Prozessorientierte Kennzahlen in der Produktion: zeitbezogene & kostenbezogene Kennzahlen, Qualitäts- und Leistungskennzahlen

Die effiziente Steuerung moderner Produktionsprozesse erfordert eine fundierte Analyse und kontinuierliche Überwachung relevanter Kennzahlen. In Branchen wie der Chemie-, Petrochemie- und Lebensmittelindustrie bilden zeitbezogene, kostenbezogene, Qualitäts- und Leistungskennzahlen das Rückgrat einer zielorientierten Prozessverbesserung.

Wissenschaftliche Ansätze und praxisnahe Konzepte verdeutlichen, dass eine systematische Datenerfassung und -auswertung die Basis dafür bildet, Schwachstellen im Produktionsablauf frühzeitig zu identifizieren und gezielt Maßnahmen einzuleiten.

Ein zentrales Ergebnis dieser Betrachtungen ist, dass die isolierte Optimierung einzelner Prozesse häufig zu negativen Wechselwirkungen in vor- und nachgelagerten Bereichen führt. Stattdessen muss stets der Gesamteffekt betrachtet werden.

Kennzahlen wie Overall Equipment Effectiveness (OEE) spielen dabei eine zentrale Rolle. Mit ihrer Hilfe lassen sich nicht nur Stillstandzeiten und Qualitätsverluste reduzieren, sondern auch die Gesamteffizienz und Flexibilität der Fertigung nachhaltig verbessern.

Im weiteren Verlauf des Artikels werden die wichtigsten Produktionskennzahlen erläutert.

Produktionskennzahlen sind quantitative Größen, die den Zustand und die Leistungsfähigkeit von Fertigungsprozessen abbilden. Sie bieten eine objektive Grundlage zur Analyse einzelner Prozessschritte und des Gesamtprozesses, wodurch Verbesserungspotenziale identifiziert und gezielte Optimierungsmaßnahmen abgeleitet werden können.

Produktionskennzahlen lassen sich grundsätzlich in folgende Kategorien unterteilen:

• Zeitbezogene Kennzahlen:
  Diese messen Durchlaufzeiten, Zykluszeiten oder Taktzeiten und geben Aufschluss darüber, wie schnell und effizient Produktionsprozesse ablaufen. Eine präzise Erfassung der Ist-Zeiten ist unerlässlich, um Abweichungen von den Soll-Zeiten zu erkennen und Prozesse anzupassen.
• Kostenbezogene Kennzahlen:
  Sie fokussieren auf den wirtschaftlichen Aspekt der Produktion, indem sie beispielsweise Stückkosten, Betriebskosten und den Ressourceneinsatz erfassen. Durch den Vergleich von Kosten und erzielten Leistungen lassen sich Effizienzsteigerungen und Einsparpotenziale konkret beziffern.
• Qualitätskennzahlen:
  Ein zentraler Indikator ist der Qualitätsgrad, der den Anteil fehlerfreier Produkte im Verhältnis zur Gesamtproduktion darstellt. Qualitätskennzahlen helfen, Fehlerquellen und Qualitätsverluste zu identifizieren, wodurch Maßnahmen zur Fehlervermeidung und -früherkennung gezielt umgesetzt werden können.
• Leistungskennzahlen:
  Ein wesentlicher Leistungsindikator ist beispielsweise der Overall Equipment Effectiveness (OEE), der sich aus dem Verfügbarkeits-, Leistungs- und Qualitätsgrad zusammensetzt. Der OEE bietet eine ganzheitliche Bewertung der Maschinen- und Anlagenproduktivität.

Produktions-KPIs (Key Performance Indicators) sind essenzielle Schlüsselmessgrößen, die den Zustand und die Leistungsfähigkeit von Fertigungsprozessen quantifizieren. Sie liefern eine objektive, kontinuierliche Bewertung relevanter Bereiche, sodass Verantwortliche Engpässe, Verschwendungen und Verbesserungspotenziale systematisch identifizieren können.

Die Integration von Produktions-KPIs in das operative Controlling schafft eine transparente und messbare Grundlage, auf der Prozessverbesserungen systematisch umgesetzt werden können. Dies fördert nicht nur die Steigerung der Fertigungsflexibilität, sondern auch die Reduzierung von Stillstandzeiten und Qualitätsverlusten – wesentliche Faktoren zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit.

Wesentliche Merkmale von Produktions-KPIs sind:

• Messbarkeit: KPIs beruhen auf präzise erfassten Daten, etwa Taktzeiten, Durchlaufzeiten, Rüstzeiten oder Qualitätsraten. So veranschaulicht beispielsweise die Zusammenführung verschiedener Kennzahlen in einem KPI – wie im Fall des OEE – wie unterschiedliche Produktionsaspekte in einer aussagekräftigen Kennzahl gebündelt werden können.
• Relevanz: Die ausgewählten Kennzahlen decken zentrale Produktionsaspekte ab – von zeitlichen Parametern über Kosten- bis hin zu Qualitäts- und Leistungsindikatoren. Sie sind so konzipiert, dass sie unmittelbar an die strategischen Ziele und operativen Prozesse gekoppelt sind.
• Transparenz: Durch den systematischen Einsatz von KPIs wird der Produktionsprozess klar strukturiert. Eine kontinuierliche Datenerfassung und -auswertung ermöglicht es, Abweichungen frühzeitig zu erkennen und zielgerichtete Maßnahmen einzuleiten.
• Zielorientierung: KPIs dienen als Basis für konkrete Zielvorgaben und als Messlatte für den Erfolg von Optimierungsmaßnahmen. Sie unterstützen eine datenbasierte Entscheidungsfindung und tragen dazu bei, den Gesamtprozess effizienter zu gestalten.

Produzierende Unternehmen erfassen eine Vielzahl von Kennzahlen, die sämtliche Aspekte des Produktionsprozesses – von Takt- und Durchlaufzeiten über Qualitäts- bis hin zu Kostenparametern – quantitativ abbilden. Nicht jede dieser Kennzahlen trägt jedoch unmittelbar zur Steuerung des Unternehmens bei. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass:

Kennzahlen als Basisdaten eine umfassende Darstellung der Prozessleistung liefern. Sie erfassen Detailinformationen, die den Ist-Zustand dokumentieren, aber häufig eine unübersichtliche Datenflut erzeugen.

KPIs gezielt ausgewählte Schlüsselmessgrößen sind, die direkt an die strategischen und operativen Ziele des Unternehmens gekoppelt sind. Sie dienen als fokussierte Steuerungsinstrumente, mit denen der Erfolg von Optimierungsmaßnahmen präzise gemessen und gesteuert werden kann.

Die zentralen Produktionskennzahlen lassen sich in vier wesentliche Kategorien einteilen, die zusammen ein umfassendes Bild der Prozessleistung liefern und damit Grundlage sind, um Maßnahmen zur Erreichung der perfekten Produktion zu erarbeiten und umzusetzen.

Produktionskennzahlen lassen sich in folgende vier Kategorien unterteilen:

1. Zeitbezogene Kennzahlen:

• Taktzeit: Misst den Rhythmus, in dem ein Produkt fertiggestellt wird, und bestimmt damit die Produktionsgeschwindigkeit
• Zykluszeit: Erfasst die Bearbeitungsdauer eines einzelnen Arbeitsschrittes
• Durchlaufzeit: Umfasst die gesamte Zeit, die ein Produkt vom Produktionsstart bis zur Fertigstellung benötigt – inklusive aller Warte- und Liegezeiten

2. Kostenbezogene Kennzahlen:

• Stückkosten: Zeigen die Kosten pro produzierter Einheit und helfen, wirtschaftliche Effizienz zu beurteilen
• Betriebskosten: Erfassen den gesamten Ressourceneinsatz und dienen der Identifikation von Einsparpotenzialen

3. Qualitätskennzahlen:

• Qualitätsgrad: Gibt das Verhältnis fehlerfreier Produkte zur Gesamtproduktion an und bildet einen zentralen Indikator für die Produktqualität
• Ausschuss- und Nacharbeitsquoten: Erfassen die Menge der fehlerhaften Produkte, um Ursachen für Qualitätsverluste systematisch zu identifizieren und zu beheben

4. Leistungskennzahlen:

• Overall Equipment Effectiveness (OEE): Dieser Index fasst den Verfügbarkeitsgrad, den Leistungsgrad und den Qualitätsgrad zu einer einzigen, aussagekräftigen Kennzahl zusammen. Der OEE-Index ermöglicht es, Engpässe und Ineffizienzen in der Produktion schnell zu erkennen
• Prozesswirkungsgrad (PWG): Misst den Anteil der wertschöpfenden Zeit an der gesamten Durchlaufzeit und gibt so Aufschluss über die Effektivität der Prozesskette
• Lean Performance Index (LPI): Kombiniert verschiedene prozessorientierte Kennzahlen, um eine ganzheitliche Bewertung der Produktionsleistung zu ermöglichen

Die Taktzeit ist eine zentrale Kennzahl in der Produktionssteuerung, die den idealen Rhythmus vorgibt, mit dem ein Produkt fertiggestellt werden muss, um den Kundenbedarf optimal zu bedienen. Sie wird berechnet, indem die verfügbare Produktionszeit durch die Kundennachfrage dividiert wird. Dieser Sollwert dient als Maßstab, an dem sich alle Produktionsschritte orientieren.

Die Einhaltung der Taktzeit ist essenziell, um einen reibungslosen Produktionsfluss sicherzustellen. Ist die tatsächliche Taktzeit (Ist-Taktzeit) von der Soll-Taktzeit abweichend, können sich Probleme wie Bestandsaufbau, verlängerte Durchlaufzeiten oder ineffiziente Ressourcennutzung manifestieren. Eine zu lange Taktzeit führt häufig zu Verzögerungen im Gesamtprozess, während eine zu kurze Taktzeit auf Überlastungen einzelner Prozessschritte hindeuten kann.

Zur Überwachung der Taktzeit werden häufig Taktzeitdiagramme eingesetzt. Diese visualisieren die Ist-Zeiten der einzelnen Produktionsschritte und ermöglichen es, Abweichungen frühzeitig zu erkennen. Durch den Vergleich der Ist-Taktzeit mit dem Sollwert können Engpässe oder Verzögerungen identifiziert werden. Daraus lassen sich gezielte Maßnahmen ableiten, um die Prozesse zu optimieren – etwa durch die Eliminierung nicht wertschöpfender Tätigkeiten oder die Umstrukturierung von Arbeitsabläufen.

Die systemgestützte, kontinuierliche Erfassung der Taktzeit ist dabei ein entscheidender Erfolgsfaktor. Nur durch eine hohe Datenqualität und zeitnahe Auswertung lassen sich kurzfristig Anpassungen vornehmen, die letztlich zur Steigerung der Produktionseffizienz und Flexibilität beitragen.

Die Zykluszeit beschreibt die tatsächliche Zeitspanne, die ein einzelner Produktionsschritt benötigt, um abgeschlossen zu werden. Sie erfasst den kompletten Ablauf eines Arbeitszyklus – von der Initiierung eines Prozesses bis zum fertigen Arbeitsergebnis – und umfasst dabei sämtliche Bearbeitungsschritte, inklusive eventueller Rüst- oder Umrüstzeiten.

Im Unterschied zur Taktzeit, die einen idealisierten Sollwert zur Steuerung des Produktionsflusses vorgibt, spiegelt die Ist-Zykluszeit den realen Zeitaufwand eines Prozesses wider. Abweichungen zwischen der Soll-Taktzeit und der gemessenen Zykluszeit können auf Ineffizienzen oder Engpässe in einem bestimmten Arbeitsgang hinweisen. Eine zu lange Zykluszeit signalisiert dabei, dass die Bearbeitung eines Arbeitsschrittes langsamer erfolgt als geplant, was sich negativ auf den Gesamtprozess und die Lieferzeiten auswirken kann.

Zur Analyse und Optimierung der Prozesse werden zykluszeitbasierte Diagramme eingesetzt. Diese Diagramme visualisieren die einzelnen Zeitabschnitte eines Produktionsschrittes und ermöglichen so, Abweichungen frühzeitig zu erkennen. Auf Basis dieser Daten können gezielte Maßnahmen entwickelt werden, um nicht wertschöpfende Tätigkeiten zu reduzieren und die Abläufe zu straffen.

Die kontinuierliche, systemgestützte Erfassung der Zykluszeiten ist essenziell, um eine hohe Datenqualität zu gewährleisten. Nur durch eine zeitnahe Auswertung können Engpässe identifiziert und operative Anpassungen schnell umgesetzt werden – ein entscheidender Faktor zur Steigerung der Produktionseffizienz und Flexibilität.

Die Durchlaufzeit beschreibt den Gesamtzeitraum, der benötigt wird, um ein Produkt vom Beginn der Produktion bis zur Fertigstellung zu bringen. Sie umfasst nicht nur die reine Bearbeitungszeit, sondern auch alle Zwischenzeiten – etwa Warte-, Liege- und Umrüstzeiten – die in den verschiedenen Prozessschritten anfallen.

Im Unterschied zur Takt- oder Zykluszeit, die einzelne Arbeitsgänge fokussieren, bietet die Durchlaufzeit einen umfassenden Überblick über den gesamten Produktionsablauf. Eine verkürzte Durchlaufzeit wirkt sich positiv auf die Flexibilität und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens aus, da sie zu kürzeren Lieferzeiten und einer geringeren Kapitalbindung führt.

Die Erfassung der Durchlaufzeit erfolgt häufig über systemgestützte Methoden, beispielsweise durch den Einsatz moderner MES-Systeme oder Wertstromanalysen. Durch die detaillierte Betrachtung aller Prozessschritte können Engpässe identifiziert und Optimierungspotenziale aufgedeckt werden. Ziel ist es, nicht wertschöpfende Zeiten zu minimieren und eine nahtlose Synchronisierung der Produktionsschritte zu erreichen.

In der Praxis ermöglicht die kontinuierliche Analyse der Durchlaufzeit eine schnelle Reaktion auf Abweichungen vom Soll-Zustand. So lassen sich gezielt Maßnahmen zur Reduzierung von Wartezeiten und zur Verbesserung der Prozessstabilität implementieren, was letztlich die gesamte Fertigungseffizienz nachhaltig steigert.

Stückkosten sind ein zentraler Indikator für die wirtschaftliche Effizienz in der Produktion. Sie geben an, welche Kosten für die Herstellung einer einzelnen Einheit anfallen, indem sämtliche Aufwendungen – etwa Material-, Lohn-, Energie- und Gemeinkosten – auf die produzierte Menge verteilt werden. Dadurch entsteht ein klares Bild darüber, ob Produktionsprozesse kosteneffizient gestaltet sind.

Die kontinuierliche Analyse der Stückkosten ermöglicht es, Abweichungen zwischen den geplanten und den tatsächlichen Kosten frühzeitig zu erkennen. Erhöhte Stückkosten können auf ineffiziente Abläufe oder einen unverhältnismäßig hohen Ressourceneinsatz in bestimmten Prozessschritten hinweisen. Hieraus lassen sich gezielt Optimierungsmaßnahmen ableiten, wie beispielsweise die Reduktion von Rüstzeiten, eine verbesserte Materialnutzung oder eine Optimierung des Personal- und Energieeinsatzes.

Darüber hinaus dienen Stückkosten als Basis für strategische Entscheidungen. Durch den Vergleich über verschiedene Zeiträume hinweg können Unternehmen Trends erkennen, die Wettbewerbsfähigkeit bewerten und Anpassungen in der Preisgestaltung sowie Investitionsentscheidungen fundiert treffen. Insgesamt tragen die regelmäßige Erfassung und Auswertung der Stückkosten dazu bei, die Produktion wirtschaftlich zu steuern und langfristig nachhaltige Verbesserungen zu erzielen.

Betriebskosten umfassen sämtliche laufenden Aufwendungen, die zur Aufrechterhaltung und Steuerung der Produktionsprozesse notwendig sind. Sie setzen sich aus direkten und indirekten Kosten zusammen, die über den reinen Materialverbrauch hinausgehen. Zu den direkten Kosten zählen beispielsweise Energiekosten und spezifische Betriebsmittel, während indirekte Kosten oft in Form von Personal-, Instandhaltungs- und Verwaltungskosten anfallen.

Die kontinuierliche Erfassung und Analyse der Betriebskosten ermöglicht es, den Ressourceneinsatz kritisch zu hinterfragen und ineffiziente Strukturen zu identifizieren. Abweichungen zwischen geplanten und tatsächlich anfallenden Kosten liefern wichtige Hinweise darauf, wo Optimierungspotenziale liegen. So können gezielt Maßnahmen eingeleitet werden, um unnötige Ausgaben zu reduzieren und die Kosteneffizienz zu steigern.

Zudem bilden die Betriebskosten eine wichtige Grundlage für strategische Entscheidungen. Unternehmen nutzen diese Kennzahl, um Investitionsentscheidungen zu begründen und die Wirtschaftlichkeit einzelner Produktionsbereiche zu bewerten. Eine präzise Kostenkontrolle trägt somit maßgeblich zur langfristigen Wettbewerbsfähigkeit bei.

Insgesamt unterstützt die systematische Analyse der Betriebskosten die zielgerichtete Prozessverbesserung, indem sie Transparenz über die Kostentreiber schafft und es ermöglicht, nachhaltige Einsparungen zu realisieren.

Der Qualitätsgrad gibt an, wie hoch der Anteil fehlerfreier Produkte an der Gesamtproduktion ist. Er zählt zu den zentralen Kennzahlen im Produktionsprozess, da er direkt die Stabilität und Effektivität der Fertigungsabläufe widerspiegelt und als wesentlicher Bestandteil des Overall Equipment Effectiveness (OEE)-Index herangezogen wird.

Ein hoher Qualitätsgrad signalisiert, dass der überwiegende Teil der produzierten Einheiten den vorgegebenen Qualitätsstandards entspricht, während ein niedriger Qualitätsgrad auf häufige Abweichungen, wie Ausschuss oder notwendigen Nacharbeiten, hinweist. Solche Qualitätsverluste können nicht nur zu höheren Fehlerkosten führen, sondern auch den Ressourceneinsatz, beispielsweise in der Nachbearbeitung und im Personalbereich, unnötig steigern.

Um den Qualitätsgrad zu optimieren, ist eine systematische und kontinuierliche Datenerfassung unabdingbar. Automatisierte Qualitätsprüfungen, Werkerselbstprüfungen und statistische Prozessregelungen (SPC) ermöglichen es, Abweichungen frühzeitig zu erkennen und gezielt Maßnahmen zur Fehlervermeidung einzuleiten. Techniken wie Poka Yoke tragen dazu bei, fehlerhafte Prozesse von vornherein zu unterbinden und somit den Qualitätsgrad nachhaltig zu verbessern.

Durch den regelmäßigen Vergleich von Ist- und Soll-Werten können Unternehmen Schwachstellen in ihren Prozessen identifizieren und gezielt optimieren – von der Anlaufphase bis zur kontinuierlichen Produktion. Somit bildet der Qualitätsgrad nicht nur die Grundlage für eine hohe Produktqualität, sondern auch für eine effiziente und wirtschaftliche Produktionssteuerung.

Ausschuss- und Nachbearbeitungsquoten erfassen den Anteil der produzierten Einheiten, die aufgrund von Qualitätsmängeln nicht den Spezifikationen entsprechen. Dabei werden zwei wesentliche Bereiche unterschieden: Der Ausschuss umfasst fehlerhafte Produkte, die nicht weiterverwendet werden können und direkt als Verlust gelten, während die Nachbearbeitung jene Teile bezeichnet, die zwar fehlerhaft produziert wurden, jedoch durch gezielte Korrekturmaßnahmen wieder in den Produktionsfluss zurückgeführt werden können.

Die Ermittlung dieser Quotienten erfolgt in der Regel durch den Vergleich der fehlerhaften Einheiten (sei es als Ausschuss oder als nachgearbeitete Produkte) mit der Gesamtproduktionsmenge. Diese Kennzahlen bieten einen klaren Hinweis auf die Prozessstabilität und die Effektivität der Qualitätssicherungsmaßnahmen. Ein hoher Ausschussanteil weist oft auf systematische Probleme hin, die nicht nur zu erhöhten Fehlerkosten führen, sondern auch den Ressourceneinsatz – beispielsweise in Form von zusätzlichem Materialverbrauch, verlängerten Produktionszeiten und einem gesteigerten Personaleinsatz in der Nachbearbeitung – erheblich belasten.

Die kontinuierliche Analyse der Ausschuss- und Nachbearbeitungsquoten ist daher entscheidend, um Ursachen für Qualitätsverluste zu identifizieren und gezielt zu beheben. Maßnahmen zur Reduktion dieser Kennzahlen umfassen beispielsweise Fehlerfrüherkennung, Prozessoptimierung und Mitarbeiterschulungen.

Overall Equipment Effectiveness (OEE) ist eine zentrale Kennzahl, die den Grad der Wertschöpfung in Produktionsprozessen quantitativ abbildet. Sie fasst drei wesentliche Komponenten zusammen:

• Verfügbarkeitsgrad: Misst den Anteil der geplanten Produktionszeit, in der die Maschine oder Anlage tatsächlich in Betrieb war. Hier fließen Faktoren wie ungeplante Stillstände und Rüstverluste ein.
• Leistungsgrad: Vergleicht die tatsächliche Produktionsgeschwindigkeit mit der idealen Taktzeit. Er zeigt, inwieweit die Maschinen und Anlagen ihr volles Potenzial ausschöpfen, und macht kurze Stillstände oder ineffiziente Abläufe sichtbar.
• Qualitätsgrad: Ermittelt das Verhältnis der fehlerfreien Produkte zur Gesamtproduktion. Qualitätsverluste, wie Anfahrverluste oder Nacharbeitsprozesse, mindern diesen Wert und deuten auf Schwachstellen in der Fertigungsqualität hin.

Die Kombination dieser drei Faktoren ergibt die OEE-Formel:

OEE = Verfügbarkeitsgrad × Leistungsgrad × Qualitätsgrad

Ein OEE-Wert von 100 % würde einen idealen, störungsfreien Produktionsprozess bedeuten – ein Ziel, das in der Praxis selten erreicht wird. Stattdessen hilft ein kontinuierlich erfasster OEE dabei, spezifische Verluste zu identifizieren und gezielte Maßnahmen einzuleiten.

Unternehmen können dadurch technische und organisatorische Schwachstellen aufdecken, um beispielsweise Stillstandzeiten zu minimieren, die Produktionsgeschwindigkeit zu optimieren und die Produktqualität zu steigern.

Der Lean Performance Index (LPI) ist eine integrative Kennzahl, die zwei wesentliche Prozessindikatoren – den Overall Equipment Effectiveness (OEE) und den Prozesswirkungsgrad (PWG) – kombiniert, um die Gesamtleistung eines Produktionsprozesses ganzheitlich zu bewerten. Diese Zusammenführung ermöglicht es, sowohl die technischen als auch die organisatorischen Aspekte der Fertigung zu berücksichtigen.