SMED: Kürzer rüsten, mehr Zeit für Aufträge

Der nächste Auftrag ist bereit, die Maschine aber noch nicht. Dem Bediener fehlen noch die passenden Werkzeuge, die Einstellungen müssen geprüft und die ersten Teile freigegeben werden. Solange das dauert, warten auch die nachfolgenden Aufträge.

Lange Rüstzeiten machen jede Entscheidung in der Feinplanung kostspieliger. Wenn Sie auf ein anderes Produkt umrüsten, um einen Liefertermin einzuhalten, verlieren Sie Produktionszeit. Behalten Sie die aktuelle Rüstung länger bei, fertigen Sie womöglich Teile, die noch gar nicht benötigt werden, während ein dringenderer Auftrag wartet. In der Chargenfertigung bestimmt dieser Zielkonflikt sowohl die Losgröße als auch die Fertigungsreihenfolge.

SMED hilft, diesen Zielkonflikt zu entschärfen, indem es die Umrüstung selbst verkürzt. SkyPlanner hilft Ihnen, die gewonnene Zeit zu nutzen: Die Feinplanung berücksichtigt Rüstzeiten und kann Arbeitsgänge mit gleichen Rüstanforderungen bündeln, ohne dabei die Lieferprioritäten außer Acht zu lassen. Zusammen geben Ihnen beide mehr Spielraum, die Aufträge zu fertigen, die Ihre Kunden als Nächstes tatsächlich benötigen. Kürzere Rüstzeiten erleichtern es außerdem, im Rahmen der Produktionsnivellierung kleinere Lose in regelmäßigen Abständen zu fertigen.

Was ist SMED in der Fertigung?

SMED steht für Single-Minute Exchange of Die. Die Methode verkürzt die Zeit, die benötigt wird, um Produktionsanlagen von einem Auftrag oder Produkt auf ein anderes umzurüsten. Der Name bezeichnet das Ziel einer Rüstzeit im einstelligen Minutenbereich – also unter zehn Minuten. Er verspricht keine Umrüstung in einer Minute.

Entscheidend ist die Unterscheidung zwischen internem Rüsten, für das die Maschine stillstehen muss, und externem Rüsten, das bei laufender Maschine möglich ist. Das Team verlagert geeignete Vorbereitungsarbeiten in die Zeit außerhalb des Stillstands und vereinfacht die Arbeiten, die weiterhin bei stehender Maschine erledigt werden müssen.

Das Prinzip ist nicht auf den Wechsel von Stanz- oder Presswerkzeugen beschränkt. Fertigungsbetriebe können es auch auf andere wiederkehrende Produktwechsel anwenden, etwa auf Werkzeug- oder Formatwechsel.

SMED ist die Verbesserungsmethode; die Rüstzeit ist die Dauer, die Sie verkürzen wollen. Die Feinplanung setzt an einem anderen Hebel an: Sie kann die Zahl der Umrüstungen zwischen Arbeitsgängen mit nicht kompatibler Rüstung verringern. Ein guter Plan nutzt beide Ansätze, statt zu erwarten, dass das Zusammenfassen von Arbeitsgängen eine unnötig lange Umrüstung behebt.

Beginnen Sie dort, wo kürzeres Rüsten einem Auftrag hilft

Wählen Sie eine Arbeitsstation, an der Rüstverluste die termingerechte Lieferung beeinträchtigen – nicht einfach die Maschine mit der längsten gemessenen Umrüstung. Fragen Sie sich, an welcher Station die wartenden Aufträge Sie regelmäßig vor die Wahl stellen: Werkzeuge wechseln oder dringende Arbeit fertigstellen?

Ein gutes Beispiel ist eine stark ausgelastete Biegemaschine. Müssen mehrere Aufträge vor dem Versand noch dort bearbeitet werden, kann die gewonnene Zeit den Auftragsdurchlauf erleichtern. Dieselbe Zeitersparnis an einer wenig ausgelasteten Maschine bringt Ihnen in dieser Woche möglicherweise weniger. Ihr Arbeitsplan zeigt, welche Aufträge auf die Arbeitsstation angewiesen sind und welche Schritte danach folgen.

Wählen Sie eine wiederkehrende Umrüstung, mit der die Bediener gut vertraut sind. Analysieren Sie sie gemeinsam mit den Menschen, die diese Arbeiten ausführen. Ziehen Sie auch Kollegen aus Instandhaltung oder Qualitätssicherung hinzu, wenn deren Aufgaben die Produktionsbereitschaft beeinflussen. Die hilfreiche Frage lautet nicht: „Warum dauert das bei Ihnen so lange?“ Sondern: „Was muss geschehen, bevor diese Maschine das nächste Gutteil fertigen kann?“

Diese Frage lenkt das Gespräch weg vom Arbeitstempo und hin zu Vorbereitung, Ablauf und Wiederholbarkeit.

Entwickeln Sie einen wiederholbaren Rüstablauf mit SMED

1. Beobachten Sie die gesamte Umrüstung

Messen Sie stets vom letzten Gutteil des vorherigen Laufs bei normaler Produktionsgeschwindigkeit bis zum ersten Gutteil des nächsten Laufs bei normaler Produktionsgeschwindigkeit. Eine Maschine, die wieder läuft, aber noch Probe- oder Ausschussteile produziert, liefert noch keine verwertbaren Produktionsergebnisse.

Erfassen Sie die Tätigkeiten und Wartezeiten zwischen diesen beiden Zeitpunkten. Notieren Sie, wer welche Aufgabe ausführt, was dafür benötigt wird und ob die Maschine dafür tatsächlich stillstehen muss. Beobachten Sie nach Möglichkeit mehrere Umrüstungen: Ein einzelner, ungewöhnlich reibungsloser Ablauf ist keine verlässliche Grundlage für die nächste Fertigungszusage.

Behalten Sie zwei Größen im Blick: die Stillstandszeit der Maschine und den Arbeitsaufwand zur Vorbereitung des nächsten Laufs. Wenn Sie die Vorbereitung vorziehen, gewinnen Sie Maschinenzeit. Die Vorbereitungsarbeit selbst entfällt dadurch aber nicht unbedingt.

2. Trennen Sie Aufgaben mit und ohne Maschinenstillstand

Eine Aufgabe, die heute während des Stillstands erledigt wird, zählt nicht automatisch zum internen Rüsten. Vielleicht stellt das Team die Unterlagen für den nächsten Arbeitsgang erst nach dem Anhalten zusammen, weil vorher niemand wusste, welcher Arbeitsgang als Nächstes ansteht.

Nehmen wir eine wiederkehrende Umrüstung mit der folgenden vereinfachten Aufstellung. Derzeit werden alle vier Aufgaben nacheinander erledigt, nachdem die Produktion angehalten wurde:

Aufgabe	Bisherige Stillstandszeit	Stillstandszeit nach Verbesserung
Werkzeuge für den nächsten Arbeitsgang bereitstellen und prüfen	8 Minuten	0 Minuten: vorab vorbereitet
Arbeitsanweisungen beschaffen und prüfen	7 Minuten	0 Minuten: vorab vorbereitet
Werkzeuge aus- und einbauen	18 Minuten	15 Minuten
Einstellen und die ersten Gutteile freigeben	12 Minuten	10 Minuten
Gesamte Maschinenstillstandszeit	45 Minuten	25 Minuten

Diese Zahlen dienen der Veranschaulichung und sind kein Kundenergebnis. Durch die ersten beiden Änderungen werden fünfzehn Minuten Vorbereitungsarbeit aus dem Stillstand herausverlagert. Die übrigen fünf Minuten werden durch Verbesserungen beim internen Rüsten eingespart.

Auch die externen Rüstarbeiten muss weiterhin jemand erledigen. Vereinbaren Sie, wer die nächsten Werkzeuge und Arbeitsanweisungen vorbereitet und wann das geschieht. Ein als „bereit“ gekennzeichneter Rüstwagen hilft nur dann, wenn die Ausrüstung für den nächsten Arbeitsgang tatsächlich vollständig und geprüft ist.

Prüfen Sie außerdem, welche internen Rüstaufgaben sich durch eine andere Organisation extern erledigen ließen. Eine zusätzliche Vorrichtung könnte es dem Team beispielsweise ermöglichen, den nächsten Arbeitsgang abseits der laufenden Maschine vorzubereiten und auszurichten. Während des Stillstands wäre dann nur noch die Vorrichtung zu wechseln. Bewerten Sie vor einer solchen Änderung die Kosten, die Eignung der Ausrüstung und die Arbeitssicherheit des Verfahrens.

3. Verbessern Sie das interne Rüsten – ohne Hektik

Suchen Sie bei den verbleibenden internen Rüstaufgaben nach wiederholbaren Lösungen, um Suchaufwand, doppelte Prüfungen und vermeidbare Einstellarbeiten zu beseitigen. Änderungen an Vorrichtungen, Befestigungen oder der Arbeitsfolge sollten die für die Anlage Verantwortlichen beurteilen. Ein Zeitziel darf niemals dazu berechtigen, sichere Stillsetzverfahren oder die Qualitätsfreigabe zu umgehen.

Im Beispiel dauert der verbesserte Ablauf für Einbau und Einstellung fünfundzwanzig Minuten. Das ist eine lohnende Verbesserung, auch wenn die Rüstzeit noch nicht im einstelligen Minutenbereich liegt. Das erste Ziel ist eine verlässliche, wiederholbare Verbesserung – nicht eine beeindruckende Zahl aus einem einzigen außergewöhnlichen Lauf.

Dokumentieren Sie den verbesserten Ablauf, stellen Sie die benötigten Hilfsmittel bereit und überprüfen Sie die folgenden Umrüstungen. Hängt die Arbeitsfolge davon ab, dass der nächste Auftrag frühzeitig bekannt ist, wird auch der Produktionsplan zu einer Voraussetzung dafür, dass der Ablauf funktioniert.

Kürzeres Rüsten schafft mehr Spielraum bei der Reihenfolge

Betrachten wir dieselbe Maschine nach der Verbesserung. Vier Arbeitsgänge stehen bereit: A1, B1, A2 und B2. Jeder benötigt zwanzig Minuten Bearbeitungszeit. Die A-Arbeitsgänge nutzen eine Werkzeugfamilie, die B-Arbeitsgänge eine andere. Der Wechsel zwischen den Familien dauert in beiden Richtungen fünfundzwanzig Minuten. Aufeinanderfolgende Arbeitsgänge derselben Familie erfordern keine zusätzliche Umrüstung zwischen Werkzeugfamilien.

In diesem Beispiel startet die Maschine um 08:00; die Werkzeuge der Familie A sind bereits eingebaut. Alle Materialien und der Bediener stehen zur Verfügung. Es gibt weder Pausen noch zusätzliche Rüstaufgaben. B1 muss auf dieser Maschine bis 09:10 fertig sein. Für die anderen Arbeitsgänge gelten spätere Termine, die die folgenden Reihenfolgen zulassen.

Reihenfolge	Wechsel der Werkzeugfamilie	Gesamte Rüstzeit für Familienwechsel	B1 fertig um	Letzter Arbeitsgang fertig um
A1 → B1 → A2 → B2	3	75 Minuten	09:05	10:35
A1 → A2 → B1 → B2	1	25 Minuten	09:25	09:45
A1 → B1 → B2 → A2	2	50 Minuten	09:05	10:10

Werden erst alle A-Arbeitsgänge und dann alle B-Arbeitsgänge zusammengefasst, ist die gesamte Gruppe am frühesten fertig. B1 verfehlt dabei jedoch seinen Fertigstellungstermin. Bleibt B1 früh in der Reihenfolge und folgt B2 direkt danach, entfällt gegenüber dem abwechselnden Familienwechsel eine Umrüstung – und der Termin für B1 wird trotzdem eingehalten.

Genau darin liegt der Spielraum für die Planung. Sie müssen sich nicht zwischen vollständiger Gruppierung und dem Ignorieren der Rüstvorgänge entscheiden. Es kommt darauf an, die Arbeitsgänge so weit zusammenzufassen, wie es für die anstehenden Aufträge sinnvoll ist.

Auch die Verbesserung des eigentlichen Rüstvorgangs zählt. Vor SMED erforderte die abwechselnde Reihenfolge drei Umrüstungen von jeweils fünfundvierzig Minuten: insgesamt 135 Minuten Stillstand. Nach SMED sinkt diese Zeit bei unveränderter Reihenfolge auf 75 Minuten. Die dritte, termingerechte Reihenfolge reduziert sie anschließend auf 50 Minuten. Die Methode spart sechzig Minuten, die geänderte Reihenfolge weitere fünfundzwanzig.

Bei realen Aufträgen kommen Abhängigkeiten, unterschiedliche Bearbeitungszeiten und weitere Ressourcen hinzu. Ist die Bearbeitung auf dieser Maschine abgeschlossen, können vor dem Versand noch Schweißarbeiten oder Prüfungen nötig sein. In der Auftragsfertigung zählt, dass Kapazität rechtzeitig für den Kundenauftrag frei wird – nicht nur eine sauber geordnete Auftragsfolge an der Maschine.

Rüstaufwand und Lieferprioritäten mit SkyPlanner abwägen

Für vier Arbeitsgänge lässt sich diese Abwägung einmalig leicht treffen. Schwierig wird es, das richtige Verhältnis bei einem laufend wechselnden Auftragsbestand zu halten. Ein neuer Eilauftrag, verspätetes Material oder eine nicht verfügbare Maschine kann die gerade festgelegte Reihenfolge hinfällig machen.

SkyPlanner APS berücksichtigt Rüstzeiten bei der Reihenfolgeplanung als Teil der Feinplanung. Die Planungs-KI Arcturus berechnet den Plan anhand der hinterlegten Kapazitäten, der Abhängigkeiten zwischen Arbeitsgängen und der Prioritäten. Sie entscheiden, worauf es ankommt; die KI plant innerhalb dieser Vorgaben.

Wenn an einer Arbeitsstation die eingesetzten Werkzeuge die Umrüstungen bestimmen, hinterlegen Sie die entsprechende Werkzeugeigenschaft bei den Produkten. Arbeitsgänge, die mit derselben Rüstung ausgeführt werden können, sollten für diese Eigenschaft denselben passenden Wert haben. Aktivieren Sie die Ähnlichkeit für diese Arbeitsstation und gewichten Sie ähnliche Arbeitsgänge in Dynamic Priorities. Mit der Ähnlichkeitsregel von SkyPlanner wählen Sie die Eigenschaft aus, geben eine Rüstzeit für unterschiedliche Arbeitsgänge ein und legen fest, wie wichtig die aufeinanderfolgende Bearbeitung ähnlicher Arbeitsgänge ist.

Der praktische Vorteil: Die Planungssoftware kann die bevorzugte Gruppierung schon bei der Planberechnung berücksichtigen, statt dass Sie jede Warteschlange von Hand neu ordnen müssen. Je nach Prozess kann das für die Ähnlichkeit gewählte Merkmal auch einen anderen relevanten Grund für Umrüstungen abbilden, etwa Farbe oder Material. Wählen Sie das Merkmal, das widerspiegelt, was die Umrüstung tatsächlich auslöst – und zwar an der jeweiligen Arbeitsstation.

Prüfen Sie anschließend den berechneten Gantt-Plan anhand Ihrer Lieferprioritäten. Wenn die Gruppierung dringende Arbeit verdrängt, passen Sie die Prioritäten an, statt Ähnlichkeit als zwingende Vorgabe zu behandeln. Mit Regeln und Sperren sichern Sie Planungsentscheidungen ab, die bestehen bleiben müssen.

Aktualisieren Sie die angesetzten Zeiten, wenn sich die Abläufe in der Fertigung verbessern. Für die einzelnen Prozessschritte sind eigene Rüstzeiten hinterlegt; die Ähnlichkeitsregel enthält eine Dauer für den Wechsel zwischen unterschiedlichen Arbeitsgängen. Prüfen Sie, ob die jeweiligen Zeiten die vorgesehenen Tätigkeiten abbilden, damit Sie denselben Zeitbedarf nicht doppelt ansetzen. In der Gantt-Ansicht ist die Rüstzeit in der Gesamtdauer des Arbeitsgangs enthalten und wird nicht als eigener farbiger Abschnitt dargestellt.

SkyPlanner ersetzt nicht die praktische SMED-Arbeit Ihres Teams an der Maschine. Es macht deren Ergebnisse für die Planung nutzbar: Kürzere angesetzte Rüstzeiten und aussagekräftige Ähnlichkeitseigenschaften fließen in einen Plan ein, der auch die übrige Produktion berücksichtigt. Entdecken Sie die Funktionen zur Feinplanung in SkyPlanner und erfahren Sie, wie Kapazitäten, Prioritäten und Gantt-Plan zusammenspielen.

So sieht das bei KJH-Comp aus

KJH-Comp, ein finnischer Lohnfertiger für Blechteile, plante die wöchentliche Auslastung mit seinem C9000 ERP und Tabellen. Die Führungskräfte in der Fertigung wiesen die Arbeitsgänge den Maschinen auf Tagesbasis von Hand zu. Mit wachsendem Produktsortiment wurde diese manuelle Feinplanung immer aufwendiger.

Mit SkyPlanner werden Aufträge weiterhin im bestehenden ERP erfasst, während die Feinplanung mit begrenzter Kapazität und die Maschinenzuordnung automatisch erfolgen. Der Erfahrungsbericht des Unternehmens beschreibt einen konkreten Nutzen beim Biegen: Arbeitsgänge mit gleichen Werkzeugen und gleicher Materialstärke werden direkt nacheinander ausgeführt. Das verkürzt die Rüstzeiten und verringert die Stillstandszeiten.

Der Bericht zeigt auch, warum die Gruppierung nicht das einzige Kriterium sein darf. Arbeit, die erst in zwei Wochen benötigt wird, verdrängt keinen Auftrag mehr, der morgen versendet werden muss. Zudem wird die Auslastung der vier Meter langen Biegemaschine für die zuständige Führungskraft sichtbar. Rüsteffizienz und Liefertermine gehören zur selben Entscheidung in der Produktionsplanung.

Die Erfahrungen von KJH-Comp sind hier besonders relevant, weil sie nicht nur das Planungskonzept, sondern die Veränderungen im Alltag zeigen: weniger manuelle Belegungsplanung, besser erkennbare Engpässe und eine Reihenfolge, die bereits eingebaute Werkzeuge besser nutzt. Lesen Sie den Erfahrungsbericht von KJH-Comp zu SkyPlanner.

Die gewonnene Zeit sinnvoll nutzen

Vergleichen Sie nach einer Verbesserung des Umrüstvorgangs gleichartige Arbeiten mit denselben Messgrenzen. Prüfen Sie, wie lange notwendige Umrüstungen dauern, wie viele Wechsel zwischen Werkzeugfamilien die Reihenfolge erfordert und ob dringende Aufträge weiterhin rechtzeitig fertig werden. Beziehen Sie auch die Qualität beim Anfahren und den Arbeitsaufwand für die externe Rüstvorbereitung in die Bewertung ein.

Eine kürzere durchschnittliche Rüstzeit ist ein Fortschritt. Der konkrete Nutzen im Betrieb entsteht, wenn die kürzere Rüstzeit den Spielraum schafft, den nächsten wichtigen Auftrag fertigzustellen.

SkyPlanner lässt sich über seine offene REST API mit jedem ERP oder MES verbinden. So können Sie die Systeme beibehalten, in denen Ihre Aufträge verwaltet werden, und deren Produktionsdaten für eine Feinplanung nutzen, die Rüstzeiten berücksichtigt. Sie müssen dafür nicht zuerst ein ERP ersetzen, das für Ihr Unternehmen bereits gut funktioniert.

Um diesen Nutzen für Ihre Produktion auszuloten, buchen Sie eine SkyPlanner-Demo. Bringen Sie ein Beispiel für eine stark ausgelastete Arbeitsstation mit: die Eigenschaft, die dort Umrüstungen bestimmt, eine gemessene Rüstzeit und einige Aufträge mit unterschiedlichen Terminen. Das bietet eine gute Grundlage, um zu besprechen, wo eine Gruppierung hilft – und wo Liefertermine Vorrang haben müssen.

Wenn Sie sich lieber zuerst die Planungsansicht ansehen möchten, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten.