Rüstmatrix: Rüstdaten erfassen und richtig lesen

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Eine Rüstmatrix zeigt in Tabellenform, wie lange eine Maschine für den Wechsel von einem Produkt oder Rüstzustand zum nächsten benötigt. Jede Zelle beantwortet eine konkrete Frage: Wenn die Maschine jetzt für dieses Produkt eingerichtet ist, wie viel Zeit braucht sie, bis sie das nächste Produkt fertigen kann?

Dabei kommt es auf die Richtung an. Beim Wechsel von einer hellen zu einer dunklen Farbe genügt möglicherweise ein kurzes Spülen, während der Rückweg zur hellen Farbe eine deutlich längere Reinigung erfordert. Eine durchschnittliche Rüstzeit bildet diesen Unterschied nicht ab. So kann der Plan für eine aufwendige Umrüstung zu wenig Zeit vorsehen und für eine einfache zu viel.

Eine aussagekräftige Matrix macht solche Unterschiede sichtbar, bevor sie den Plan durcheinanderbringen. Sie hilft Ihnen auch zu erkennen, nach welchen Produkteigenschaften sich eine Gruppierung in SkyPlanner lohnt. So können Sie unnötige Umrüstungen reduzieren, ohne die Reihenfolge an den Maschinen bei jeder Prioritätsänderung von Hand neu zusammenzustellen.

So lesen Sie eine Rüstmatrix

Die Zeile steht für den Ausgangszustand, die Spalte für den Zielzustand. Behalten Sie diese Beschriftung in der Tabelle bei, auch wenn derzeit alle wissen, wie sie zu lesen ist. Wer Zeilen und Spalten vertauscht, plant mit falschen Annahmen.

Stellen Sie sich eine Beschichtungsmaschine vor, auf der drei Farbfamilien verarbeitet werden. Die folgenden Zeiten dienen nur der Veranschaulichung. Es handelt sich weder um Kundenergebnisse noch um empfohlene Reinigungsvorgaben.

Von aktueller Farbfamilie / Zu nächster Farbfamilie	A: hell	B: mittel	C: dunkel
A: hell	0 min	12 min	18 min
B: mittel	35 min	0 min	10 min
C: dunkel	50 min	28 min	0 min

Für den Wechsel von hell zu dunkel lesen Sie in Zeile A den Wert in Spalte C ab: 18 Minuten. Für dunkel zu hell nehmen Sie Zeile C und Spalte A: 50 Minuten. Das sind zwei unterschiedliche Übergänge, nicht zwei Sichtweisen auf denselben Wert.

Die Diagonale zeigt die Fortsetzung innerhalb derselben Farbfamilie. Hier steht jeweils null, weil das Beispiel davon ausgeht, dass zwischen diesen Arbeitsgängen kein Rüsten nötig ist. Übernehmen Sie diese Annahme nicht ungeprüft in Ihre eigene Matrix. Auch innerhalb einer Rüstfamilie können ein Vorrichtungswechsel, eine Prüfung zur Chargenfreigabe oder andere Vorbereitungen erforderlich sein.

Für die Planung wird die Tabelle erst dann nützlich, wenn Sie den Ausgangszustand der Maschine einbeziehen. Angenommen, sie ist derzeit für dunkel eingerichtet und die nächsten Arbeitsgänge sind hell, gefolgt von mittel. Dann ist folgende Rüstzeit einzuplanen:

• Dunkel zu hell: 50 Minuten.
• Hell zu mittel: 12 Minuten.
• Gesamte Rüstzeit: 62 Minuten, zuzüglich der Laufzeiten der Arbeitsgänge.

Wer nur den Übergang zwischen den beiden neuen Arbeitsgängen berücksichtigt, plant 12 Minuten ein und übersieht die anfängliche Umrüstung von 50 Minuten. Der erste Arbeitsgang im Plan beginnt nicht zwangsläufig auf einer sauberen Maschine in neutralem Rüstzustand.

So erstellen Sie eine verlässliche Rüstmatrix

Beginnen Sie mit einer Ressource, bei der die angenommenen Rüstzeiten tatsächlich Einfluss auf Lieferentscheidungen haben. Eine klar abgegrenzte Matrix mit nachvollziehbaren Werten ist nützlicher als eine werksweite Tabelle voller Vermutungen.

Maschine und Rüstzustände festlegen

Benennen Sie die Maschine oder Linie, für die die Matrix gilt. Der Wechsel zwischen denselben zwei Produkten kann auf unterschiedlichen Anlagen unterschiedlich lange dauern. Übertragen Sie deshalb keinen Wert ungeprüft von einer Maschine auf eine andere.

Ermitteln Sie anschließend, was die Umrüstung bestimmt: Werkzeuge, Werkstoffgüte, Farbe, Abmessungen, Vorrichtung oder ein anderes Fertigungsmerkmal. Verwenden Sie Produktcodes, wenn sich einzelne Produkte beim Umrüsten unterschiedlich verhalten. Fassen Sie Produkte nur dann zu Rüstfamilien zusammen, wenn ihr Rüstverhalten tatsächlich übereinstimmt.

Eine Vertriebskategorie ist nicht automatisch eine Rüstfamilie. Zwei Produkte, die im Katalog ähnlich aussehen, können unterschiedliche Werkzeuge erfordern. Umgekehrt können mehrere kundenspezifische Produkte mit denselben Maschineneinstellungen gefertigt werden. Gruppieren Sie danach, was der Bediener tatsächlich ändern muss.

Beginn und Ende der Zeitmessung abstimmen

Legen Sie einheitlich fest, wann die Zeitmessung beginnt und endet. Für die Kapazitätsbetrachtung eignet sich die verstrichene Zeit vom letzten Gutteil des vorherigen Arbeitsgangs bis zum ersten Gutteil des nächsten. Halten Sie fest, ob Reinigung, Einstellen, Probelauf und Erstteilfreigabe darin enthalten sind.

Weisen Sie die einzelnen Zeitanteile getrennt aus, soweit sie die Planung beeinflussen. Wartet die Maschine auf einen Prüfer, geht diese Wartezeit zwar zulasten ihrer Verfügbarkeit. Dahinter steckt aber ein anderes Problem als bei einem langsamen Werkzeugwechsel. Erfassen Sie die Ursache, statt jede Verzögerung stillschweigend in einer nicht weiter erklärten Rüstzeit zusammenzufassen.

Unterscheiden Sie außerdem zwischen der verstrichenen Zeit an der Maschine und dem Personalaufwand. Wenn zwei Personen während eines Teils der Umrüstung gemeinsam arbeiten, ist die Maschine nicht für die Summe ihrer jeweiligen Arbeitsminuten belegt.

Wenn Sie später die Planungsdaten einrichten, gleichen Sie diese Messgrenzen mit bereits berücksichtigten Rüst-, Abrüst- oder sonstigen Zeiten ab. Dieselbe Reinigung darf nicht zweimal Kapazität beanspruchen.

Beobachtungen mit ausreichend Kontext erfassen

Erfassen Sie für jede beobachtete Umrüstung die Ressource, den Ausgangs- und Zielzustand, die verstrichene Zeit, das Datum sowie alle Erläuterungen, die für das Ergebnis relevant sind. Bewahren Sie die zugrunde liegende Beobachtung zum jeweiligen Matrixwert auf, damit sich die Zahl später prüfen lässt.

Wiederholte Beobachtungen zeigen, ob die Dauer eines Übergangs einigermaßen stabil ist oder von einer weiteren Bedingung abhängt. Schwanken die Zeiten ähnlicher Umrüstungen stark, suchen Sie nach der Ursache, bevor Sie daraus einen Mittelwert bilden. Unterschiedliche Vorrichtungen, fehlende Vorbereitung oder wiederkehrende Verzögerungen bei der Freigabe können jeweils andere Maßnahmen erfordern.

Wählen Sie für die erwarteten Bedingungen einen repräsentativen Zeitansatz für die Planung und dokumentieren Sie, wie Sie ihn ermittelt haben. Eine einmalige Störung darf nicht unbemerkt zur normalen Rüstzeit werden. Eine regelmäßig auftretende Verzögerung darf aber auch nicht ausgeblendet werden, nur weil sie unbequem ist.

Schätzwerte, unbekannte und unzulässige Übergänge getrennt kennzeichnen

Eine Zelle ohne Messwert bedeutet nicht, dass die Umrüstung null Minuten dauert. Kennzeichnen Sie den Wert als unbekannt oder als Schätzung. Geben Sie bei einer Schätzung auch die Grundlage und eine für die Überprüfung verantwortliche Person an. Prüfen Sie zuerst die Übergänge, die beim aktuellen Auftragsbestand voraussichtlich gebraucht werden – insbesondere dort, wo ein Fehler eine Lieferung gefährden würde.

Ein unzulässiger Übergang ist wiederum etwas anderes. Dafür braucht es eine ausdrücklich festgelegte Fertigungsbeschränkung, keine leere Zelle und keine erfundene, extrem lange Dauer. Die Matrix hält fest, welche Folgen Ihre Prozessregeln für die Planung haben. Sie entscheidet nicht darüber, ob eine Umrüstung technisch zulässig und sicher ist.

Prüfen Sie die Werte der Rüstfamilien auf bekannte Ausnahmen. Benötigt ein Produkt einen zusätzlichen Reinigungs- oder Werkzeugeinstellschritt, muss dieser Unterschied sichtbar bleiben, statt im Familienmittelwert unterzugehen.

Was die Matrix in Ihrem Produktionsplan verändern sollte

Suchen Sie nach Mustern, nicht nur nach dem kleinsten Wert. Eine Spalte mit hohen Zeiten weist auf einen Zustand hin, dessen Einrichtung aufwendig ist. Eine Zeile mit hohen Zeiten zeigt einen Zustand, von dem aus die Umrüstung aufwendig ist. Unterscheiden sich die Zeiten der beiden Richtungen stark, sollten Sie die Bearbeitungsreihenfolge genauer betrachten.

Solche Muster helfen Ihnen, gezielter nachzufragen. Können kompatible Arbeitsgänge zusammengefasst werden? Lässt sich eine aufwendige Rückkehr zu einem vorherigen Rüstzustand vermeiden? Verdeckt eine scheinbar praktische Rüstfamilie eine wichtige Ausnahme? Bei welchem häufig genutzten Übergang lohnt es sich, den eigentlichen Rüstvorgang zu verbessern?

Die letzte Frage gehört zu SMED: Dabei geht es darum, den Arbeits- und Zeitaufwand der Umrüstung selbst zu reduzieren. Die Matrix hat eine andere Aufgabe. Sie beschreibt die Übergänge, die Ihr Plan berücksichtigen muss, und ist zu aktualisieren, wenn der Rüstablauf verbessert wird.

Eine geringe Gesamtrüstzeit ergibt noch keinen vollständigen Produktionsplan. Der nächste Arbeitsgang braucht auch Material, eine geeignete Ressource und abgeschlossene Vorgängerarbeitsgänge. Seine Lieferpriorität kann es rechtfertigen, eine ansonsten sinnvolle Gruppe aufzubrechen. Gleichen Sie die erkannten Rüstmuster mit diesen Anforderungen ab, statt die Reihenfolge allein auf möglichst kurze Umrüstungen auszurichten.

Rüstmuster mit SkyPlanner in die laufende Planung übernehmen

Der nächste praktische Schritt besteht darin, aussagekräftige Rüstannahmen in die Planung einzubeziehen – statt eine separate Matrix zu pflegen und daneben den Plan von Hand zu korrigieren. SkyPlanner APS führt Rüstinformationen, Ressourcenkapazitäten, Abhängigkeiten zwischen Arbeitsgängen und Lieferprioritäten in einem Produktionsplan zusammen.

An Arbeitsstationen, an denen sich Umrüstungen durch kompatible Produkteigenschaften reduzieren lassen, können Sie Ihre Erkenntnisse mit der eigenschaftsbasierten Gruppierung von SkyPlanner direkt umsetzen. Produkten werden Eigenschaften und Werte zugewiesen, etwa eine Werkzeugfamilie oder Werkstoffgüte. Anhand der jeweils relevanten Eigenschaft kann eine Arbeitsstation ähnliche Arbeitsaufträge gruppieren.

In der Regel „Ähnlichkeit zulassen“ an der Arbeitsstation legen Sie die Rüstzeit für unterschiedliche Arbeitsgänge fest und wählen die zu berücksichtigende Eigenschaft aus. Unter „Dynamische Prioritäten“ bestimmen Sie außerdem, wie wichtig es ist, ähnliche Arbeitsgänge nacheinander auszuführen. Damit erhält die Planungsberechnung einen Anreiz, kompatible Arbeitsgänge zusammenzuhalten, berücksichtigt aber weiterhin die anderen von Ihnen festgelegten Prioritäten.

Zeigen Ihre Beobachtungen beispielsweise, dass mehrere Artikelnummern dieselben Werkzeuge verwenden und Umrüstungen hauptsächlich zwischen Werkzeugfamilien anfallen, ist diese Werkzeugeigenschaft nützlicher als eine Gruppierung nach Kunde oder Produktname. So machen Sie aus Wissen vom Shopfloor eine wiederholbar anwendbare Planungsregel, statt darauf zu vertrauen, dass ein Planer jede kompatible Kombination im Kopf behält.

Eine Matrix, die beide Richtungen abbildet, kann auch weitergehende Anforderungen aufzeigen. Die Übergänge mit 18 und 50 Minuten aus dem Beschichtungsbeispiel lassen sich mit einer einheitlichen Rüstzeit für unterschiedliche Arbeitsgänge nicht wirklichkeitsgetreu darstellen. Sind solche Unterschiede zwischen einzelnen Produktpaaren in Ihrer Fertigung entscheidend, bringen Sie die Werte für beide Richtungen und etwaige Ausnahmen zu einer SkyPlanner-Demo mit. So lässt sich prüfen, ob das Rüstmodell zu Ihrem tatsächlichen Prozess passt.

Arcturus, die Planungs-KI von SkyPlanner, berechnet die Reihenfolge der Arbeitsgänge anhand Ihrer konfigurierten Regeln und Prioritäten. Das Ergebnis sehen Sie im Gantt-Diagramm. Ist die automatische Umplanung aktiviert, können relevante Änderungen an Aufträgen, Fertigmeldungen oder Kapazitäten eine Neuberechnung auslösen. So verbringen Sie weniger Zeit damit, Auftragsreihenfolgen neu zusammenzustellen, und haben mehr Zeit zu entscheiden, welche Lieferzusagen Ihre Aufmerksamkeit erfordern.

Beginnen Sie mit den Umrüstungen für Ihre nächsten Aufträge

Sie müssen nicht erst jedes mögliche Produktpaar vermessen, um voranzukommen. Beginnen Sie mit einer wichtigen Maschine, ihrem aktuellen Rüstzustand und den Übergängen, die im kommenden Produktionsplan zu erwarten sind. Prüfen Sie die aufwendigen Wechsel in Gegenrichtung und die Matrixfelder, deren Werte noch auf Schätzungen beruhen. Genau dort verliert ein scheinbar entspannter Zeitplan oft seinen Puffer.

Nutzen Sie diese Erkenntnisse anschließend in der Praxis. Buchen Sie eine SkyPlanner-Demo und bringen Sie Ihre Rüstfamilien, einige gemessene Übergänge und einen realen Auftragsmix mit. Dabei können Sie prüfen, wie Gruppierung, eingeplante Rüstzeiten und Lieferprioritäten in Ihrer Produktion zusammenspielen sollten. Wenn Sie zunächst die Planungsumgebung erkunden möchten, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten.