Austaktung: Arbeit auf den geforderten Takt abstimmen

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Ein Mitarbeiter befestigt noch die Baugruppe, während der nächste schon darauf wartet. Am Schichtende hat die Linie ihr Ziel verfehlt, obwohl scheinbar genügend Personal und Anlagen vorhanden waren.

Bei der Austaktung werden Arbeitselemente so auf Stationen verteilt, dass die Linie den geforderten Produktionstakt erreichen kann. Dabei sind die vorgegebene Arbeitsfolge und sichere Arbeitsmethoden einzuhalten und die verfügbaren Ressourcen zu berücksichtigen. Ziel ist eine praktikable Arbeitsteilung, nicht eine um jeden Preis identische Auslastung.

Eine gute Austaktung beseitigt vermeidbare Wartezeiten und Überlastung. Dazu braucht es auch einen Produktionsplan, der die benötigten Ressourcen verfügbar macht. SkyPlanner APS hilft Ihnen, die vereinbarten Arbeitsgänge in einen gemeinsamen, kapazitätsorientierten Plan zu übernehmen. Wird die Prüfstation einer auf dem Papier ausgetakteten Linie für einen anderen Auftrag eingeplant, bleibt dieser Konflikt im Plan nicht unbemerkt.

Was Sie austakten: Arbeitselemente, nicht nur Auftragswarteschlangen an Maschinen

Ein Arbeitselement ist ein klar abgegrenzter Teil einer Tätigkeit, etwa das Positionieren eines Gehäuses, der Einbau eines Bauteils oder eine Prüfung. Die Austaktung legt fest, welche Station das jeweilige Element ausführt und ob sie die zugewiesene Arbeit rechtzeitig abschließen kann.

Drei zusammenhängende Entscheidungen helfen bei der Einordnung:

• Die Taktzeit beschreibt das Tempo, das die Kundennachfrage vorgibt.
• Die Austaktung verteilt die Arbeit, die für jede Einheit anfällt, auf die Stationen.
• Die Feinplanung weist den Arbeitsgängen konkreter Aufträge Ressourcen und Ausführungszeiten zu und berücksichtigt dabei die übrigen Arbeiten im Werk.

Die Produktionsnivellierung hat wiederum eine andere Aufgabe: Sie glättet Produktionsmenge und Produktmix über die Zeit. Ein veränderter Mix kann den Betrieb einer Linie erleichtern. Allein dadurch wird aber keine Station entlastet, der mehr Arbeit zugewiesen ist, als sie bewältigen kann.

Stimmen Sie diese Entscheidungen aufeinander ab, ohne sie gleichzusetzen. Freie Stunden im Belegungsplan einer Maschine belegen noch nicht, dass sich ein Arbeitselement dorthin verlagern lässt. Vorrichtung, Teileversorgung, Qualifikationen und Abhängigkeiten zwischen den Tätigkeiten müssen die Verlagerung zulassen.

1. Erst den erforderlichen Takt festlegen, dann Arbeit verlagern

Verwenden Sie die Kundennachfrage und die netto verfügbare Produktionszeit aus demselben Zeitraum:

Taktzeit = netto verfügbare Produktionszeit ÷ benötigte Stückzahl.

Nehmen wir eine Montagelinie mit wiederkehrenden Abläufen, 420 verfügbaren Produktionsminuten pro Schicht und einem Bedarf von 420 Gutteilen. Ihre Taktzeit beträgt 1 Minute, also 60 Sekunden pro Stück. Sobald die Linie läuft, muss sie im Durchschnitt in diesem Takt ein Gutteil liefern, um den Bedarf zu decken.

Ermitteln Sie die verfügbare Zeit nach einheitlichen Regeln. Ziehen Sie geplante produktionsfreie Zeiten ab, etwa Pausen, in denen die Linie stillsteht. Berücksichtigen Sie Rüstzeiten, Stillstände und Qualitätsverluste in Ihren Kapazitätsannahmen. Gehen Sie nicht stillschweigend davon aus, dass diese Verluste verschwinden, nur weil die Austaktung rechnerisch aufgeht – und ziehen Sie denselben Verlust nicht zweimal ab.

Wählen Sie eine Auslegungszykluszeit, die höchstens der Taktzeit entspricht und genügend Spielraum für die Schwankungen und Verluste Ihres Prozesses lässt. Die Taktzeit ist die aus dem Bedarf abgeleitete Vorgabe. Die Auslegungszykluszeit beschreibt dagegen das Tempo, auf das Sie die Arbeitsabläufe auslegen. Beobachtete Zykluszeiten zeigen, was die Linie tatsächlich erreicht.

Klären Sie bei einer bestehenden Linie auch, was sich ändern lässt. Sind die Anzahl der Stationen und die verfügbare Fläche fest vorgegeben? Lassen sich Werkzeuge und Vorrichtungen verlagern? Dürfen bestimmte Arbeitsgänge nur von entsprechend qualifizierten Personen ausgeführt werden? Diese Randbedingungen entscheiden darüber, welche Austaktung nicht nur rechnerisch möglich, sondern auch sinnvoll ist.

2. Arbeitselemente messen und festhalten, was zusammenbleiben muss

Beobachten Sie die Arbeit gemeinsam mit den Mitarbeitern, die sie ausführen. Zerlegen Sie sie in Elemente mit eindeutigem Anfang und Ende, die klein genug sind, um sie sinnvoll neu zuzuordnen. Halten Sie für jede Beobachtung die Methode, die Produktvariante, die Dauer und die jeweiligen Bedingungen fest.

Erfassen Sie auch Handhabung, Laufwege, Prüfungen und Materialnachschub, soweit sie Zeit im Arbeitszyklus des Mitarbeiters beanspruchen. Wer wiederholt ein fehlendes Befestigungsteil holen muss, hat deshalb keine freie Kapazität. Nehmen Sie mehrere repräsentative Zyklen auf, statt die Auslegung am schnellsten Zyklus auszurichten.

Trennen Sie manuelle Arbeit von automatischer Maschinenlaufzeit. Kann ein Mitarbeiter ein Prüfgerät beladen und während des Prüflaufs eine andere Tätigkeit ausführen, können sich diese Zeiten überlappen. Muss er die Prüfung begleiten, ist das nicht möglich. Wer sämtliche erfassten Zeiten einfach addiert, erhält möglicherweise ein falsches Bild sowohl von der Arbeitsbelastung des Mitarbeiters als auch von der Zykluszeit der Station.

Halten Sie für jedes Arbeitselement Folgendes fest:

• Den Vorgänger: Was muss abgeschlossen sein, bevor diese Arbeit beginnen kann?
• Die geeignete Station sowie die benötigten Betriebsmittel, Vorrichtungen und Qualifikationen.
• Alle Einschränkungen bei einer Verlagerung, etwa hinsichtlich Sicherheit, Ergonomie, Qualität oder Zugänglichkeit des Produkts.
• Ob sich das Element aufteilen, zeitlich überlappen oder auf einer parallelen Ressource ausführen lässt.

Stellen Sie die Vorrangbeziehungen in einem einfachen Ablaufnetz dar. Jede vorgeschlagene Zuordnung muss diese Beziehungen einhalten, auch die Reihenfolge der Elemente innerhalb einer Station. Zwei Tätigkeiten lassen sich nicht allein deshalb vertauschen, weil ihre Dauer gut passt, wenn die eine erst nach Abschluss der anderen beginnen kann.

3. Arbeit unter den tatsächlichen Randbedingungen umverteilen

Ein Mitarbeiter-Auslastungsdiagramm, häufig Yamazumi-Diagramm genannt, erleichtert den ersten Vergleich. Stapeln Sie die Zeiten der einzelnen Arbeitselemente je Mitarbeiter zu einem Balken und vergleichen Sie die Balken mit der Taktzeit oder der gewählten Auslegungszykluszeit. Entscheidend ist, welche Elemente sich verlagern lassen – nicht nur, welcher Balken kürzer werden soll.

Betrachten wir eine beispielhafte Montage. An jeder der drei Stationen arbeitet ein Mitarbeiter; die Arbeitselemente werden nacheinander ohne Überlappung ausgeführt. Die Zeiten enthalten die innerhalb jedes Elements erforderliche Handhabung. Zusätzliche Transporte oder Rüstvorgänge gibt es in dieser vereinfachten Berechnung nicht.

Element	Tätigkeit	Zeit pro Stück	Erforderlicher Vorgänger
A	Gehäuse vorbereiten	15 Sekunden	—
B	Grundplatte montieren	20 Sekunden	A
C	Modul einsetzen	20 Sekunden	B
D	Leitungen anschließen	25 Sekunden	C
E	Gehäuse schließen und befestigen	25 Sekunden	D
F	Baugruppe prüfen	25 Sekunden	E
G	Etikettieren und verpacken	15 Sekunden	F

Der gesamte Arbeitsinhalt beträgt 145 Sekunden pro Stück. Die folgende Tabelle zeigt die ursprüngliche Zuordnung und eine mögliche Verbesserung:

Station	Ursprüngliche Zuordnung	Bisherige Zeit	Neue Zuordnung	Neue Zeit
1	A + B	35 Sekunden	A + B + C	55 Sekunden
2	C + D + E	70 Sekunden	D + E	50 Sekunden
3	F + G	40 Sekunden	F + G	40 Sekunden

In der ursprünglichen Aufteilung kann Station 2 ihre Arbeit nicht alle 60 Sekunden wiederholen. Die durchschnittliche Bearbeitungszeit je Station liegt zwar unter der Taktzeit, doch dieser Durchschnitt beseitigt die Überlastung der einzelnen Station nicht.

Wird Arbeitselement C an Station 1 verlagert, bleiben alle Stationen unter der Vorgabe von 60 Sekunden, und die Reihenfolge von A bis G bleibt erhalten. Es ist keine Arbeit entfallen, und Station 3 ist weiterhin geringer ausgelastet. Alle drei Balken auf dieselbe Höhe zu bringen, hätte keinen Nutzen, wenn dafür eine Aufgabe umständlich oder unsicher verlagert werden müsste.

Die Verlagerung ist nur machbar, wenn sich das Modul an Station 1 fachgerecht montieren lässt: Dort müssen die Komponenten, Werkzeuge und der Platz vorhanden und die Bediener entsprechend geschult sein. Prüfen Sie das, bevor Sie die neue Austaktung freigeben. Erfordert die Montage eine fest installierte Vorrichtung an Station 2, wählen Sie eine andere Änderung. Ein verschobenes Rechteck im Diagramm allein löst das Problem nicht.

Mindestzahl der Stationen und Austaktungsgrad berechnen

Für dieses einfache Modell mit aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten lässt sich eine theoretische Untergrenze berechnen:

Mindestzahl der Stationen = gesamter Arbeitsinhalt ÷ Auslegungszykluszeit, aufgerundet.

Bei einer Auslegungszykluszeit von 60 Sekunden ergibt 145 ÷ 60 ungefähr 2,42. Es werden also mindestens 3 Stationen benötigt. Das ist eine Untergrenze, kein Nachweis dafür, dass eine bestimmte Aufteilung auf drei Stationen tatsächlich machbar ist. Die vorgegebene Reihenfolge, unteilbare Arbeitselemente und Einschränkungen durch die Betriebsmittel können eine andere Lösung erfordern.

Bei der neuen Aufteilung beträgt die längste Stationszeit 55 Sekunden. Unter den idealisierten Annahmen dieses Beispiels für einen eingeschwungenen Betrieb bestimmt sie die kürzeste wiederholbare Zykluszeit der Linie. Der Austaktungsgrad wird häufig so berechnet:

Austaktungsgrad = gesamter Arbeitsinhalt ÷ (Anzahl der Stationen × Zykluszeit der Linie) × 100.

Mit dieser Zykluszeit von 55 Sekunden ergibt sich 145 ÷ (3 × 55) × 100 = 87,9 %. Der zugehörige Austaktungsverlust beträgt 12,1 %: Das ist der Anteil der Stationszeit, der innerhalb dieses Zyklus nicht mit Arbeit belegt ist.

Bewerten Sie die Aufteilung stattdessen anhand des bedarfsbestimmten Takts von 60 Sekunden, ergibt sich 145 ÷ (3 × 60) × 100 = 80,6 %. Geben Sie beim Vergleich verschiedener Auslegungen an, welcher Nenner verwendet wird. Ein zyklusbezogener Austaktungsgrad und die Auslastung bezogen auf die Taktzeit beantworten unterschiedliche Fragen.

Keine der beiden Kennzahlen ist eine OEE, ein Qualitätsmaß oder eine garantierte Ausbringungsrate. Entscheidend ist in der Praxis, ob die Linie dauerhaft Gutteile im geforderten Takt liefert – ohne unsichere Arbeitsabläufe, ausgelassene Prüfungen oder wachsende Warteschlangen. Schneller als der Bedarf zu produzieren, nur um die Auslastung zu verbessern, bringt keinen Nutzen.

4. Einschränkungen beheben, die sich durch Aufgabenverlagerung nicht lösen lassen

Manchmal lässt sich die Auslegungszykluszeit durch keine andere Aufgabenverteilung einhalten. Gehen Sie der Ursache nach, statt pauschal schnelleres Arbeiten zu fordern.

Ein unteilbares Arbeitselement dauert länger als die Zykluszeit. Verbessern Sie die Methode, verkürzen Sie die Bearbeitungsdauer oder prüfen Sie eine zusätzliche parallele Ressource. Die Aufgabe einem anderen Bediener zuzuweisen, ändert nichts an ihrer Dauer. Ist paralleles Arbeiten technisch möglich, berücksichtigen Sie bei der Auslegung auch die zusätzlich benötigten Werkzeuge, den Personalbedarf und die Übergaben.

Der Durchschnitt passt, die üblichen Schwankungen jedoch nicht. Untersuchen Sie die Ursachen: Teilebereitstellung, Justierarbeiten, Nacharbeit, Materialnachschub oder uneinheitliche Arbeitsmethoden. Eine Austaktung auf Basis idealer Zykluszeiten kann dazu führen, dass schon kleine Schwankungen immer wieder Stillstände auslösen. Planen Sie realistische Spielräume zum Aufholen ein und überprüfen Sie diese im Pilotbetrieb.

Der Produktmix verändert den Arbeitsaufwand. Prüfen Sie die Zeiten der Arbeitselemente je Modell. Ein gewichteter Durchschnitt kann verdecken, dass mehrere aufeinanderfolgende komplexe Einheiten eine Station überlasten. Testen Sie neben dem durchschnittlichen Mix auch realistische Produktfolgen. Nutzen Sie Produktionsnivellierung dort, wo sie hilft, diese Belastungen zeitlich zu verteilen.

Mehrere Stationen teilen sich eine Person oder Maschine. Prüfen Sie, wann die einzelnen Stationen diese Ressource benötigen. Zwei Stationen können jeweils unter der Taktzeit liegen und trotzdem zur selben Zeit denselben Bediener brauchen. Ein gemeinsam genutztes Prüfgerät kann zudem mit einer anderen Produktfamilie belegt sein. Die Austaktung muss daher auch mit der tatsächlichen Verfügbarkeit der Ressource vereinbar sein.

Bei diesem letzten Problem treffen Prozessauslegung und Feinplanung aufeinander. Die Zuordnung der Arbeitselemente legt fest, wie die Arbeit ablaufen soll. Die Feinplanung muss sie realistisch mit allen anderen Arbeiten abstimmen, die dieselben Ressourcen beanspruchen.

5. Die freigegebene Austaktung in einen gemeinsamen Plan in SkyPlanner übernehmen

Sobald sich das Team auf eine machbare Arbeitsteilung geeinigt hat, übernehmen Sie die Arbeitsgänge, ihre Dauer und ihre Abhängigkeiten in den Arbeitsplan. Legen Sie fest, welche Arbeitsstationen geeignet sind, welche Schichten und Kapazitäten dort zur Verfügung stehen und wie die Personalverfügbarkeit diese Kapazitäten beeinflusst.

Arcturus, die KI für die Feinplanung in SkyPlanner, nutzt diese Angaben und Ihre Prioritäten, um die Arbeitsgänge der Aufträge auf den verfügbaren Ressourcen einzuplanen. Die Gantt-Zeitleiste zeigt die daraus entstehende Reihenfolge. Kapazitätsansichten machen sichtbar, wo es eng wird. Ist die materialabhängige Planung aktiviert, beeinflusst auch die Verfügbarkeit der Komponenten, wann die Arbeit ausgeführt werden kann.

Zurück zum gemeinsam genutzten Prüfgerät: Die Austaktung hat gezeigt, dass Prüfen und Verpacken den geforderten Takt einhalten können. Das Prüfgerät wird im vorgesehenen Produktionszeitraum jedoch auch für einen anderen Auftrag benötigt. Werden beide Aufträge gemeinsam mit begrenzter Kapazität geplant, wird dieser Konflikt sichtbar. Zwei getrennte Listen würden dagegen womöglich dieselbe Zeit doppelt zusagen.

Dann können Sie die eigentliche Entscheidung treffen: die Auftragspriorität ändern, eine andere geeignete Ressource nutzen, zusätzliche Kapazität bereitstellen oder den Produktionszeitraum anpassen. Arcturus berechnet die Feinplanung anhand Ihrer Regeln. Das verringert den manuellen Aufwand, die Arbeitsgangreihenfolgen an den Stationen und in den Abteilungen aufeinander abzustimmen.

Kann ein Prozessschritt tatsächlich auf mehreren geeigneten Arbeitsstationen parallel ausgeführt werden, kann SkyPlanner den Arbeitsgang auch auf diese verteilen, sofern die entsprechende Einstellung aktiviert ist. Das ist bei geeigneten parallelen Arbeiten hilfreich. Einen Auftragsarbeitsgang auf geeignete Ressourcen aufzuteilen, ist jedoch eine andere Entscheidung als die Zuordnung einzelner Montageelemente zu den Stationen. Halten Sie die freigegebene Arbeitsmethode und die Regeln zur Eignung der Ressourcen eindeutig fest, damit die Feinplanung den vorgesehenen Produktionsprozess abbildet.

SkyPlanner lässt sich über seine offene REST API mit jedem ERP oder MES integrieren. Sie können Ihr System zur Auftragsverwaltung beibehalten und mit einer abgestimmten Feinplanung verbinden, statt die Prioritäten der Linie in einer separaten Tabelle erneut abzubilden.

Was ein gemeinsamer Plan bei UTU verändert hat

Im UTU-Werk in Ulvila, das Schaltverteilungen und Schaltanlagen fertigt, wurde früher mit abteilungsspezifischen Excel-Tabellen geplant. Änderungen an der Produktionsreihenfolge im ERP kamen nicht immer auf dem Shopfloor an. Zudem war es schwierig, die tatsächlich verfügbare Kapazität zu erkennen.

UTU führte SkyPlanner ergänzend zu Oracle NetSuite ein und brachte die Linien und Abteilungen des Werks in einem Planungssystem zusammen. Das Team hebt die Kombination aus KI-gestützter Feinplanung, Gantt-Zeitleiste und Kapazitätstransparenz hervor. Nach Angaben des Kunden erreichen aktualisierte Arbeitsgangreihenfolgen die Monteure an der Linie jetzt innerhalb von Sekunden.

Diese Erfahrung zeigt, welches Planungsproblem auch bei einer guten Austaktung noch zu lösen ist: Die Beschäftigten brauchen die aktuelle Reihenfolge – eine sorgfältig ausgearbeitete Aufgabenverteilung mit einer veralteten Arbeitsgangliste reicht nicht aus.

6. Die Austaktung an der Linie erproben und aktuell halten

Erproben Sie die neue Aufgabenverteilung mit repräsentativen Produkten, Bedienern und Bedingungen der Materialversorgung. Beobachten Sie den gesamten Zyklus einschließlich Übergaben, Anlauf und gemeinsam genutzter Ressourcen, statt nur die Zeit des verlagerten Arbeitselements zu messen.

Vergleichen Sie die Gutmenge mit dem Bedarf und prüfen Sie die Schwankungen der Stationszykluszeiten, Wartezeiten, Umlaufbestände, Qualität und Rückmeldungen der Bediener. Verfehlt die Linie ihr Ziel, klären Sie, ob die Ursache in der Aufgabenverteilung, einer instabilen Arbeitsmethode, einem Materialmangel oder einem Planungskonflikt liegt. Jede dieser Ursachen erfordert eine andere Maßnahme.

Aktualisieren Sie die standardisierten Arbeitsabläufe und schulen Sie die betroffenen Bediener, bevor Sie die Änderung breiter ausrollen. Überprüfen Sie die Austaktung erneut, wenn sich Bedarf, Produktkonstruktion, Produktmix, Werkzeuge oder Personalbesetzung ändern. Halten Sie die Arbeitsgangzeiten und die Ressourcenverfügbarkeit im Produktionsplan im Einklang mit den Erkenntnissen aus dem Pilotbetrieb.

Wie sich die freigegebene Auslegung mit den anderen Aufträgen Ihres Werks abstimmen lässt, erfahren Sie in einer Präsentation: Buchen Sie eine SkyPlanner-Demo. Bringen Sie den Arbeitsplan einer Linie, die Stationszeiten und ein Beispiel für einen Konflikt um eine gemeinsam genutzte Ressource mit. So können Sie erkunden, wie daraus eine abgestimmte Feinplanung entsteht und wie der Plan auf Änderungen bei Prioritäten oder Kapazitäten reagiert. Wenn Sie sich lieber zunächst selbst umsehen möchten, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten.