Die Maschinenzykluszeit
Definition
Die Maschinenzykluszeit ist ein Teil der gesamten Zykluszeit. Analog zur Zykluszeit lässt sich die Maschinenzykluszeit als Zeitspanne vom Beginn des ersten Arbeitsschritts einer Maschine bis zum Abschluss ihres letzten Arbeitsschritts bei einem sich kontinuierlich wiederholenden Arbeitsvorgang definieren.
Abgrenzung
Wird ausschließlich die Zeit betrachtet, an dem tatsächlich eine Be- oder Verarbeitung eines Werkstücks erfolgt, handelt es sich um die Maschinenzykluszeit im engeren Sinn.
Werden vor- und nachgelagerte Vorgänge einbezogen, die den Prozess unterstützen, kann dies bei vollautomatisierten Abläufen als Maschinenzykluszeit im weiteren Sinn verstanden werden.
Sind menschliche Eingriffe notwendig – für das Be- und Entladen oder das Rüsten –, wird die Zeit vom Anfang eines Prozesses bis zum Beginn des nächsten Prozesses mit diesem Arbeitsmittel in der Regel als effektive Maschinenzykluszeit bezeichnet.
Beispiel
Bei Stanz-, Dreh-, Fräs- oder Schleifprozessen umfasst die Maschinenzykluszeit die Spanne zwischen dem Ergreifen und Einspannen des Werkstücks bis zu dessen Freigabe, Auswurf oder Entnahme (etwa durch einen Roboter oder eine Entnahmevorrichtung). In die Zykluszeit fallen damit Arbeitsschritte wie das Hochfahren des Arbeitsmittels oder das Anlaufen des Werkzeugs, die Be- oder Verarbeitung des Werkstücks, das Herunterfahren der Maschine und ein möglicherweise notwendiger Reinigungsvorgang.
Bedeutung der Maschinenzykluszeit
Interessant wird die Maschinenzykluszeit insbesondere bei weitgehend automatisierten Prozessen oder in autonomen Fertigungseinrichtungen. Hier ist sie prozessbestimmend und wirkt sich direkt auf die Durchlaufzeit aus, da Eingriffe von menschlicher Seite, etwa durch Maschinenführer oder Bedienpersonal, weitgehend ausgeschlossen werden. Solche Zeitkomponenten nicht genau ermittelbarer oder festzulegender Dauer müssen nicht mehr berücksichtigt werden. Die Maschinenzykluszeit wird so zu einem wichtiger Performance-Indikator der Produktion, um die Effizienz der Herstellungsprozesse zu ermitteln.
Anhand der Maschinenzykluszeiten können produzierende Gewerbebetriebe und Industrieunternehmen Fertigungsdauern und damit auch die Herstellungskosten genau bestimmen. Dies ist eine Voraussetzung für sowohl eine exakte Produktionsplanung als auch die Kalkulation von Angeboten.
Berechnung der Maschinenzykluszeit
Mit der Ermittlung der Produktionszeit an einer Maschine – der Maschinenlaufzeit – und dem Bezug auf die Anzahl der produzierten Einheiten kann die durchschnittliche Dauer eines Maschinenzyklus berechnet werden. Dabei fließen allerdings äußere Faktoren wie Eingriffe der Maschinenführer sowie Zeiten geplanter oder ungeplanter Stillstände – wie Reinigungs- oder Wartungsarbeiten bzw. Störungsbehebungen oder Wartezeiten durch Abwesenheit oder Unaufmerksamkeit des Personals –mit ein:
Maschinenzykluszeit = | Gesamte verfügbare Produktionszeit an einer Maschine Anzahl produzierter Einheiten an dieser Maschine |
Bei automatisierten oder autonomen Prozessen ist die Maschinenzykluszeit nur abhängig von Maschinen- und Werkstückdaten. Dazu gehören beispielsweise Bearbeitungsparameter wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung, Hubweg, Anzahl der Werkzeuge und geforderte Präzision, aber auch Materialtyp, Komplexität und Gewicht des zu bearbeitenden Werkstücks. Damit wird klar, dass eine Optimierung der Maschinenzykluszeit bereits in der Konzeptionsphase des zu bearbeitenden Werkstücks beginnt (Design to Cost).
Für Unternehmen, die als Auftragsfertiger für andere Hersteller auf dem Markt aktiv sind, wird eine frühzeitige Abstimmung der Bauteilkonstruktion mit dem Auftraggeber bzw. Abnehmer des Bauteils sinnvoll, um die Be- oder Verarbeitung zu vereinfachen und so Potenziale zur Kostensenkung und zur Verringerung der Durchlaufzeit auszuschöpfen.
