Produktionsplanung im Werkzeugbau: Einzelteile und lange Arbeitsgangketten koordinieren

Ein Spritzgießwerkzeug besteht aus Platten, Formeinsätzen, Schiebern, Auswerfern und Normalien. Jedes dieser Teile hat seine eigene Reihenfolge aus Sägen, Fräsen, Härten, Schleifen und Erodieren. Und alle laufen am Ende auf denselben Punkt zu: den Tag, an dem die Montage beginnt. Fehlt ein einziger Formeinsatz, steht der Werkzeugmacher an der leeren Bank, während acht andere Teile fertig im Regal liegen.

Genau das macht die Produktionsplanung im Werkzeugbau schwieriger als in der Serienfertigung. Es gibt keine Losgröße, über die sich Rüstzeiten verteilen. Es gibt Zeiten, die geschätzt und nicht gemessen sind. Es gibt Arbeitsgänge, die Tage am Stück blockieren, ohne dass jemand danebensteht. Und es gibt die Konstruktionsänderung, die kommt, wenn drei von neun Teilen schon zerspant sind.

Dieser Beitrag beschreibt, wie Sie die Arbeitsgangketten eines Werkzeugs so aufstellen, dass der Montagetermin belastbar wird – auch ohne PPS-System und ohne dass jemand den Plan täglich neu schreibt.

Warum Produktionsplanung im Werkzeugbau anders funktioniert

In der Zerspanung einer Serienfertigung planen Sie Aufträge mit Stückzahlen. Im Werkzeug- und Formenbau planen Sie ein Projekt, das aus vielen Einzelteilen mit jeweils eigener Fertigungsfolge besteht. Drei Unterschiede prägen dadurch jede Planung.

Das Werkzeug ist erst fertig, wenn das letzte Teil fertig ist. Der Fortschritt eines Auftrags lässt sich nicht mitteln. Acht von neun Teilen fertig heißt: null Prozent lieferbar.

Die Zeiten sind Schätzungen. Bei einem Teil, das es so noch nie gab, kennen Sie die Laufzeit erst, wenn das CAM-Programm steht. Vorher planen Sie mit Erfahrungswerten für vergleichbare Geometrien. Das ist kein Mangel, solange Sie damit rechnen und nicht so tun, als wären es Vorgabezeiten.

Bearbeitungszeit und Durchlaufzeit liegen weit auseinander. Härten dauert vier Tage, von denen die Härterei vielleicht zwei Stunden arbeitet. Erodieren dauert vierzehn Stunden, in denen niemand an der Maschine steht. Wer nur Maschinenstunden addiert, unterschätzt die Durchlaufzeit um ein Vielfaches – mehr dazu im Beitrag Durchlaufzeit reduzieren.

Das Einzelteil ist die Planungseinheit, nicht das Werkzeug

Ein Fertigungsauftrag „Werkzeug 4711" mit dreißig Arbeitsgängen in einer Kette ist nicht planbar, weil die Teile parallel laufen. Praktikabel ist die Gegenrichtung: Jedes Einzelteil bekommt einen eigenen Auftrag mit eigener Arbeitsgangkette und einem eigenen Termin. Dieser Termin ist nicht der Kundentermin, sondern der Tag, an dem das Teil an der Montagebank liegen muss.

Die Montage selbst führen Sie als eigenen Auftrag mit den Arbeitsgängen Montieren, Tuschieren und Abmustern. Sie beginnt, wenn die Teile da sind. Diese Trennung kostet zehn Minuten beim Anlegen und spart jede Woche eine Diskussion darüber, wie weit das Werkzeug denn nun ist. Der grundsätzliche Umgang mit solchen Aufträgen steht in Einzelfertigung planen.

Die Arbeitsgangkette: kurze Schritte, lange Blöcke

Die Kette eines Formeinsatzes sieht in fast jedem Betrieb ähnlich aus. Was sich unterscheidet, ist der Umgang mit den Blöcken darin.

Arbeitsgang	Eigenart	Wie er in den Plan gehört
CAM-Programmierung	Arbeitsplatz ohne Maschine, oft der heimliche Engpass	Eigene Zeile, sonst taucht die Zeit nirgends auf
Sägen, Vorfräsen	kurz, flexibel verschiebbar	Puffer, den Sie bewusst nutzen dürfen
HSC-Schruppen und Schlichten	lange Laufzeit, teilweise mannlos	Laufzeit ehrlich schätzen, nicht auf die Schicht kürzen
Härten (extern)	Block von mehreren Tagen, nicht teilbar, nicht beschleunigbar	Eigener Arbeitsplatz „Härterei" mit der vollen Liegezeit
Flach- und Profilschleifen	kurz, aber meist nur eine Maschine im Haus	Engpass, Reihenfolge entscheidet
Senk- und Drahterodieren	sehr lange Laufzeiten, läuft über Nacht	Arbeitszeit des Arbeitsplatzes muss die mannlose Zeit abbilden
Montage, Tuschieren, Abmusterung	braucht alle Teile und den Werkzeugmacher	Sammelpunkt aller Teiletermine

Zwei Zeilen in dieser Tabelle werden in der Praxis am häufigsten falsch behandelt.

Erodieren: die Maschine arbeitet, wenn keiner da ist

Eine Drahterodiermaschine, die um 15:30 Uhr anläuft und am nächsten Morgen fertig ist, arbeitet siebzehn Stunden. Wenn Ihr Plan für diesen Arbeitsplatz die gleiche Schicht hinterlegt hat wie für die Fräserei, rechnet er diese Nacht weg und verschiebt das Teil um einen Tag – jedes Mal. Nach fünf Erodiervorgängen liegt der Plan eine Woche neben der Realität.

Die Lösung ist unspektakulär: Der Erodierplatz bekommt seine eigene Arbeitszeit, die zur tatsächlichen Laufweise passt. Wer die Maschinen freitags durchs Wochenende laufen lässt, trägt das dort ein. Der Vorteil bleibt derselbe wie bei jeder Planung – die Rechnung stimmt nur, wenn die hinterlegte Kapazität stimmt.

Härten: ein fremder Kalender in Ihrem Plan

Die Härterei ist keine Maschine, aber sie gehört als Zeile in den Plan. Die Laufzeit dieses Arbeitsgangs ist nicht die Ofenzeit, sondern Hinfahrt plus Liegezeit plus Rückfahrt. Wer hier vier Stunden einträgt, weil so lange gehärtet wird, plant die Rückseite des Werkzeugs zu früh ein.

Zweiter Punkt: Die Liegezeit beim Dienstleister läuft über das Wochenende weiter. Ein Plan, der Samstag und Sonntag überspringt, macht aus vier Tagen sechs. Tragen Sie für den Arbeitsplatz Härterei deshalb alle sieben Tage als Arbeitstage ein – dann rechnet der Plan die Liegezeit so, wie sie tatsächlich vergeht.

Rüstzeit bei Stückzahl eins

Die saubere Trennung von Rüstzeit und Laufzeit ist im Werkzeugbau genauso wichtig wie in der Serie, aber aus einem anderen Grund. Bei Losgröße 1 verteilt sich nichts. Das Ausrichten eines Formeinsatzes auf dem Schleiftisch kann länger dauern als der Schliff selbst.

Rechnen wir mit einem Formeinsatz und diesen geschätzten Werten: CAM 3 Stunden, Schruppen 5 Stunden, Härten 4 Kalendertage, Schleifen 1 Stunde rüsten plus 1,5 Stunden laufen, Senkerodieren 1,5 Stunden rüsten plus 12 Stunden laufen, Elektroden fräsen 4 Stunden. Das sind rund 28 Arbeitsstunden – aber mindestens neun bis elf Arbeitstage Durchlaufzeit, wenn jeder Arbeitsgang einmal in einer Warteschlange steht. Wer dem Kunden aus den 28 Stunden eine Lieferzeit ableitet, sagt eine Woche zu, die es nie gab. Wie Sie aus solchen Ketten belastbare Zusagen machen, steht in Liefertermine realistisch planen.

Der zweite Effekt der Trennung: Sie sehen, wo sich Bündeln lohnt. Vier Einsätze nacheinander auf derselben Aufspannung schleifen spart drei Rüstvorgänge. Auf einer Zeitachse fällt so etwas ins Auge, in einer Auftragsliste nicht.

Konstruktionsänderung mitten im Auftrag

Die Änderung kommt fast immer nach der Abmusterung oder nach einer Rückmeldung des Kunden – und praktisch nie, bevor der Stahl zerspant ist. Wichtig ist weniger, sie zu vermeiden, als sie in einer festen Reihenfolge abzuarbeiten.

Betroffene Einzelteile benennen. Nicht „das Werkzeug ändert sich", sondern: Einsatz 3, Schieber links, Auswerferplatte. Alle anderen Teile laufen unverändert weiter.
Stand jeder betroffenen Kette feststellen. Welcher Arbeitsgang ist fertig, welcher läuft gerade, was ist noch nicht angefangen? Ein Teil, das bereits gehärtet ist, hat andere Optionen als eines, das noch als Rohling liegt.
Entscheiden: ändern, nacharbeiten oder neu anfangen. Diese Entscheidung trifft der Werkzeugmacher, nicht die Planung. Aber sie muss dokumentiert sein, sonst fragt am Freitag jemand nach.
Die betroffene Kette neu einplanen. Der geänderte Arbeitsgang bekommt neue Zeiten, die folgenden Arbeitsgänge rutschen nach hinten. Das passiert nicht von selbst: Ein Planungswerkzeug meldet Ihnen, dass ein Nachfolger jetzt vor seinem Vorgänger liegt – verschieben müssen Sie ihn selbst. Zur Systematik dahinter siehe Reihenfolgeplanung in der Produktion.
Montagetermin gegenrechnen und den Kunden informieren. Wenn die geänderte Kette den Montagebeginn überholt, ist das jetzt bekannt und nicht in drei Wochen. Ein Anruf vorher kostet Sie eine Erklärung, ein Anruf nachher kostet Sie die nächste Anfrage.

Produktionsplanung im Werkzeugbau mit einer digitalen Plantafel

Für diese Art von Planung braucht es kein PPS-System. Es braucht eine Zeitachse, auf der jede Maschine, der Programmierplatz, die Härterei und die Montagebank eine eigene Zeile haben, und eine Rechnung, die Start und Ende entlang der echten Arbeitszeit der Maschine ermittelt – über Nächte und Wochenenden hinweg.

Genau das macht Fertigungstakt: Arbeitsgänge mit Reihenfolge, Rüstzeit, Laufzeit und Maschine, verschiebbar per Drag and Drop, mit Ansichten von einem Tag bis vier Wochen – der Horizont, in dem ein Werkzeug entsteht. Doppelbelegungen, Arbeitsgänge außerhalb der Arbeitszeit, vertauschte Reihenfolgen und Endtermine nach dem Liefertermin werden gemeldet, sobald sie entstehen. Die Liefertermin-Ampel rechnet den offenen Restaufwand gegen die verbleibende Zeit, was gerade bei langen Ketten früher warnt als der Blick auf den Kalender.

Ebenso wichtig ist, was die Plantafel nicht tut. Sie plant Folgearbeitsgänge nicht automatisch nach, wenn Sie einen Arbeitsgang verschieben – sie zeigt Ihnen den Konflikt und überlässt Ihnen die Entscheidung. Sie plant kein Material und keine Stahlbestellung. Sie optimiert keine Reihenfolgen und liefert keine Auslastung in Prozent. In einem Betrieb, in dem jedes Teil anders ist, wäre eine automatische Optimierung ohnehin nur eine Rechnung mit geschätzten Zeiten.

Für die Werkstatt gibt es den Maschinenmonitor: ein Tablet an der Maschine, das zeigt, was jetzt, danach und heute noch ansteht, mit den Knöpfen Starten, Pause, Problem und Fertig. Bei Erodier- und Härteschritten ist diese Rückmeldung der einzige Weg, wie die Planung erfährt, dass ein Block tatsächlich vorbei ist.

Wo Sie anfangen

Prüfen Sie an Ihrem nächsten Werkzeug vier Punkte, bevor Sie über Software nachdenken:

Legen Sie je Einzelteil einen eigenen Auftrag an oder alles unter einer Nummer?
Steht die Härterei als eigener Arbeitsplatz im Plan, mit voller Liegezeit statt Ofenzeit?
Passt die hinterlegte Arbeitszeit Ihrer Erodiermaschinen zu der Art, wie sie tatsächlich laufen?
Wissen Sie ohne Rundgang, welches Teil eines laufenden Werkzeugs gerade am weitesten hinten liegt?

Wenn Sie bei mindestens zwei Punkten zögern, liegt Ihr nächster Schritt nicht in einer Funktionsliste, sondern in der Struktur Ihrer Aufträge. Die lässt sich in einer Tabelle genauso aufsetzen wie in einer Plantafel – nur bleibt sie in der Plantafel nach der dritten Konstruktionsänderung noch aktuell.