Störhäufigkeit berechnen: Formel, MES-Daten und Nutzen
Die Störhäufigkeit zeigt, wie oft eine Maschine, Anlage oder ein Produktionsprozess innerhalb eines festgelegten Zeitraums gestört wird.
Sie macht wiederkehrende Unterbrechungen sichtbar, auch wenn diese jeweils nur kurz dauern.
Was sagt die Störhäufigkeit aus?
Die Störhäufigkeit beantwortet die Frage:
„Wie oft treten Störungen während der Produktion auf?“
Eine hohe Störhäufigkeit kann beispielsweise entstehen durch:
- technische Maschinenprobleme
- instabile Prozessparameter
- Werkzeugprobleme
- Materialmangel
- Sensorfehler
- Bedienfehler
- Qualitätsprobleme
- häufige Mikrostillstände
- unklare Arbeitsabläufe
Die Kennzahl zeigt, wie häufig Störungen auftreten. Sie sagt noch nicht, wie lange die einzelnen Störungen dauern.
Wie wird die Störhäufigkeit berechnet?
Eine einfache Berechnung lautet:
Störhäufigkeit = Anzahl der Störungen im betrachteten Zeitraum
Für den Vergleich von Maschinen mit unterschiedlichen Betriebszeiten ist eine zeitbezogene Berechnung besser geeignet:
Störhäufigkeit = Anzahl der Störungen ÷ Betriebszeit × Bezugszeit
Als Bezugszeit können beispielsweise verwendet werden:
100 Betriebsstunden, 1.000 Betriebsstunden, eine Schicht, ein Produktionstag, ein Monat
Die verwendete Bezugszeit muss immer angegeben werden.
Beispiel für die Berechnung
Eine Maschine läuft innerhalb eines Monats 600 Stunden.
In dieser Zeit treten 18 Störungen auf.
Die Störhäufigkeit je 100 Betriebsstunden beträgt:
18 ÷ 600 × 100 = 3 Störungen je 100 Betriebsstunden
| Wert | Ergebnis |
|---|---|
| Betriebszeit | 600 Stunden |
| Anzahl der Störungen | 18 |
Die Störhäufigkeit je 100 Betriebsstunden beträgt:
| 18 ÷ 600 × 100 = 3 Störungen je 100 Betriebsstunden |
Damit treten durchschnittlich drei Störungen je 100 Betriebsstunden auf.
Welche Daten werden benötigt?
| Benötigte Daten | Typische Datenquelle |
|---|---|
| Anzahl der Störungen | MES, MDE oder Instandhaltungssystem |
| Beginn und Ende der Störung | Maschine, SPS, MDE oder MES |
| Maschinenbetriebszeit | Maschine, SPS, MDE oder MES |
| Störungsgrund | Bedienereingabe, MES oder Instandhaltungssystem |
| Maschine und Komponente | Anlagenverwaltung oder Instandhaltungssystem |
| Auftrag und Artikel | ERP oder MES |
| Maschinenzustand | Maschine, SPS oder MDE |
| betroffene Schicht | MES oder Zeitwirtschaft |
| Werkzeug und Material | MES, ERP oder Werkzeugverwaltung |
| Reparaturmaßnahme | Instandhaltungssystem |
Die Kennzahl ist nur belastbar, wenn Störungen eindeutig erkannt und vollständig erfasst werden.
Warum die absolute Anzahl nicht ausreicht
Die reine Anzahl der Störungen kann zu falschen Schlussfolgerungen führen.
Beispiel:
| Maschine | Betriebszeit | Störungen |
|---|---|---|
| Maschine A | 800 Stunden | 16 |
| Maschine B | 200 Stunden | 8 |
Maschine A hat absolut mehr Störungen.
Bezogen auf 100 Betriebsstunden ergibt sich jedoch:
- Maschine A: 2 Störungen
- Maschine B: 4 Störungen
Maschine B ist damit deutlich störanfälliger.
Für Vergleiche sollte die Störhäufigkeit deshalb auf die Betriebszeit bezogen werden.
Welchen Vorteil bietet ein MES?
Die Störhäufigkeit kann auch ohne MES ermittelt werden.
Dafür müssen Störungen jedoch manuell dokumentiert, gezählt und den Betriebszeiten zugeordnet werden. Kurze Unterbrechungen bleiben dabei häufig unberücksichtigt.
Ein MES kann Maschinenzustände und Störungen automatisch erfassen.
Dadurch entstehen folgende Vorteile:
- automatische Zählung der Störungen
- aktuelle Störhäufigkeit je Maschine
- Bezug auf die tatsächliche Betriebszeit
- Erfassung von Mikrostillständen
- verbindliche Störungsgründe
- Auswertung nach Maschine, Auftrag, Artikel und Schicht
- Zuordnung zu Werkzeug, Material oder Komponente
- Erkennung wiederkehrender Störungsmuster
- Vergleich von Maschinen und Zeiträumen
- weniger manuelle Listen und Auswertungen
Der wichtigste Nutzen liegt nicht allein in der Anzahl.
Ein MES zeigt zusätzlich:
- wann die Störung auftrat
- wie häufig sich dieselbe Ursache wiederholt
- welche Maschine oder Komponente betroffen war
- welcher Auftrag unterbrochen wurde
- welche Produktionsmenge verloren ging
- welche Störungen besonders wirtschaftlich relevant sind
Ein MES reduziert die Störhäufigkeit jedoch nicht automatisch. Die Verbesserung entsteht durch die Beseitigung der erkannten Ursachen.
Was muss vor der Berechnung festgelegt werden?
Das Unternehmen muss unter anderem klären:
- Was gilt als Störung?
- Ab welcher Dauer wird eine Störung gezählt?
- Werden Mikrostillstände berücksichtigt?
- Werden technische und organisatorische Störungen gemeinsam betrachtet?
- Wie werden mehrere kurze Unterbrechungen derselben Ursache gezählt?
- Werden Wiederholungsstörungen einzeln erfasst?
- Welche Betriebszeit bildet die Bezugsgrundlage?
- Welche Bezugszeit wird verwendet?
- Wie werden manuelle und automatische Meldungen zusammengeführt?
- Wird je Maschine, Komponente, Auftrag oder Schicht ausgewertet?
Ohne einheitliche Regeln sind Störhäufigkeiten nicht zuverlässig vergleichbar.
Technische und organisatorische Störungen
Störungen können unterschiedliche Ursachen haben.
Technische Störungen
Dazu gehören beispielsweise:
- Maschinenfehler
- Sensorfehler
- Antriebsprobleme
- Werkzeugbruch
- technische Schutzabschaltung
Organisatorische Störungen
Dazu gehören beispielsweise:
- Materialmangel
- fehlendes Personal
- fehlende Freigabe
- fehlendes Werkzeug
- unklare Arbeitsunterlagen
Beide Arten verursachen Produktionsverluste. Für die Ursachenanalyse sollten sie getrennt ausgewertet werden.
Unterschied zwischen Störhäufigkeit und MTBF
Die Störhäufigkeit zeigt, wie oft Störungen innerhalb einer Zeitspanne oder Betriebszeit auftreten.
Die MTBF zeigt die durchschnittliche Betriebszeit zwischen zwei technischen Ausfällen.
Bei ausschließlich technischen Ausfällen stehen beide Kennzahlen in engem Zusammenhang:
- hohe Störhäufigkeit bedeutet meist niedrige MTBF
- niedrige Störhäufigkeit bedeutet meist hohe MTBF
Die Störhäufigkeit kann jedoch auch organisatorische und kurze Störungen enthalten. Die MTBF betrachtet üblicherweise technische Ausfälle.
Unterschied zur durchschnittlichen Stillstandsdauer
Die Störhäufigkeit zeigt die Anzahl der Störungen.
Die durchschnittliche Stillstandsdauer zeigt die mittlere Dauer je Stillstand.
Beispiel:
- viele kurze Störungen
- wenige lange Störungen
Beide Situationen können denselben gesamten Zeitverlust verursachen. Sie erfordern jedoch unterschiedliche Maßnahmen.
Unterschied zur Stillstandsquote
Die Stillstandsquote zeigt den Anteil der verlorenen Produktionszeit.
Die Störhäufigkeit zeigt die Anzahl der Unterbrechungen.
Eine Maschine kann:
- häufig kurz stillstehen
- selten, aber sehr lange stillstehen
Deshalb sollten beide Kennzahlen gemeinsam ausgewertet werden.
Wie ist die Störhäufigkeit zu bewerten?
Eine niedrige Störhäufigkeit ist grundsätzlich positiv.
Sie kann bedeuten:
- stabilere Prozesse
- weniger Unterbrechungen
- geringerer Bedienaufwand
- bessere Planbarkeit
- weniger Anfahrverluste
- geringere Belastung der Instandhaltung
Die Kennzahl sollte gemeinsam betrachtet werden mit:
- durchschnittlicher Stillstandsdauer
- MTBF
- MTTR
- Stillstandsquote
- Maschinenverfügbarkeit
- Leistungsgrad
- Produktionsverlusten
Viele kurze Störungen können erhebliche Leistungsverluste verursachen, obwohl die einzelne Störung kaum auffällt.
Welcher Wert ist gut?
Es gibt keinen allgemeingültigen Zielwert.
Der sinnvolle Wert hängt unter anderem ab von:
- Maschinenart
- Produktionsverfahren
- Automatisierungsgrad
- Betriebszeit
- Produktvariante
- Material
- Werkzeug
- Maschinenalter
- Erfassungsgrenze für Mikrostillstände
Entscheidend ist der Vergleich:
- derselben Maschine über die Zeit
- vergleichbarer Maschinen
- gleicher Produkte und Bedingungen
- definierter Zielwerte
Wie lässt sich die Störhäufigkeit reduzieren?
Geeignete Maßnahmen sind beispielsweise:
- Störungsgründe vollständig erfassen
- häufige Ursachen priorisieren
- wiederkehrende technische Fehler dauerhaft beseitigen
- Prozessparameter stabilisieren
- Sensoren und Werkzeuge überwachen
- Materialversorgung verbessern
- Arbeitsabläufe standardisieren
- Bediener gezielt qualifizieren
- vorbeugende Wartung anpassen
- Mikrostillstände systematisch untersuchen
- Ursachen nach Maschine, Artikel und Schicht vergleichen
Häufige kleine Störungen sollten nicht ignoriert werden. In Summe können sie einen erheblichen Produktionsverlust verursachen.
Welchen Nutzen hat das Unternehmen?
Eine belastbare Störhäufigkeit hilft Unternehmen:
- wiederkehrende Ursachen zu erkennen
- Maschinenstabilität zu verbessern
- Instandhaltungsmaßnahmen zu priorisieren
- Mikrostillstände sichtbar zu machen
- Produktionsunterbrechungen zu reduzieren
- Planerfüllung und Termintreue zu verbessern
- Bedien- und Reaktionsaufwand zu senken
- Produktionsverluste zu bewerten
- Verbesserungsmaßnahmen nachzuweisen
- Maschinen und Bereiche objektiv zu vergleichen
Die Störhäufigkeit zeigt frühzeitig, wo Prozesse instabil werden.
Störhäufigkeit im MES-Lastenheft definieren
Die Anforderung
„Das MES muss die Störhäufigkeit berechnen.“
ist für ein MES-Lastenheft nicht ausreichend.
Zusätzlich sollte festgelegt werden:
- verwendete Berechnungsformel
- Definition einer Störung
- verwendete Bezugszeit
- Definition der Betriebszeit
- Grenzwert für Mikrostillstände
- Behandlung wiederholter Störungen
- Trennung technischer und organisatorischer Ursachen
- verbindliche Störungsgründe
- automatische und manuelle Datenerfassung
- Zuordnung zu Maschine, Komponente, Auftrag und Schicht
- Auswertung absolut und je Betriebszeit
- Anzeige häufiger Störungsursachen
- Verbindung mit Stillstandsdauer und Produktionsverlust
- Filter-, Vergleichs- und Exportmöglichkeiten
- historische Speicherung
- Meldung bei Überschreitung definierter Grenzwerte
Nur mit diesen Festlegungen können MES-Anbieter die Anforderung eindeutig bewerten.
Häufige Fragen zur Störhäufigkeit
Die Anzahl der Störungen wird auf einen Zeitraum oder eine definierte Betriebszeit bezogen.
Für Maschinenvergleiche eignen sich beispielsweise 100 oder 1.000 Betriebsstunden. Die Bezugszeit muss einheitlich sein.
Benötigt werden insbesondere Anzahl, Zeitpunkt, Dauer und Ursache der Störungen sowie die Maschinenbetriebszeit.
Die Störhäufigkeit zeigt die Anzahl der Störungen. Die MTBF zeigt die durchschnittliche Betriebszeit zwischen technischen Ausfällen.
Das muss das Unternehmen festlegen. Gerade häufige kurze Unterbrechungen können einen erheblichen Leistungsverlust verursachen.
Ja. Ohne MES müssen Störungen und Betriebszeiten jedoch häufig manuell erfasst und zusammengeführt werden.
Nein. Ein MES macht wiederkehrende Störungen und Ursachen sichtbar. Die Reduzierung entsteht durch konkrete Maßnahmen.
Weitere Informationen
Weitere passende Kennzahlen sind:
- Leistungsgrad
- durchschnittliche Stillstandsdauer
- MTBF
- MTTR
- Stillstandsquote
- Maschinenverfügbarkeit
Weitere Grundlagen finden Sie auf der Übersichtsseite MES-Kennzahlen und unter MES-Lastenheft erstellen.