut?
Es gibt keinen allgemein gültigen Zielwert.
Der sinnvolle Zielwert hängt unter anderem ab von:
- Produktionsverfahren
- Auftragslage
- Maschinenfunktion
- Engpasssituation
- Losgrößen
- Produktvielfalt
- Wartungsbedarf
- gewünschten Kapazitätsreserven
Für eine Engpassmaschine gelten andere Anforderungen als für eine Ersatz- oder Spezialmaschine.
Wie lässt sich die Maschinenauslastung verbessern?
Geeignete Maßnahmen sind beispielsweise:
- Produktionsaufträge besser einplanen
- freie Kapazitäten frühzeitig erkennen
- Material rechtzeitig bereitstellen
- Personalbedarf mit der Planung abstimmen
- Rüstzeiten reduzieren
- Aufträge sinnvoll bündeln
- Wartungen in freie Zeitfenster legen
- Maschinenbelegung auf alternative Anlagen verteilen
- Engpässe und Überkapazitäten transparent machen
- Plan- und Ist-Zeiten regelmäßig vergleichen
Das Ziel darf nicht eine möglichst hohe Auslastung um jeden Preis sein.
Entscheidend ist eine wirtschaftliche Auslastung, die Lieferfähigkeit, Flexibilität und Wartung berücksichtigt.
Welchen Nutzen hat das Unternehmen?
Eine belastbare Maschinenauslastung hilft Unternehmen:
- freie Kapazitäten zu erkennen
- Investitionen besser zu bewerten
- Aufträge geeigneter zu verteilen
- Engpassmaschinen zu identifizieren
- Produktionsplanung zu verbessern
- Liefertermine besser abzusichern
- Überstunden und Fremdvergabe zu reduzieren
- Wartungen gezielter einzuplanen
- Kapazitätsbedarf nachvollziehbar zu begründen
Die Kennzahl unterstützt damit sowohl operative Entscheidungen als auch die langfristige Investitionsplanung.
Maschinenauslastung im MES-Lastenheft definieren
Die Anforderung
„Das MES muss die Maschinenauslastung berechnen.“
ist für ein MES-Lastenheft nicht ausreichend.
Zusätzlich sollte festgelegt werden:
- verwendete Berechnungsformel
- Definition der verfügbaren Kapazitätszeit
- Definition der tatsächlichen Nutzungszeit
- Behandlung von Rüst- und Wartungszeiten
- Behandlung von Maschinenstörungen
- Behandlung fehlender Aufträge
- Behandlung von Versuchs- und Musteraufträgen
- automatische und manuelle Datenquellen
- Auswertung nach Maschine, Auftrag, Artikel und Schicht
- Unterscheidung produktiver und unproduktiver Nutzung
- Filter-, Vergleichs- und Exportmöglichkeiten
- historische Speicherung
- Anzeige freier Kapazitäten
- Verbindung mit Produktions- und Feinplanung
Nur mit diesen Festlegungen können MES-Anbieter die Anforderung eindeutig bewerten.
Häufige Fragen zur Maschinenauslastung
Die tatsächliche Nutzungszeit wird durch die verfügbare Kapazitätszeit geteilt und mit 100 multipliziert.
Benötigt werden insbesondere Kapazitätszeiten, Maschinenlaufzeiten, Auftragsbelegung, Stillstände und Rüstzeiten.
Die Verfügbarkeit zeigt, ob eine Maschine eingesetzt werden konnte. Die Auslastung zeigt, wie stark die vorhandene Kapazität tatsächlich genutzt wurde.
Nein. Eine dauerhaft sehr hohe Auslastung kann Flexibilität reduzieren und Terminrisiken erhöhen.
Ja. Ohne MES müssen Plan-, Auftrags- und Maschinendaten jedoch häufig manuell zusammengeführt werden.
Nein. Ein MES macht freie Kapazitäten und Ursachen sichtbar. Die Verbesserung entsteht durch Planung und konkrete Maßnahmen.
Weitere Informationen
Weitere passende Kennzahlen sind:
Weitere Grundlagen finden Sie auf der Übersichtsseite MES-Kennzahlen und unter MES-Lastenheft erstellen.