Werkzeugverwaltung: Den nächsten Arbeitsgang vorbereiten

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Die Maschine ist frei. Das Material liegt bereit. Der Bediener hat die Arbeitsanweisungen. Doch die Vorrichtung ist noch auf einer anderen Maschine im Einsatz, auf der gerade ein anderer Auftrag fertiggestellt wird.

Im Werkzeugbestand fehlt nichts. Was fehlt, ist ein verfügbares Werkzeug zu dem Zeitpunkt, an dem der Arbeitsgang es braucht.

Eine gute Werkzeugverwaltung deckt beides ab: Sie behalten den Überblick über Ihre Werkzeuge und stellen sicher, dass diese für die anstehenden Arbeiten einsatzfähig und verfügbar sind. Für die Produktionsleitung bedeutet das weniger Suchaufwand, weniger blockierte Anläufe und weniger Zusagen auf Basis von Maschinenkapazitäten, die sich in der Fertigung gar nicht nutzen lassen.

SkyPlanner APS berücksichtigt gemeinsam genutzte Werkzeuge bei der Feinplanung. Statt konkurrierende Reservierungen in den Auftragswarteschlangen verschiedener Maschinen von Hand abzugleichen, können Sie Arbeitsgänge unter Berücksichtigung desselben physischen Werkzeugs planen und sehen, wie sich das auf die übrige Produktion auswirkt.

Was bedeutet Werkzeugverwaltung in der Fertigung?

Werkzeugverwaltung umfasst die Organisation und Steuerung der physischen Werkzeuge und Betriebsmittel, die zur Herstellung von Produkten benötigt werden. Dazu gehören die eindeutige Kennzeichnung, Lagerung und Ausgabe sowie Maßnahmen, die Werkzeuge einsatzfähig halten und für den richtigen Arbeitsgang bereitstellen. Je nach Verfahren zählen dazu Zerspanungswerkzeuge, Komplettwerkzeuge, Formen, Stanz- und Umformwerkzeuge, Bohr- und Spannvorrichtungen.

In der Praxis lautet die Frage: Stehen für den nächsten Arbeitsgang die richtigen Werkzeuge im richtigen Zustand zur Verfügung, wenn er beginnen soll?

Um das zu beantworten, reicht eine Bestandszählung nicht aus. Eine Vorrichtung kann vorhanden, aber beschädigt sein. Eine Form kann einsatzfähig, aber für einen anderen Auftrag reserviert sein. Ein Komplettwerkzeug kann im Lager liegen, ohne für den nächsten Arbeitsgang vorbereitet zu sein.

Die Werkzeugverwaltung verbindet daher Werkzeuglager, Produktionsplanung, Bediener und die für die Instandhaltung zuständigen Mitarbeiter. Auch Beschaffung und Ersatz gehören dazu. Doch bei einem vermeintlichen Engpass ist der Kauf eines weiteren Werkzeugs nicht immer die erste Lösung. Möglicherweise brauchen Sie einen klareren Rückgabeprozess oder eine bessere Reihenfolge der Arbeitsgänge.

Werkzeuge eindeutig kennzeichnen und ihren Status verlässlich pflegen

Trennen Sie zunächst die Stammdaten eines Werkzeugs von den Angaben, die sich während seines Einsatzes in der Produktion ändern.

Eine eindeutige, dauerhafte Kennung stellt sicher, dass alle dasselbe physische Werkzeug meinen. Der aktuelle Status zeigt, ob es genutzt werden kann. Sehen zwei Vorrichtungen gleich aus, sind aber für unterschiedliche Anwendungen freigegeben, reicht eine umgangssprachliche Bezeichnung wie „die große Vorrichtung“ nicht aus.

Führen Sie für Werkzeuge, die einen Auftrag aufhalten können, einen Datensatz, der folgende Fragen beantwortet:

Angabe	Was das Team wissen muss
Identität	Um welches konkrete Werkzeug, welche Form oder welche Vorrichtung handelt es sich?
Einsatzbereich	Für welche Produkte, Arbeitsgänge und Maschinen ist es freigegeben?
Standort oder Verbleib	Liegt es an seinem Lagerplatz, wird es vorbereitet, befindet es sich an einer Maschine oder ist es zur Instandhaltung abgegeben?
Zustand	Ist es einsatzbereit, muss es noch geprüft werden, ist es beschädigt oder wird es repariert?
Belegung	Welcher Arbeitsgang benötigt es als Nächstes, und wann wird es aus dem laufenden Arbeitsgang wieder frei?
Verantwortlichkeit	Wer aktualisiert den Zustand und bestätigt, dass es wieder einsatzfähig ist?

Diese Angaben sollten Sie systemübergreifend für den laufenden Betrieb pflegen. Sie müssen aber nicht erst jedes denkbare Datenfeld erfassen, bevor Sie die Produktion verbessern. Beginnen Sie mit den Informationen, die Mitarbeiter immer wieder bei anderen erfragen müssen.

Auch gleich aussehende Werkzeuge müssen unterscheidbar bleiben, wenn sie sich im Zustand oder in ihrer Belegung unterscheiden. Legen Sie umgekehrt dieselbe gemeinsam genutzte Vorrichtung nicht für jede Maschine, auf der sie eingesetzt werden kann, als eigenes Werkzeug an. Sonst sieht es so aus, als stünden statt einer einzigen knappen Ressource mehrere Ressourcen zur Verfügung.

Ein Etikett oder ein Scanverfahren hilft dabei, den richtigen Datensatz zu finden. Allein daraus geht jedoch nicht hervor, ob das Werkzeug einsatzfähig oder für den nächsten Auftrag frei ist. Dafür braucht es einen verlässlichen Ablauf zur Aktualisierung dieser Angaben.

Von der Vorbereitung bis zur Rückgabe: den Kreislauf schließen

Ein sinnvoller Ablauf in der Werkzeugverwaltung orientiert sich am nächsten Arbeitsgang – nicht nur an der Ausgabe aus dem Lager.

Prüfen Sie vor einer Umrüstung, ob das richtige Werkzeug vorgesehen ist, ob es passt, in welchem Zustand es ist und wann es voraussichtlich verfügbar wird. Bereiten Sie das Komplettwerkzeug und die erforderlichen Anweisungen schon während des vorhergehenden Arbeitsgangs vor, soweit das Arbeitsverfahren dies zulässt. So verlängern vermeidbare Suchzeiten nicht den Maschinenstillstand.

Halten Sie bei der Werkzeugausgabe fest, wohin das Werkzeug geht oder wer es übernimmt. Ändert sich der Plan, aktualisieren Sie auch die Zuordnung, damit Lager und Planung vom selben Stand ausgehen. Der nächste Bediener sollte nicht erst die Fertigung absuchen müssen, um festzustellen, dass die Vorrichtung inzwischen woanders ist.

Legen Sie fest, wer das Werkzeug nach dem Einsatz prüft, reinigt und zurückgibt und wer Schäden meldet oder die Instandhaltung veranlasst. Ein zurückgegebenes Werkzeug ist nicht automatisch einsatzbereit. Trennen Sie ungeprüfte Werkzeuge vom einsatzbereiten Bestand. So wird ein Problem, das der vorherigen Schicht bereits bekannt war, nicht an den nächsten Arbeitsgang weitergereicht.

Wiederverwendbare Werkzeuge und Verbrauchsmaterialien müssen zudem unterschiedlich verwaltet werden. Eine gemeinsam genutzte Form wird für einen Arbeitsgang reserviert und anschließend für einen anderen freigegeben. Eine Schneidplatte wird verbraucht und muss irgendwann nachbeschafft werden. Das Zählen von Ersatzschneidplatten verhindert nicht, dass zwei Maschinen dieselbe Vorrichtung benötigen. Und die Reservierung einer Vorrichtung sorgt nicht für Ersatz verschlissener Schneiden. Nutzen Sie für jede dieser Aufgaben die passenden Daten und Abläufe.

Diese Maßnahmen machen die Vorbereitung zuverlässiger. Es bleibt die Frage, welcher Arbeitsgang ein gemeinsam genutztes Werkzeug zuerst erhält.

Im Betrieb vorhanden heißt noch nicht verfügbar

Stellen Sie sich zwei Bearbeitungszentren vor, die zu Schichtbeginn freie Kapazität haben. Auftrag A und Auftrag B können auf unterschiedlichen Maschinen laufen, benötigen aber dieselbe physische Vorrichtung. Von diesem Typ gibt es nur eine freigegebene Vorrichtung.

Der Planer betrachtet nur die Maschinenkapazität und gibt beide Arbeitsgänge frei. Auftrag B muss dann warten, während die Vorrichtung für Auftrag A im Einsatz ist. Der vorgesehene Starttermin war von Anfang an nicht erreichbar, obwohl keine der beiden Maschinen überlastet war.

Ein passender Plan reserviert die gemeinsam genutzte Vorrichtung immer nur für einen Arbeitsgang zur selben Zeit. Sobald sie nach Auftrag A wieder frei und die erforderliche Vorbereitung abgeschlossen ist, kann Auftrag B sie nutzen. In der Zwischenzeit lässt sich die zweite Maschine möglicherweise besser mit anderen, startbereiten Arbeitsgängen auslasten.

Stellen Sie sich nun vor, dass die Vorrichtung vor ihrem nächsten Einsatz zusätzlich eine geplante Wartung benötigt. Dieser Ausfallzeitraum verändert die Reihenfolge erneut. Auftrag B auf eine andere Maschine zu verlagern, löst das Problem nicht, wenn auch diese Maschine dieselbe Vorrichtung braucht.

Darin liegt der Unterschied zwischen einem Werkzeugbestand und der Werkzeugverfügbarkeit im Produktionsplan. Der Bestand zeigt, dass die Vorrichtung vorhanden ist. Der Plan muss berücksichtigen, dass sie nicht für zwei Arbeitsgänge gleichzeitig und während der Wartung gar nicht eingesetzt werden kann.

Das ist auch etwas anderes als die Verkürzung von Rüstzeiten. SMED hilft dem Team, die eigentliche Umrüstung zu verkürzen. Die Planung gemeinsam genutzter Ressourcen legt dagegen fest, wann konkurrierende Arbeitsgänge überhaupt Zugriff auf die Werkzeuge erhalten. Eine schnellere Umrüstung ist wertvoll, schafft aber keine zweite Vorrichtung.

Werkzeugverfügbarkeit mit SkyPlanner als Planungsbedingung berücksichtigen

Wenn Führungskräfte in der Fertigung regelmäßig die Auftragsreihenfolgen verschiedener Maschinen abstimmen müssen, weil diese dieselben Werkzeuge benötigen, bietet SkyPlanner einen praktischen Weg, diese Entscheidungen in einem gemeinsamen Produktionsplan zusammenzuführen.

SkyPlanner bildet physische Werkzeuge und Formen als Ressourcen ab und verknüpft den Werkzeugbedarf mit den jeweiligen Arbeiten in der Produktion. Werkzeuge lassen sich Prozessschritten und Arbeitsstationen zuordnen. Die Feinplanung verhindert, dass dasselbe gemeinsam genutzte Werkzeug doppelt belegt wird. So führen zwei freie Maschinen nicht zu zwei unvereinbaren Zusagen für dieselbe Vorrichtung.

Das verändert Ihre Aufgabe als Planer. Statt einen Konflikt erst zu entdecken, nachdem beide Arbeitsgänge freigegeben wurden, arbeiten Sie mit einer Reihenfolge, die die gemeinsam genutzte Ressource berücksichtigt. So gibt es weniger überschneidende Reservierungen, die sich nicht umsetzen lassen, und weniger manuelle Eingriffe in die Reihenfolge, um solche Konflikte aufzulösen.

Jede physische Ressource nur einmal abbilden

Geben Sie dem gemeinsam genutzten Werkzeug eine eindeutige Kennung und ordnen Sie es den Arbeitsgängen zu, die es benötigen. Achten Sie darauf, dass die Zuordnungen zu den freigegebenen Maschinen und Arbeitsgängen korrekt bleiben. Ist für einen Arbeitsgang kein Werkzeugbedarf hinterlegt, kann die Planung ihn auch nicht vor einem Konflikt schützen, den sie nicht kennt.

Im Beispiel mit den zwei Maschinen ist nicht entscheidend, dass beide Arbeitsgänge „eine Vorrichtung“ benötigen. Entscheidend ist, dass beide dieselbe physische Vorrichtung brauchen. Erst dadurch wird deren Verfügbarkeit zu einer tatsächlichen Einschränkung über Maschinengrenzen hinweg.

Defekte Werkzeuge nicht einplanen und Werkzeuge während der Wartung sperren

Ein als defekt gekennzeichnetes Werkzeug steht in SkyPlanner für Arbeitsgänge, die es benötigen, nicht zur Verfügung. Mit einer Werkzeugausnahme lässt sich seine Nutzung für einen festgelegten Zeitraum sperren, etwa für eine geplante Wartung. Das sind unterschiedliche Situationen: Solange ein Defekt nicht behoben ist, sollte kein fiktiver Termin für die Wiederinbetriebnahme angesetzt werden, nur damit der Plan vollständig aussieht.

Sobald Änderungen der Verfügbarkeit erfasst sind, kann Arcturus, die Planungs-KI von SkyPlanner, den Produktionsplan unter Berücksichtigung dieser Änderungen neu berechnen. Sie erhalten einen Plan, der die Verfügbarkeit des Werkzeugs abbildet – statt einer Maschinenbelegung, die davon ausgeht, dass das Problem bereits gelöst ist.

Die tatsächliche Freigabe des Werkzeugs bleibt dennoch erforderlich. Lassen Sie die verantwortliche Person bestätigen, dass das Werkzeug einsatzfähig ist, und aktualisieren Sie anschließend die Planungsdaten. Einen Vorgang im System abzuschließen, ersetzt nicht die Prüfung des Werkzeugs.

Die Folgen für den Auftrag prüfen, nicht nur für den nächsten Arbeitsgang

Prüfen Sie im Gantt-Diagramm die geänderte Reihenfolge und die betroffenen Arbeitsgänge. Verschiebt sich die Bearbeitung, weil die Vorrichtung später verfügbar ist, prüfen Sie die Folgen für nachgelagerte Arbeitsgänge und den vom Kunden geforderten Fertigstellungstermin.

Sie legen die Prioritäten fest und sichern wichtige Planungsentscheidungen mit Regeln und Fixierungen ab. Arcturus berechnet den Plan innerhalb dieser Vorgaben. Eine höhere Priorität für Auftrag B kann ändern, welcher Arbeitsgang die Vorrichtung zuerst erhält. Sie macht die Vorrichtung aber nicht für beide gleichzeitig verfügbar.

Darin liegt der wirtschaftliche Nutzen, wenn Werkzeuge in die Feinplanung einbezogen werden: Sie verbringen weniger Zeit damit, getrennte Belegungspläne abzustimmen, und haben eine klarere Entscheidungsgrundlage. So können Sie besser beurteilen, welche Arbeiten laufen sollen, welche Terminzusage Aufmerksamkeit erfordert und ob zusätzliche Werkzeuge helfen würden.

Software zur Werkzeugverwaltung passend zum Problem auswählen

„Software zur Werkzeugverwaltung“ kann ganz unterschiedliche Aufgaben abdecken. Ein Hersteller muss die Geometrien seiner Zerspanungswerkzeuge, die Werkzeugaufbauten und die Voreinstelldaten verwalten. Ein anderer braucht verlässliche Nachweise über Ausgabe und Rückgabe. Ein dritter weiß genau, wo seine Formen sind, kann aber deren Reservierungen für verschiedene Aufträge nicht mit den Kundenaufträgen in Einklang halten.

Prüfen Sie den Ablauf, der nicht funktioniert, statt die Software mit der längsten Funktionsliste auszuwählen.

Wenn vor allem niemand weiß, wo die Werkzeuge sind, testen Sie die Identifikation und die Erfassung von Werkzeugbewegungen gemeinsam mit den Personen, die Werkzeuge ausgeben und zurücknehmen. Liegt das Problem im Zustand der Werkzeuge, prüfen Sie, wie ein Werkzeug für den Einsatz gesperrt und anschließend wieder freigegeben wird. Geht es um konkurrierenden Bedarf in der Produktion, testen Sie, ob ein einzelnes Werkzeug die Arbeitsgänge auf verschiedenen Maschinen innerhalb desselben Plans begrenzen kann.

Für das zuletzt genannte Problem wählen Sie SkyPlanner APS. Als Ressourcen erfasste Werkzeuge, zeitlich begrenzte Verfügbarkeitsausnahmen und die Neuplanung verknüpfen den Werkzeugeinsatz mit den davon abhängigen Produktionsentscheidungen. Eine separate Bestandsliste kann das nicht leisten, nur weil sie einen Bestand von eins anzeigt.

Ihre bewährten betrieblichen Systeme können Sie weiter nutzen. SkyPlanner lässt sich über seine offene REST API mit jedem ERP- oder MES-System integrieren und verbindet so vorhandene Auftrags- und Produktionsdaten mit der Feinplanung. Legen Sie fest, welches System für welche Datensätze führend ist und wer Änderungen am Werkzeugzustand erfasst. So schafft die Integration eine verlässliche gemeinsame Datengrundlage, statt Unsicherheiten zu duplizieren.

Mit den Werkzeugen beginnen, die konkrete Aufträge blockieren

Sie müssen nicht erst jede Schublade aufräumen, um den Nutzen zu testen. Wählen Sie eine Werkzeugfamilie, die kürzlich einen Arbeitsgang verzögert hat – möglichst eine, die an mehreren Maschinen genutzt wird.

Gehen Sie einen kürzlich verhinderten Arbeitsbeginn gemeinsam mit dem Bediener, dem Planer und dem Verantwortlichen für Werkzeuglager oder Instandhaltung durch. Klären Sie, was den Arbeitsgang tatsächlich aufgehalten hat: ein falsches Werkzeug, ein unbekannter Lagerort, ein Schaden, eine unvollständige Vorbereitung oder eine konkurrierende Reservierung. Jede Ursache verlangt eine andere Verbesserung.

Legen Sie anschließend eindeutige Werkzeugkennungen und freigegebene Verwendungen fest, erfassen Sie die aktuelle Verfügbarkeit und hinterlegen Sie den jeweiligen Werkzeugbedarf für eine repräsentative Auswahl an Arbeitsgängen in SkyPlanner. Nehmen Sie auch einen bekannten Wartungszeitraum auf. Prüfen Sie mit den Personen, die den Plan umsetzen werden, ob die daraus entstehende Reihenfolge sinnvoll ist.

Verfolgen Sie, welche Arbeitsgänge nicht starten konnten und wie viel Zeit für das Suchen oder Vorbereiten von Werkzeugen anfällt. Trennen Sie diese Zeitverluste vor Ort vom Aufwand für das Lösen von Reservierungskonflikten. Sonst kann ein besser organisiertes Werkzeuglager wie eine Verbesserung der Feinplanung wirken. Umgekehrt kann eine bessere Reihenfolge verdecken, dass der Rückgabeprozess weiterhin verbessert werden muss.

Nutzen Sie diese Erkenntnisse, bevor Sie zusätzliche Werkzeuge anschaffen. Eine weitere Vorrichtung kann sich lohnen, wenn gleichzeitiger Bedarf wichtige Aufträge immer wieder einschränkt. Weniger überzeugend ist die Investition, wenn die vorhandene Vorrichtung lediglich schwer zu finden ist. Ein klarerer Plan für gemeinsam genutzte Ressourcen hilft Ihnen zu erkennen, für welches Problem Sie Geld ausgeben.

Sehen Sie, was ein gemeinsam genutztes Werkzeug in Ihrem Produktionsplan verändert

Eine gute Vorführung zur Werkzeugverwaltung sollte mit einer Situation beginnen, die Ihr Team kennt: zwei Arbeitsgänge, unterschiedliche Maschinen und eine Form oder Vorrichtung, die beide benötigen. Lassen Sie sich zeigen, wie die Arbeitsgänge ohne Doppelbelegung des Werkzeugs eingeplant werden. Ergänzen Sie anschließend einen Wartungszeitraum und prüfen Sie, was sich für beide Aufträge ändert.

So lässt sich die Rolle von SkyPlanner gut erkennen. Die Organisation vor Ort sorgt dafür, dass das Werkzeug eindeutig identifizierbar und einsatzbereit ist. SkyPlanner berücksichtigt seine Verfügbarkeit in einem Plan, nach dem die gesamte Fertigung arbeiten kann.

Buchen Sie eine SkyPlanner-Demo, um diese Situation anhand Ihrer eigenen Produktionsanforderungen durchzugehen. Wenn Sie sich lieber zuerst mit der Planungsumgebung vertraut machen möchten, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten.