Warum Vergleiche von Zykluszeiten scheitern: 75-Sekunden-Einzelteile, 36-Sekunden-Paare und 84-Sekunden-Behälter

Übersicht

Angebote für Reinigungsmaschinen werden häufiger anhand der Zykluszeit als anhand jeder anderen Kennzahl verglichen, und die Zykluszeit wird am häufigsten auf inkompatiblen Grundlagen angegeben. Ein Anbieter nennt Sekunden pro Teil, ein anderer Sekunden pro Korb, ein dritter Sekunden pro Satz von zwei gemeinsam gereinigten Komponenten. Alle drei Angaben können korrekt sein; ein direkter Vergleich führt jedoch zu einer Entscheidung, die zwar arithmetisch erscheint, tatsächlich aber fehlerhaft ist.

Diese Verwirrung beruht nicht auf Unredlichkeit. Eine Korbmaschine reinigt tatsächlich einen Korb – daher ist der Korb die natürliche Maßeinheit. Eine Transferspülmaschine verarbeitet tatsächlich ein Werkstück pro Zyklus – daher ist das Teil die natürliche Maßeinheit. Der Fehler tritt auf, wenn beide Werte ohne Umrechnung in dieselbe Vergleichsspalte eingetragen werden.

Big Bird Industrial (ehemals Shimada Big Bird Industrial) baut seit 2001 Reinigungs- und Entgratsysteme für Krafttrain-Komponenten der Automobilindustrie; die nachfolgenden Beispiele stammen von Produktionslinien, die beide Anordnungen nutzen.

1. Drei Einheiten teilen sich eine Einheit

Eine Taktzeit ist nur zusammen mit der zugehörigen Einheit und der in dieser Einheit verarbeiteten Menge aussagekräftig. Die Angabe einer dieser Größen ohne die anderen macht die Zahl uninterpretierbar.

Teil, Satz und Korb

Bei einer pro-Teil-Taktzeit wird pro Indexierschritt ein Werkstück bearbeitet. Bei einer pro-Satz-Taktzeit wird eine feste Gruppe bearbeitet: beispielsweise ein oberer und unterer Zylinderblock gemeinsam auf einem Paletten-Träger, mit einer Taktzeit von 78 Sekunden pro Satz. Bei einer pro-Korb-Taktzeit wird ein Korb mit kleinen Komponenten bearbeitet – etwa 20 Getriebewellen auf einmal oder auch ein einzelnes großes Teil.

Derselbe Maschine kann alle drei Werte ausgeben

Eine Anlage zur Reinigung von Zylinderköpfen, die zwei Werkstücke gleichzeitig in 36 Sekunden pro Zyklus bearbeitet, weist einen Paarzyklus von 36 Sekunden und einen Einzelteilezyklus von 18 Sekunden auf. Beide Aussagen beschreiben dieselbe Maschine. Ein Angebot, das lediglich „36 Sekunden“ angibt, verleitet den Leser dazu, 36 Sekunden pro Einzelteil anzunehmen – was die scheinbaren Kosten pro Einheit im Vergleich verdoppelt.

2. Warum es überhaupt Korbe und Sätze gibt

Korb- und Satzanordnungen sind keine Abkürzungen. Sie existieren, weil der Reinigungsmechanismus oder die Geometrie der Teile sie zur effizienten Wahl machen.

Kleinteile und Kavitation

Ultraschallreinigung funktioniert durch Kavitation in einem Bad, wofür ein Flüssigkeitsvolumen erforderlich ist, das größer als die Teile ist. Kleine Getriebewellen werden daher in Korben gereinigt, und der Zyklus erfolgt naturgemäß pro Korb. Historische Programme für Wellen- und Getriebekomponenten zeigen 30 Sekunden pro Korb für eine CVT-Anwendung, 60 Sekunden pro Korb für eine AT-Anwendung und 84 Sekunden pro Korb für eine spätere AT-Variante – jeweils mit Partikelgrenzwerten von rund 600 Mikrometern.

Gepaarte Komponenten und Handhabung

Obere und untere Zylinderblockteile desselben Motors werden häufig gemeinsam bearbeitet und gereinigt, da sie auf derselben Palette eintreffen und zusammen montiert werden. Durch die gemeinsame Reinigung entfällt ein zweiter Handhabungszyklus. Der Satzzyklus von 78 Sekunden umfasst zwei Komponenten, also 39 Sekunden pro Komponente; in der Spezifikation steht jedoch der Wert 78.

3. Umrechnung auf eine gemeinsame Basis

Die Umrechnung ist einfach, sobald die Mengen bekannt sind; diese Mengen stellen jedoch den Teil des Angebots dar, den Lieferanten am häufigsten weglassen.

Die Rechnung

Teilen Sie den Zyklus durch die Anzahl der pro Zyklus verarbeiteten Teile, um einen Wert pro Teil zu erhalten; multiplizieren Sie diesen dann mit dem jährlichen Volumen, um Maschinenstunden zu ermitteln. Ein Korbzyklus von 60 Sekunden mit 20 Wellen entspricht 3 Sekunden pro Teil; ein Korbzyklus von 60 Sekunden mit 4 größeren Wellen entspricht 15 Sekunden pro Teil. Der Zyklus ist identisch, die Kapazität unterscheidet sich jedoch um den Faktor fünf.

Wo die Umrechnung nicht mehr funktioniert

Die Umrechnung versagt, wenn die Ladezeit nicht in den Zyklus einbezogen wird. Eine Korbmaschine gibt möglicherweise nur die Waschzeit an und lässt die Zeit zum Befüllen und Entleeren des Korbs aus – bei manueller Beladung ist dieser Anteil erheblich, bei automatischer Beladung gehört er zur Stationszeit. Die vergleichbare Kenngröße ist die Zeit pro Teil von Boden zu Boden einschließlich der Handhabung.

4. Die Zeit, die nicht erscheint

Zwei versteckte Zeiten verändern regelmäßig die Rangfolge zweier Maschinen, die auf dem Papier nahe beieinander liegen.

Umrüstung

Eine Linie, die mehrere Varianten verarbeitet, verliert bei jedem Produktwechsel Zeit. Wenn eine Maschine innerhalb weniger Minuten durch das Laden eines Programms umgerüstet wird, eine andere hingegen Werkzeuge wechseln muss, summiert sich dieser Unterschied über eine Schicht hinweg und kann die Differenz in der Zykluszeit übertreffen.

Stillstände und Nacharbeit

Eine Maschine, die ihren Zyklus einhält, aber eine höhere Falsch-Ablehn-Rate erzeugt, verbringt die Differenz mit Nachreinigung oder Nachinspektion. Die effektive Zykluszeit entspricht der angegebenen Zykluszeit geteilt durch den Anteil der Teile, die die Prüfung bestehen – eine Kenngröße, die selten angegeben, aber stets relevant ist.

5. Was eine Spezifikation angeben sollte

Eine vergleichbare Zykluszeit-Spezifikation enthält fünf Elemente: die Einheit, die Menge pro Einheit, ob das Handling eingeschlossen ist, die Umrüstzeit und die erwartete Erst-Durchlauf-Akzeptanzrate.

Mit diesen fünf Elementen werden zwei Angebote durch einfache Rechnung vergleichbar. Ohne sie belohnt der Vergleich denjenigen Lieferanten, der die schmeichelhafteste Einheit gewählt hat – was nicht dasselbe ist wie die Auswahl der besseren Maschine. Ein Vergleich, der sich nicht umrechnen lässt, ist überhaupt kein Vergleich; er ist vielmehr eine Entscheidung, die allein auf der Darstellung beruht, und die Maschine, die gewinnt, könnte einfach diejenige sein, die im günstigsten Maßeinheit kalkuliert wurde.

6. Erstellung einer Vergleichstabelle, die einer Prüfung standhält

Die praktische Abhilfe besteht darin, eine Vergleichstabelle zu erstellen, bei der jede Zeile dieselben fünf Spalten vollständig ausfüllt, und jede unvollständige Zeile von einem Vergleich auszuschließen. Diese Disziplin ist nützlicher als jede einzelne Umrechnungsformel, denn sie macht fehlende Informationen vor der Entscheidung sichtbar – nicht erst danach.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Nehmen Sie eine Maschine mit einer Maschinenzeit von 36 Sekunden für ein Paar Zylinderköpfe im Vergleich zu einer Maschine mit einer Maschinenzeit von 18 Sekunden pro einzelnen Kopf. Auf der Seite wirkt die zweite identisch. Korrekt ausgefüllt lautet die Angabe für die erste Maschine: 36 Sekunden pro Paar (zwei Teile), Handhabung inklusive, Umrüstung per Programm, angegebene Erst-Durchlauf-Quote; bei der zweiten Maschine lautet sie: 18 Sekunden pro Teil (ein Teil), Handhabung inklusive, Umrüstung erfordert einen Werkzeughalterwechsel. Bei gleicher Stückzahl ergibt sich dieselbe Durchsatzleistung – der Unterschied liegt ausschließlich in der Umrüstung und in der Art und Weise, wie die Teile bereitgestellt werden.

Vergleichen Sie nun eine Maschine mit einer Zykluszeit von 75 Sekunden pro Welle mit einer Maschine mit einer Zykluszeit von 84 Sekunden pro Korb, wobei jeder Korb mehrere Wellen enthält. Enthält der Korb acht Teile, beträgt die äquivalente Zeit pro Teil 10,5 Sekunden – dadurch erscheint die Korbmaschine siebenmal schneller. Enthält der Korb jedoch nur eine große Welle, beträgt die äquivalente Zeit pro Teil 84 Sekunden, und die Rangfolge kehrt sich um. Der Inhalt des Korbs – nicht die Zykluszeit – entscheidet über das Ergebnis.

Wo die Tabelle stehen sollte

Der Vergleich gehört in die technische Spezifikation, nicht in eine Beschaffungs-Tabellenkalkulation, weil die Zahlen den Abnahmetest bestehen müssen. Eine Zykluszahl, die in einer Tabellenkalkulation vereinbart und dann bei der Inbetriebnahme neu verhandelt wird, ist schlimmer als gar keine Angabe, da die Maschine bereits aufgrund der falschen Annahme gebaut wurde. Dasselbe gilt für die damit verbundene Sauberkeitsangabe: Ein Zyklus und ein Milligramm-Limit, die gemeinsam festgelegt werden, können auch gemeinsam überprüft werden, während jede einzelne Angabe allein erfüllt werden kann, indem die andere geopfert wird.

Häufig gestellte Fragen

Warum nennen Lieferanten Preise pro Korb statt pro Teil?

Weil die Maschine tatsächlich einen Korb verarbeitet und weil die Anzahl der Teile pro Korb von der Kunden-Teilmischung abhängt. Die Preisangabe pro Korb ist ehrlich, solange die Korbkapazität angegeben ist.

Ist ein kürzerer Zyklus immer besser?

Nein. Ein Zyklus, der kurz ist, weil eine Stufe entfernt wurde, erfüllt das Sauberkeitskriterium nicht, und die dadurch entstehende Nacharbeit kostet mehr als die eingesparte Zeit. Die Zykluszeit ist eine Nebenbedingung, die nach Erreichen des Sauberkeitsziels erfüllt wird, nicht ein Ziel an sich.

Wie vergleiche ich einen 75-Sekunden-Teilezyklus mit einem 84-Sekunden-Korbzyklus?

Multiplizieren Sie den Teilezyklus mit dem jährlichen Volumen und teilen Sie den Korbzyklus vor der Multiplikation mit dem Volumen durch die Stückzahl pro Korb. Beide Werte reduzieren sich dann auf Maschinenstunden pro Jahr, was einen Vergleich ermöglicht.

Gehört die Handhabungszeit in den Zyklus?

Ja, falls die Kennzahl die Kapazität beschreiben soll. Eine reine Spülzeit ist nützlich zum Vergleich von Verfahren, aber nicht zum Vergleich von Maschinen; beide Arten sollten nicht in einer Tabelle gemischt werden.

Fazit

Die Zykluszeit ist eine Kennzahl mit einer zugehörigen Einheit, und die Einheit enthält die Hälfte der Information. Ein 36-Sekunden-Zyklus für zwei Köpfe und ein 36-Sekunden-Zyklus für einen Kopf beschreiben Maschinen, die sich um den Faktor zwei unterscheiden; die reine Zahl allein kann sie nicht unterscheiden.

Die Lösung ist keine standardisierte Einheit, die jedem Lieferanten vorgeschrieben wird, sondern ein erforderlicher Satz aus fünf Angaben: Einheit, Menge, Handhabung, Umrüstung und Erst-Durchlauf-Quote. Sobald diese Angaben auf der Seite stehen, ist die Berechnung trivial, und die Entscheidung hängt nicht mehr davon ab, welche Einheit jeweils der bevorzugte Lieferant angibt.