In der Zerspanung sind nicht die CNC Maschinen der entscheidende Erfolgsfaktor, sondern die Spindellaufzeit pro Mitarbeiter. „Viele Unternehmen konzentrieren sich auf die Maschinenautonomie, die auch sehr wichtig ist, vergessen aber, wie viele Mannstunden es braucht, um eine CNC Maschine 6.000 Stunden im Jahr zu betreiben“, so Frank Biemans von BMO Automation. Eine wertvolle Kennzahl, die sich auf diesen Sachverhalt bezieht, ist das „Operator Performance Ratio“.
Spindellaufzeiten sind nach wie vor wichtig, doch in Zeiten, in denen der Personalmangel der größte Engpass ist, investieren die Unternehmen oft weiterhin in arbeitsintensive Automatisierungen, wie beispielsweise die Palettenbeladung. Oder sie investieren nicht in CNC Maschinen mit einem großen Werkzeugwechsler, was bedeutet, dass der Bediener täglich Stunden mit dem Werkzeugwechsel beschäftigt ist. Nach Ansicht von Frank Biemans, Founder von BMO Automation, sollten sie sich darauf konzentrieren, wie viele Mannstunden man investieren muss, um eine bestimmte Leistung in Form von Spindellaufzeit zu erzielen. Durch die Optimierung dieses Verhältnisses kann die Leistungsfähigkeit der Fabrik erheblich gesteigert werden. Eine wertvolle Kennzahl, die sich auf diesen Sachverhalt bezieht, ist das „Operator Performance Ratio“. Der Schwerpunkt sollte darauf gelegt werden, diesen OPR-Wert zu erhöhen.
Mangel an Facharbeitern
Jeder Produktionsleiter oder Inhaber eines Fertigungsunternehmens kennt sie: Begriffe wie TEEP (Total Equipment Effectiveness Performance) und OEE (Overall Equipment Effectiveness); KPIs, die angeben, wie effektiv die Maschinen genutzt werden. Frank Biemans ist der Ansicht, dass diese Konzepte in der gegenwärtigen Zeit, in der der Arbeitsmarkt angespannt ist, dahingehend erweitert werden sollten, wie effektiv die Mitarbeiter eingesetzt werden, d. h. das OPR (Operator Performance Ratio). Maschinen und Geräte können gekauft oder geleast werden. Aber Fachleute sind nicht leicht zu finden. Der Mangel an CNC Bedienern und Programmierern führt derzeit zu einer Stagnation bei den Zulieferern. Vor allem in der Zerspanung ist die Arbeit vorhanden, aber die Unternehmen können die Nachfrage nicht befriedigen, weil sie nicht genügend Fachkräfte haben.
Höhere Produktivität der CNC Maschine bei gleichen Mannstunden
Das Operator Performance Ratio ist eine Kennzahl, mit der Unternehmen berechnen, wie sich die Spindellaufzeit zur Anzahl der Bediener verhält. Hiervon ausgehend können sie dann auf eine höhere Spindellaufzeit bei der gleichen Anzahl Bediener hinarbeiten. „Das ist die Lösung für den Personalmangel“, erklärt Frank Biemans. Die Berechnung ist einfach: Dividieren Sie die Spindellaufzeit durch die Gesamtzahl der Mannstunden (einschließlich der Rüstzeiten und der Stunden, die für das Beladen einer Roboterzelle erforderlich sind), und das Ergebnis ist das OPR. Wenn ein Bediener in der Tagesschicht eine CNC Maschine bedient, die in einer Woche 30 Stunden Spindellaufzeit erreicht, beträgt das OPR 0,75. Erreicht die CNC Maschine eine Spindellaufzeit von 90 Stunden in der Woche, weil mit 3 Schichten gearbeitet wird, bleibt das OPR 0,75. Wenn ein Bediener tagsüber die CNC Maschine einrichtet (40 Stunden) und in der Woche eine Spindellaufzeit von 120 Stunden erreicht wird, beträgt das OPR 3. Das bedeutet viermal mehr Leistung als im Ein-Mann-Betrieb mit einer Maschine. „Es geht um die Produktivität im Vergleich zu den Mannstunden, die man aufwenden muss“, so Frank Biemans. Wer die Spindellaufzeit bei gleicher Anzahl Bediener erhöht, senkt den Stundensatz. Schließlich sind die Personalkosten in den meisten Unternehmen der größte Kostenfaktor. Der Mangel an qualifizierten Arbeitskräften bremst das Wachstum der Organisation. „Menschen dort einzusetzen, wo sie den größten Nutzen bringen, und den Rest zu automatisieren, führt zu der besten Leistung“, erläutert Frank Biemans.
Mehr Leistung mit Multi-Batch-Automatisierung
Er ist davon überzeugt, dass die zerspanenden Unternehmen in Westeuropa mit ihren derzeitigen Maschinen- und Personalkapazitäten wesentlich mehr Leistung erzielen können. Die Multi-Batch-Automatisierung, wie sie BMO Automation mit seinen Roboterzellen ermöglicht, ist ein guter erster Schritt. BMO kombiniert Paletten- und Produkthandling und ermöglicht die unbemannte Fertigung verschiedener Produkte in kleinen Chargen. „Aber selbst dann stellen wir fest, dass es den Unternehmen nicht gelingt, die Maschine die ganze Nacht laufen zu lassen“, stellt Biemans fest. Dies ist zum Teil auf die langen Rüstzeiten zurückzuführen. Der Mangel an Standardisierung, sowohl bei den Werkzeugen als auch bei den Materialien, ist ein Faktor, der den unbemannten Betrieb über Nacht erschwert. „Wir können alle vernetzt sein und intelligente Software kaufen, aber wenn es keine Standardisierung gibt, sind wir als Unternehmen nicht skalierbar.“ Außerdem müssen Sie sehen, wer welche Aufgaben ausführt. Frank Biemans: „Wo brauchen Sie wirklich Expertenwissen und wo nicht? Ist das Befüllen der Zelle die Aufgabe des Zerspaners oder des Logistikers? Rechnen Sie nicht nur mit einem bemannten und einem unbemannten Stundensatz, sondern nehmen Sie – um die letzten Stunden der Woche mit einfachen Arbeiten auszufüllen – noch einen günstigeren Stundensatz hinzu.
Welcher Produktmix bringt den meisten Ertrag?
Wer mit diesem KPI zu arbeiten beginnt, wird bald feststellen, dass sich der Schwerpunkt auf weitere Bereiche verlagert. Frank Biemans: „Oft kalkulieren die Unternehmen noch traditionell: Sie schauen, wie viel Bearbeitungszeit sie benötigen, multiplizieren das mit dem Stundensatz und das ist dann der Preis. „Besser ist es, zu schauen, welcher Produktmix in einer Woche den meisten Ertrag bringt.“ Auf dem derzeitigen Markt, auf dem die Nachfrage das Angebot übersteigt und die Zeit bis zur Markteinführung für Maschinenbauer kürzer wird, ist die Durchlaufzeit oft wichtiger. Als Faustregel gilt: Je höher das OPR im Unternehmen ist, desto kürzer ist die Durchlaufzeit und desto geringer sind die Kosten. „Dort ist der Kunde am besten aufgehoben“, rät Frank Biemans.
Bis zu 400.000 € zusätzlicher Umsatz pro CNC Maschine
Das OPR hilft Unternehmen, solche Probleme zu erkennen und zu lösen. Produktionsleiter erhalten dank dieser Kennzahl einen Einblick in die Anzahl der Mannstunden, die erforderlich sind, um eine bestimmte Produktion zu erreichen. „Wenn man Referenzmessungen durchführt, kann man sich bemühen, jede Woche ein bisschen besser zu werden.“ Ein Rechenbeispiel, das BMO Automation manchmal im Gespräch mit Kunden anführt, zeigt das enorme Verbesserungspotenzial. Eine Maschine, die jährlich eine Spindellaufzeit von 8760 Stunden mit einem einzigen Bediener zu einem Stundensatz von 60 € leistet, bringt im Vergleich zu einer CNC Maschine, die eine Spindellaufzeit von 1800 Stunden im Jahr leistet, jährlich etwa 400.000 € mehr ein. Und bei 140 Produktionsstunden pro Woche sinkt die Durchlaufzeit von 5 Wochen ohne Automatisierung auf 2,5 Wochen mit Automatisierung. „Konzentrieren Sie sich auf das OPR“, empfiehlt Frank Biemans, „sonst werden Sie diese Stundenleistung bei einem Mix von Produkten sicherlich nicht erreichen können.“
Vorteile des Operator Performance Ratio
„Eine höhere Spindellaufzeit mit derselben Anzahl von Bedienern ist die Lösung für den Fachkräftemangel und kürzere Durchlaufzeiten.”
- Besserer Einblick in die erforderliche Produktionskapazität
- Eine zu realisierende Halbierung der Durchlaufzeit
- Ein potenzieller zusätzlicher Umsatz von 400.000,- € pro CNC Maschine
- Eine Lösung für den Personalmangel
- Höhere Spindellaufzeit
