Kleinserienfertigung planen: flexibel bleiben trotz wechselnder Aufträge

Zwischen dem Einzelstück und der echten Serie liegt der Bereich, in dem die meisten kleinen Fertigungsbetriebe tatsächlich arbeiten: 20 Stück, 80 Stück, 250 Stück. Dieselbe Zeichnung kommt wieder, aber nie zur gleichen Zeit und selten in derselben Menge. Mal ruft der Kunde 40 Teile ab, mal 12, dann meldet er sich ein Dreivierteljahr nicht.

Genau das macht die Planung der Kleinserienfertigung unangenehm. Für eine Einzelfertigung ist der Aufwand zu hoch, jedes Teil neu zu durchdenken – die Arbeit wiederholt sich schließlich. Für eine Serienplanung fehlt die Regelmäßigkeit, auf der jede Serienlogik beruht. Wer Kleinserienfertigung planen will, muss deshalb beides gleichzeitig können: Wiederholtes wiederverwenden und trotzdem jede Woche neu entscheiden.

Dieser Beitrag beschreibt, woran die Planung in diesem Bereich hängt: an getrennten Rüst- und Laufzeiten, am Bündeln gleicher Teile, an Nachbestellungen ohne Gedächtnis und an Restmengen, die in keinem Plan auftauchen und trotzdem Maschinenzeit kosten.

Was die Planung der Kleinserienfertigung besonders macht

Die drei Fertigungsarten unterscheiden sich weniger durch die Stückzahl als durch das, was planerisch schiefgeht.

Merkmal	Einzelfertigung	Kleinserie	Serienfertigung
Losgröße	1 bis wenige	zehn bis einige hundert	dauerhaft hohe Mengen
Wiederholung	selten, oft nie	unregelmäßig, aber absehbar	regelmäßig und geplant
Rüstanteil je Stück	hoch, wird einkalkuliert	entscheidet über das Ergebnis	niedrig, kaum relevant
Arbeitsplan	wird jedes Mal neu gemacht	lohnt sich zu pflegen	fest hinterlegt
Typisches Planungsproblem	Aufwand ist geschätzt	viele parallele Aufträge, falsche Rüstreihenfolge	Störungen im Fluss

In der Einzelfertigung ist der Rüstanteil unstrittig hoch und wird entsprechend kalkuliert. In der Serie fällt er kaum ins Gewicht. Die Kleinserie liegt dazwischen, und dort entscheidet die Rüstzeit darüber, ob ein Auftrag Geld bringt. Wie stark, zeigt der Beitrag zu Rüstzeiten in der Produktionsplanung.

Der zweite Unterschied ist die Anzahl der gleichzeitig offenen Aufträge. Ein Werkzeugbauer hat vielleicht ein halbes Dutzend Projekte im Haus, ein Kleinserienfertiger schnell dreißig bis siebzig Fertigungsaufträge mit je drei bis sechs Arbeitsgängen. Das ist keine anspruchsvollere Planung, aber eine deutlich unübersichtlichere.

Wiederholteile: der größte Hebel

Ein Wiederholteil ist jedes Teil, das Sie schon einmal gefertigt haben und voraussichtlich wieder fertigen werden. In vielen Betrieben macht das einen großen Teil der Aufträge aus – ohne dass es jemand so nennt.

Der Hebel liegt darin, den Arbeitsgang beim zweiten Mal nicht neu zu erfinden. Dazu gehören vier Angaben je Arbeitsgang:

Reihenfolge – der wievielte Schritt ist das
Maschine oder Arbeitsplatz – auch Entgraten, Prüfen und Montage gehören dazu
Rüstzeit – einmalig je Auftrag, unabhängig von der Stückzahl
Laufzeit je Stück – multipliziert mit der Menge

Mehr braucht die Terminplanung nicht. Wer dazu noch Werkzeugliste, Spannmittel und Prüfmaß im Planungssystem führt, pflegt nach drei Monaten nichts mehr davon – diese Angaben gehören auf den Arbeitsplan.

Warum die Trennung von Rüst- und Laufzeit über die Kalkulation entscheidet

Rechnen wir mit einem Drehteil: 90 Minuten Rüstzeit, 6 Minuten Laufzeit je Stück.

Bei 30 Stück: 90 + 180 = 270 Minuten, also 9,0 Minuten je Stück
Bei 120 Stück: 90 + 720 = 810 Minuten, also 6,75 Minuten je Stück

Wer stattdessen mit einer Gesamtzeit von 9 Minuten je Stück arbeitet, weil das beim letzten Auftrag so herauskam, plant für eine Nachbestellung über 120 Stück 1080 statt 810 Minuten ein – viereinhalb Stunden Maschinenzeit, die in Wirklichkeit frei sind. Bei einer Kleinstmenge von 10 Stück fehlen umgekehrt Stunden im Plan.

Dieselbe Rechnung beantwortet die Losgrößenfrage: 120 Stück in zwei Lose zu 60 geteilt kosten eine zusätzliche Rüstung – 90 Minuten, die kein Kunde bezahlt. Manchmal ist das richtig, weil der Kunde die erste Teilmenge früher braucht. Es sollte nur eine Entscheidung sein und kein Zufall.

Rüstwiederholung: gleiche Teile bündeln, aber nicht um jeden Preis

Die naheliegende Antwort auf hohe Rüstzeiten lautet: ähnliche Teile hintereinander fertigen. Eine Rüstfamilie ist eine Gruppe von Aufträgen, die auf derselben Maschine mit weitgehend gleichem Aufbau laufen – gleiches Spannmittel, gleicher Werkstoff, ähnliche Werkzeugbestückung. Wer drei solche Aufträge nacheinander einplant, rüstet einmal richtig und zweimal nur nach.

Das ist der stärkste Hebel in der Kleinserienfertigung – und der, mit dem sich Betriebe die Liefertermintreue ruinieren. Bündeln heißt immer, dass ein Auftrag vorgezogen und ein anderer geschoben wird.

Drei Grenzen sollten Sie vorher festlegen:

Der Liefertermin schlägt die Rüstersparnis. Kein Auftrag wird geschoben, wenn sein Termin dadurch kippt. Die Rüstzeit sparen Sie einmal, den verpassten Termin erklären Sie dem Kunden jedes Mal.
Kein Vorziehen über die Materialverfügbarkeit hinaus. Ein gebündelter Auftrag, dessen Rohmaterial erst nächste Woche kommt, sprengt die ganze Familie.
Nicht mehr vorziehen als nötig. Ein Auftrag, der drei Wochen zu früh fertig ist, liegt so lange im Regal und bindet Geld – eingetauscht gegen einen anderen, der jetzt eng wird.

Praktisch heißt das: Sie bündeln innerhalb der Woche oder der nächsten zwei Wochen, nicht über den ganzen Auftragsbestand hinweg. Welche Reihenfolge dabei sinnvoll ist, hängt eng mit der Reihenfolgeplanung in der Produktion zusammen.

Nachbestellungen: wenn derselbe Auftrag ein halbes Jahr später wiederkommt

Der Kunde ruft an und braucht „nochmal 50 von den Flanschen". Jetzt entscheidet sich, ob Ihre Planung ein Gedächtnis hat.

Ohne Gedächtnis wird der Termin geschätzt – meist vom Bauchgefühl desjenigen, der gerade am Telefon ist. Mit Gedächtnis liegen drei Dinge vor: die Arbeitsgangfolge von damals, die Rüst- und Laufzeit, und die Information, ob es beim letzten Mal tatsächlich so gelaufen ist.

Der dritte Punkt fehlt am häufigsten. Wenn ein Arbeitsgang mit 4 Stunden geplant war und regelmäßig 6 dauert, ist das keine Störung, sondern eine falsche Vorgabezeit. Notieren Sie einmal je Wiederholteil, was tatsächlich gebraucht wurde, und korrigieren Sie die Zeit. Zwei oder drei korrigierte Zeiten je Monat reichen aus, um nach einem halben Jahr eine belastbare Grundlage zu haben.

Bei Rahmenaufträgen mit Abrufen steht die Gesamtmenge fest, die Termine nicht. Behandeln Sie jeden Abruf als eigenen Fertigungsauftrag mit eigenem Liefertermin: 600 Stück mit vier Abrufen sind planerisch vier Aufträge, nicht einer.

Restmengen und Nacharbeit einplanen, statt sie zu verdrängen

Von 30 Teilen sind zwei Ausschuss. Die 28 gehen raus, die zwei müssen nachgefertigt werden. Rechnerisch sind das 12 Minuten Laufzeit – tatsächlich sind es 90 Minuten Rüstzeit plus 12 Minuten, weil die Maschine inzwischen umgerüstet ist.

Solche Restmengen sind der unsichtbarste Zeitfresser in der Kleinserienfertigung. Sie tauchen in keinem Plan auf, weil sie als Kleinigkeit gelten, und verschieben trotzdem den Feierabend. Drei Regeln helfen:

Restmengen bekommen einen eigenen Arbeitsgang im Plan. Mit Rüstzeit. Wenn es dafür keinen Platz gibt, hat die Woche kein Problem mit der Restmenge, sondern mit der Auslastung.
Bei hohen Rüstzeiten die Übermenge vorher klären. Zwei Teile mehr kosten ein paar Minuten Laufzeit, zwei Teile später eine ganze Rüstung. Ob der Kunde die Mehrmenge abnimmt oder sie ins Lager geht, ist eine kaufmännische Entscheidung – und sie fällt vor dem Rüsten, nicht danach.
Nacharbeit hat einen Arbeitsplatz. Entgraten, Richten, Nachmessen belegen Zeit und einen Menschen. Wenn diese Arbeitsplätze nicht im Plan stehen, planen Sie nur die halbe Fertigung. Das gilt genauso für die Durchlaufzeit, die zwischen den Maschinen entsteht und nicht auf ihnen.

Kleinserienfertigung planen: eine Reihenfolge für die Woche

Diese Abfolge funktioniert unabhängig davon, ob Sie mit Tabelle, Magnettafel oder Software planen.

Offene Aufträge sichten. Alles, was noch keinen Platz auf einer Maschine hat, mit Menge und Liefertermin.
Fixpunkte zuerst setzen. Aufträge mit festem Termin, Eilaufträge und alles, was bereits angefangen ist, kommen zuerst auf die Zeitachse – der Rahmen, in dem alles Weitere Platz finden muss.
Rüstfamilien bilden. Die restlichen Aufträge nach Maschine, Spannmittel und Werkstoff gruppieren und in die verbleibenden Lücken legen – nur dort, wo kein Termin dadurch kippt.
Restmengen, Nacharbeit und Prüfung einplanen. Als eigene Arbeitsgänge, nicht als Puffer im Kopf.
Gegen die Termine rechnen. Für jeden Auftrag: Reicht die verbleibende Zeit bis zum Liefertermin für den verbleibenden Aufwand? Alles, was hier nicht aufgeht, muss heute entschieden werden – nicht in der Woche der Auslieferung.

Der fünfte Schritt wird am häufigsten übersprungen und entscheidet als einziger über die Liefertermintreue. Mehr dazu im Beitrag über Liefertermine in der Auftragsfertigung.

Was eine digitale Plantafel bei Kleinserien übernimmt

Ab etwa dreißig gleichzeitig offenen Aufträgen wird die Übersicht zum eigentlichen Problem – nicht die Planungslogik. An dieser Stelle wird eine digitale Plantafel für die Lohn- und Kleinserienfertigung nützlich, und zwar für genau die Punkte, die oben beschrieben sind.

Sie führt Rüstzeit und Laufzeit je Arbeitsgang getrennt und rechnet Start und Ende entlang der Arbeitszeit der Maschine – Schichtbeginn, Schichtende, Pause, Wochenenden übersprungen. Beim Verschieben meldet sie Doppelbelegungen, Zeiten außerhalb der Schicht und Arbeitsgänge, die vor ihrem Vorgänger liegen. Eine Ampel je Auftrag rechnet den Restaufwand gegen die verbleibende Zeit bis zum Liefertermin – Schritt 5 der Liste oben, für jeden Auftrag. Ein Backlog mit Filtern hilft beim Bilden von Rüstfamilien, weil sich die ungeplanten Arbeitsgänge nach Maschine eingrenzen lassen. Wiederkehrende Aufträge lassen sich per CSV-Import einlesen, statt sie abzutippen.

Ebenso wichtig ist, was eine Plantafel nicht tut. Sie bildet keine Rüstfamilien von selbst, sie optimiert keine Reihenfolgen und sie plant Folgearbeitsgänge nicht automatisch um – verschieben Sie einen Arbeitsgang, wird dieser neu gerechnet, und ein Nachfolger, der dadurch zu früh liegt, wird als Reihenfolgekonflikt gemeldet. Die Entscheidung, welcher Kunde warten kann, bleibt bei Ihnen – die Gründe dafür stehen in keinem Datenfeld.

Nächste Schritte

Vier Fragen zeigen Ihnen, wo Ihre Planung bei Kleinserien am ehesten hakt:

Wie viele Ihrer Aufträge sind Wiederholteile, und bei wie vielen davon können Sie die Arbeitsgänge und Zeiten nachschlagen, statt sie neu zu schätzen?
Führen Sie Rüstzeit und Laufzeit getrennt? Wenn nicht: Wie kalkulieren Sie dann eine Nachbestellung mit halber oder doppelter Menge?
Nach welcher Regel entscheiden Sie, ob zwei ähnliche Aufträge zusammengelegt werden – und wer prüft dabei die Termine der geschobenen Aufträge?
Wo stehen Nacharbeit und Restmengen in Ihrem Plan?

Wenn Sie bei zwei oder mehr dieser Fragen zögern, liegt der nächste Schritt nicht in einer Software, sondern in den Arbeitsplänen Ihrer zehn häufigsten Wiederholteile. Mit sauberen Rüst- und Laufzeiten lässt sich auch auf Papier vernünftig planen. Ohne sie rechnet jedes System nur die falschen Zahlen schneller.