Wie verändern Stillstandszeiten die Wirtschaftlichkeit einer Instandhaltung?

Deshalb sollte bei Instandhaltungsarbeiten nicht ausschließlich die aktive Arbeitszeit gemessen werden. Relevant ist das vollständige Zeitfenster zwischen Produktionsstopp und erfolgreichem Wiederanlauf.

Laserbasierte Verfahren können bei bestimmten Aufgaben mobil vor Ort eingesetzt werden. Ob daraus ein wirtschaftlicher Vorteil entsteht, muss jedoch für den konkreten Anlagenprozess berechnet werden.

Warum Stillstand eine eigene Kostenart ist

Eine Produktionsmaschine erzeugt normalerweise Wert, solange sie produziert.

Steht sie aufgrund einer Instandhaltungsmaßnahme, entfällt dieser Wert zumindest teilweise.

Wie hoch die wirtschaftliche Belastung tatsächlich ist, hängt stark vom Betrieb ab.

Bei einer nicht ausgelasteten Nebenmaschine kann eine Stunde kaum Folgen haben.

Bei einer zentralen Engpassanlage kann dieselbe Stunde sehr teuer sein.

Deshalb gibt es keinen universellen Preis für Maschinenstillstand.

Er muss aus dem Produktionssystem des jeweiligen Unternehmens abgeleitet werden.

Mögliche Auswirkungen sind:

• entgangene Produktion
• Mitarbeiter ohne produktive Aufgabe
• Lieferverzug
• Überstunden zum Aufholen
• Produktionsumplanung
• Vertragsfolgen
• Engpässe in Folgeprozessen

Damit wird verständlich, warum eine vermeintlich teurere Instandhaltungsmethode wirtschaftlich günstiger sein kann, wenn sie die Stillstandszeit deutlich reduziert.

Bearbeitungszeit und Ausfallzeit unterscheiden

Angenommen, ein Bauteil benötigt zwei Stunden externe Bearbeitung.

Das bedeutet nicht, dass die Maschine nur zwei Stunden stillsteht.

Zusätzlich können notwendig sein:

• Abkühlen
• Demontieren
• Verpacken
• Transport
• Wartezeit beim Dienstleister
• Rücktransport
• Montage
• Ausrichten
• Prüfung
• Wiederanlauf

Aus zwei Stunden Bearbeitung können so ein oder mehrere Tage Prozessunterbrechung entstehen.

Ein anderes Verfahren benötigt vielleicht drei Stunden aktive Arbeit, kann aber direkt am eingebauten beziehungsweise nahe am eingebauten Bauteil durchgeführt werden.

Dann kann es im Gesamtsystem wirtschaftlicher sein.

Der entscheidende Messwert lautet deshalb:

Zeit zwischen letztem Gutteil vor der Instandhaltung und erstem Gutteil nach der Instandhaltung.

Was eine Stillstandsstunde kosten kann

Eine einfache Berechnung kann vom entgangenen Deckungsbeitrag ausgehen.

Wenn eine Anlage pro Stunde Produkte mit einem bestimmten wirtschaftlichen Beitrag erzeugt, kann dieser Wert als Ausgangspunkt dienen.

Hinzu können weitere Kosten kommen.

Ein Beispielmodell:

entgangener Deckungsbeitrag

plus

zusätzliche Personalkosten

plus

Folgekosten der Produktionsumplanung

plus gegebenenfalls

Liefer- oder Vertragskosten

=

wirtschaftliche Belastung pro Stillstandsstunde

Diese Zahl muss nicht auf den Cent exakt sein.

Schon eine belastbare Größenordnung kann die Verfahrenswahl verändern.

Wenn eine Stunde Stillstand beispielsweise deutlich teurer ist als die eigentliche Oberflächenarbeit, lohnt es sich besonders, Nebenzeiten zu optimieren.

Demontage und Montage

Ein wesentlicher Vorteil mobiler Bearbeitung kann darin bestehen, bestimmte Bauteile nicht vollständig auszubauen.

Das funktioniert allerdings nur, wenn die zu bearbeitende Fläche zugänglich ist und der Arbeitsplatz sicher eingerichtet werden kann.

Bei anderen Komponenten bleibt eine Demontage erforderlich.

Für die Rechnung sollten deshalb drei Varianten geprüft werden:

Vollständiger Ausbau

Bauteil wird aus der Anlage entfernt.

Teilweise Demontage

Nur Abdeckungen beziehungsweise angrenzende Komponenten werden entfernt.

Bearbeitung in Einbaulage

Bauteil bleibt vollständig montiert.

Die technischen Einsatzbereiche verschiedener Systeme sind auf der Beamlux-Seite zu professionellen Anwendungen zusammengefasst.

Welche Variante möglich ist, entscheidet die konkrete Geometrie.

Transport und externe Termine

Bei externer Bearbeitung entsteht eine zusätzliche Abhängigkeit:

Der Dienstleister muss zum gewünschten Zeitpunkt Kapazität besitzen.

Das kann problemlos funktionieren, wenn Instandhaltungen langfristig geplant werden.

Bei ungeplanten Ausfällen kann die Terminfrage kritischer werden.

Zusätzlich benötigt der Transport Zeit.

Große oder schwere Komponenten können Speziallogistik erfordern.

Für den wirtschaftlichen Vergleich sollten deshalb nicht nur Transportkosten, sondern Transportdauer berücksichtigt werden.

Ein günstiger Dienstleister in größerer Entfernung kann unter Stillstandsgesichtspunkten teurer sein als eine näher gelegene Alternative.

Rüstzeit vor Ort

Mobile Bearbeitung bedeutet nicht automatisch: Gerät hinstellen und sofort beginnen.

Gerade bei leistungsstarken Klasse-4-Systemen muss ein sicherer Arbeitsbereich eingerichtet werden.

Mögliche Aufgaben sind:

• Bereich absperren
• Abschirmung aufbauen
• Absaugung positionieren
• Stromversorgung herstellen
• angrenzende Bereiche schützen
• Personal informieren

Diese Rüstzeit gehört vollständig in die Stillstandsrechnung.

Eine mobile Methode ist nur dann schneller, wenn die eingesparte Demontage- und Transportzeit größer als der zusätzliche Vor-Ort-Aufwand ist.

Wiederanlauf und Freigabe

Nach der Oberflächenarbeit ist die Produktion nicht automatisch wieder freigegeben.

Abhängig von der Anlage können weitere Schritte folgen:

• Montage
• Schmierung
• Beschichtung
• Prüfung
• Kalibrierung
• Probelauf
• Qualitätsfreigabe

Deshalb sollte der Wiederanlauf bereits vor Beginn der Instandhaltung geplant werden.

Ein Verfahren kann beispielsweise eine zusätzliche Trocknungszeit erfordern.

Ein anderes liefert einen trockenen Oberflächenzustand und kann schneller in den nächsten Arbeitsschritt übergehen.

Fraunhofer betrachtet industrielle Reinigung deshalb als Teil der gesamten Fertigungskette und nicht als isolierten Hilfsprozess.

Geplante und ungeplante Instandhaltung

Bei geplanter Wartung kann ein Unternehmen das Stillstandsfenster optimieren.

Mehrere Arbeiten können parallel organisiert werden.

Ersatzteile liegen bereit.

Externe Dienstleister sind terminiert.

Bei ungeplantem Ausfall sieht die Situation anders aus.

Dann gewinnen Faktoren wie:

• sofortige Verfügbarkeit
• Mobilität
• einfache Rüstung
• vorhandenes Prozesswissen

an Bedeutung.

Die wirtschaftlich richtige Strategie kann deshalb für geplante und ungeplante Arbeiten unterschiedlich sein.

Mobile Bearbeitung als möglicher Hebel

Laserbasierte Oberflächenbearbeitung kann mit mobilen handgeführten Systemen erfolgen.

Fraunhofer beschreibt mobile Systeme unter anderem für Restaurierung und industrielle Anwendungen.

Wirtschaftlich interessant wird dies, wenn dadurch:

• Transport entfällt
• Demontage reduziert wird
• nur die tatsächlich betroffene Fläche behandelt wird
• ein Folgeprozess unmittelbar beginnen kann

Die grundlegende Technik wird im Magazinbeitrag Wie funktioniert Laserablation beim Reinigen von Metall? behandelt.

Für die Instandhaltung zählt vor allem, ob der Prozess am tatsächlichen Einsatzort praktikabel ist.

Wann externe Bearbeitung trotzdem sinnvoll bleibt

Mobile Eigenbearbeitung ist nicht automatisch die beste Lösung.

Externe Spezialbetriebe können Vorteile besitzen:

• optimierte Anlagen
• erfahrenes Personal
• hohe Bearbeitungskapazität
• vorhandene Sicherheitsinfrastruktur
• spezifische Nachbehandlung

Wenn ein Bauteil leicht ausgebaut werden kann und eine geplante Wartung ohnehin mehrere Tage dauert, spielt der zusätzliche Transport möglicherweise kaum eine Rolle.

Die wirtschaftliche Entscheidung muss daher immer den gesamten Anlagenplan berücksichtigen.

Stillstandsfenster vorbereiten

Eine erhebliche Kostensenkung lässt sich häufig bereits durch bessere Planung erzielen.

Vor dem Abschalten können beispielsweise vorbereitet werden:

• Werkzeug
• Ersatzteile
• Parameter
• Absaugung
• Arbeitsplatzsicherung
• Personal
• Freigaben

Besonders bei wiederkehrenden Instandhaltungsarbeiten kann ein Standardablauf entwickelt werden.

Dadurch sinkt die Rüstzeit bei jedem weiteren Einsatz.

Der wirtschaftliche Nutzen einer Technologie steigt somit auch mit der Erfahrung des Betriebs.

Ersatzteilstrategie und Parallelisierung

Nicht jede Bearbeitung muss zwangsläufig auf dem aktuell eingebauten Bauteil erfolgen.

Bei bestimmten Komponenten kann ein Austauschsystem sinnvoll sein.

Bauteil A wird ausgebaut und durch vorbereitetes Bauteil B ersetzt.

Die Bearbeitung von A erfolgt anschließend außerhalb des kritischen Stillstandsfensters.

Damit wird die eigentliche Oberflächentechnik wirtschaftlich weniger zeitkritisch.

Eine gute Instandhaltungsstrategie vergleicht deshalb nicht nur Verfahren.

Sie vergleicht auch Prozessorganisation.

Wie eine Vergleichsrechnung aussieht

Für zwei mögliche Verfahren wird jeweils ein kompletter Zeitplan erstellt.

Verfahren A

• Abschalten
• Demontage
• Transport
• Bearbeitung
• Rücktransport
• Montage
• Test

Verfahren B

• Abschalten
• Arbeitsplatz einrichten
• Vor-Ort-Bearbeitung
• Kontrolle
• Wiederanlauf

Danach wird die Gesamtzeit mit dem internen Stillstandskostensatz multipliziert.

Erst anschließend werden die eigentlichen Bearbeitungskosten addiert.

Diese Reihenfolge verhindert, dass ein scheinbar günstiges Verfahren gewählt wird, obwohl seine Nebenzeiten erheblich teurer sind.

Sicherheit im Produktionsumfeld

Ein mobiler Klasse-4-Laser stellt besondere Anforderungen an die Umgebung.

Die DGUV-Handlungshilfe FBHM-139 behandelt unter anderem Laserstrahlung, Gefahrstoffe und Absaugung für handgeführte Anwendungen.

In einer Produktionshalle können zusätzlich angrenzende Arbeitsplätze und Verkehrswege relevant sein.

Ein sicherer Laserbereich muss zuverlässig eingerichtet werden können.

Die eingesparte Stillstandszeit darf niemals durch improvisierten Arbeitsschutz erkauft werden.

Fazit: Stillstand muss vom Produktionsstopp bis zum Wiederanlauf gerechnet werden

Wie verändern Stillstandszeiten die Wirtschaftlichkeit einer Instandhaltung?

Sie können die komplette Verfahrensentscheidung drehen.

Entscheidend ist nicht nur:

Wie lange dauert die eigentliche Bearbeitung?

Sondern:

1. Wie lange dauert die Demontage?
2. Muss transportiert werden?
3. Welche Wartezeiten entstehen?
4. Wie lange dauert die Rüstung?
5. Welche Nacharbeit folgt?
6. Wann kann die Anlage wieder produzieren?

Bei kritischen Produktionsanlagen kann die Stillstandsstunde wirtschaftlich wesentlich bedeutender sein als der Preis der Oberflächenbearbeitung.

Deshalb sollte jeder Verfahrensvergleich die vollständige Ausfallzeit monetär bewerten.

Quellen

• Fraunhofer-Geschäftsbereich Reinigung – industrielle Reinigungsprozesse — Einordnung von Reinigung als Teil der Wertschöpfungs- und Fertigungskette.
• Fraunhofer ILT – Produktivität und Systemintegration — Gesamtprozessbetrachtung mit Zyklus- und Nebenzeiten.
• DGUV – FBHM-139 „Strahlarbeiten – Reinigen und Entschichten mit Laserstrahlung“ — Ausgabe 06/2024.

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