Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2

Optimierung und Qualitätssicherung

Anlagen optimieren mit OEE, Pareto, SMED, Engpassanalyse und Energieeinsparung: Formeln, Merksätze und typische Fehler kompakt erklärt.

26 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Die Gesamtanlageneffektivität OEE fasst drei Verluste zusammen: Verfügbarkeit (Stillstände), Leistungsgrad (zu langsam, Kurzstopps) und Qualitätsrate (Ausschuss, Nacharbeit). Sie ist das Produkt der drei Faktoren. Schon drei gute Einzelwerte ergeben eine deutlich kleinere OEE.

Mit der Pareto-Analyse findest du die wenigen Ursachen, die den größten Teil der Stillstände verursachen. Du sammelst die Störungen, sortierst sie absteigend nach Häufigkeit oder Dauer, bildest die Summenkurve und arbeitest die vorderen Ursachen zuerst ab. Danach prüfst du die Wirkung nach dem PDCA-Kreis mit einem Vorher-Nachher-Vergleich über einen vergleichbaren Zeitraum.

Bei verketteten Linien ohne Puffer bestimmt die langsamste Station den Takt. Optimieren lohnt sich zuerst am Engpass, Verbesserungen an anderen Stationen bringen keine höhere Ausbringung. Die SMED-Methode verkürzt Rüstzeiten, indem du internes Rüsten bei stehender Maschine so weit wie möglich in externes Rüsten bei laufender Maschine verlagerst.

Energie sparst du bei Antrieben durch Drehzahlregelung statt Drosselung, effizientere Motoren, Abschalten im Stillstand und Rückspeisung. Druckluft ist teuer, Leckagen beseitigen bringt oft schnell viel.

Das solltest du dir merken

OEE ist Verfügbarkeit mal Leistungsgrad mal Qualitätsrate.
Pareto heißt, die wenigen großen Ursachen zuerst angehen.
Der Engpass bestimmt die Ausbringung einer verketteten Linie.
SMED verlagert Rüstarbeiten von intern nach extern.
Wirtschaftlich ist die Instandhaltung, bei der Instandhaltungs- und Ausfallkosten zusammen am kleinsten sind.

Formeln

Gesamtanlageneffektivität: $O E E = V \cdot L \cdot Q$; $V$ Verfügbarkeit, $L$ Leistungsgrad, $Q$ Qualitätsrate, jeweils als Dezimalzahl oder in %
Ausbringung einer verketteten Linie: $n = \frac{t}{t _{max}}$; $n$ Stückzahl, $t$ verfügbare Zeit, $t_{max}$ längste Stationszeit (Engpass) in derselben Einheit
Energiekosten: $K = P \cdot t \cdot k$; $K$ Kosten in €, $P$ Leistung in kW, $t$ Betriebszeit in h, $k$ Arbeitspreis in €/kWh

Typische Fehler in der Prüfung

OEE als Mittelwert statt als Produkt der drei Faktoren gerechnet.
Taktzeit einer verketteten Linie aus der Summe oder dem Mittel der Stationszeiten bestimmt.
Bei Pareto nach Häufigkeit sortiert, obwohl die Aufgabe nach Stillstandsdauer fragt.
Vorher-Nachher-Vergleich über unterschiedlich lange Zeiträume ohne Umrechnung.

Tipps aus der Werkstatt

Pareto sortiert Ursachen nach Häufigkeit und zeigt, dass wenige Ursachen den Großteil der Störungen machen. Das Ishikawa-Diagramm sammelt dann zu einer Ursache die 6 M: Mensch, Maschine, Material, Methode, Mitwelt (Umgebung), Messung.
Taktzeit verkürzen heißt nie, Sicherheitsfunktionen auszuhebeln. Zulässig sind parallele Abläufe in der Schrittkette, kürzere Verfahrwege, schnellere Rampen innerhalb der Grenzen und das Vermeiden von Wartezeiten. Begründe in der Prüfung jede Maßnahme mit ihrer Wirkung.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

26 Aufgaben zu „Optimierung und Qualitätssicherung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Automatisierungstechnik (2003 i. d. F. 2018), Lernfeld 11; DIN EN ISO 9001 (kontinuierliche Verbesserung). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.