Zykluszeit: Definition, Berechnung & Unterschied zur Durchlaufzeit

Die Zykluszeit beschreibt die tatsächliche Bearbeitungsdauer eines einzelnen Produktionsschritts und dient als Schlüsselkennzahl zur Optimierung von Fertigungsprozessen. Sie unterscheidet sich grundlegend von der Durchlaufzeit, die neben der Bearbeitungszeit auch Warte- und Transportzeiten umfasst. Ebenso ist die Abgrenzung zur Taktzeit essenziell, da diese den idealen Produktionsrhythmus vorgibt.

Eine präzise Berechnung der Zykluszeit ermöglicht es Unternehmen, Engpässe zu identifizieren und gezielt zu beseitigen. Durch Maßnahmen wie Automatisierung, Reduzierung von Rüstzeiten und digitale Prozessüberwachung lassen sich Zykluszeiten verkürzen, wodurch Produktionskapazitäten gesteigert, Kosten gesenkt und Qualitätsstandards optimiert werden.

In diesem Artikel wird aufgezeigt, wie Zykluszeiten berechnet werden, welche Bedeutung die Produktionskennzahl in der industriellen Fertigung einnimmt und welche Maßnahmen die Bearbeitungsdauer in Produktionsprozessen verkürzen.

Die Zykluszeit (ZZ) bezeichnet die Bearbeitungsdauer eines einzelnen Produktionsschrittes und ist eine zentrale Kennzahl zur Optimierung industrieller Produktionsprozesse. Die Zykluszeit gibt an, wie lange ein Arbeitsschritt tatsächlich dauert – beispielsweise das Absacken eines Produkts in der Lebensmittelindustrie oder das Befüllen eines Kanisters in der chemischen Produktion.

Ein entscheidendes Merkmal der Zykluszeit ist, dass sie ausschließlich die aktive Bearbeitungszeit erfasst. Im Gegensatz zur Prozesszeit, die alle begleitenden Zeitanteile (z. B. Trocknungsphasen oder Wartezeiten) berücksichtigt, misst die Zykluszeit nur den Zeitraum, in dem ein Produkt aktiv bearbeitet wird. So kann etwa ein Lackierprozess in der Automobilindustrie eine Stunde dauern, weil das Bauteil während der Trocknungszeit im System verbleibt. Die eigentliche Lackierdauer eines einzelnen Teils beträgt jedoch nur wenige Minuten – genau diese Zeit wird als Zykluszeit erfasst.

Als zentrale Produktionskennzahl ermöglicht die Zykluszeit die Identifikation von Engpässen und nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten. Eine präzise Messung legt die Basis für Optimierungsmaßnahmen, wodurch Produktionszeiten verkürzt, Kosten gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig verbessert werden

Die Begriffe Zykluszeit und Durchlaufzeit werden häufig verwechselt, bezeichnen jedoch unterschiedliche Aspekte eines Produktionsprozesses. Während die Zykluszeit ausschließlich die aktive Bearbeitungsdauer eines einzelnen Produktionsschrittes misst, umfasst die Durchlaufzeit (DLZ) den gesamten Zeitraum von Produktionsbeginn bis Fertigstellung des Produkts.

Die Zykluszeit beschreibt die Zeitspanne, in der ein Werkstück aktiv bearbeitet wird – etwa das Abfüllen eines Kanisters oder das Verschweißen eines Sackes. Sie liefert eine direkte Aussage über die Geschwindigkeit eines bestimmten Arbeitsgangs und ist essenziell für die Optimierung einzelner Prozessschritte.

Die Durchlaufzeit dagegen erfasst alle relevanten Zeitanteile, die ein Produkt während der Fertigung durchläuft. Die Durchlaufzeit umfasst neben den aktiven Bearbeitungszeiten auch folgende Zeitanteile:

• Wartezeiten Verzögerungen durch Maschinenstillstände oder Materialengpässe
• Transportzeiten Innerbetriebliche Logistik zwischen den Stationen
• Liegezeiten Zeiträume, in denen das Produkt in Zwischenlagern auf den nächsten Prozessschritt wartet
• Rüstzeiten Zeitaufwand für Maschinenumstellungen und -einrichtungen

Ein Unternehmen aus der Chemiebranche befüllt Kanister mit Wasserstoffperoxid. Die Zykluszeit für das Befüllen eines einzelnen Kanisters beträgt 15 Sekunden.

Die Durchlaufzeit hingegen kann mehrere Stunden betragen, da die Kanister nach dem Abfüllen durch verschiedene Prüf-, Etikettierungs- und Verpackungsschritte laufen und dabei Transport- und Wartezeiten entstehen

Die klare Differenzierung zwischen Zykluszeit und Durchlaufzeit erlaubt eine gezielte Prozessoptimierung: Unternehmen, die ihre Produktionskapazität steigern möchten, müssen in erster Linie die Zykluszeit reduzieren.

Betriebe, die ihre Lieferzeiten verkürzen wollen, sollten hingegen an der gesamten Durchlaufzeit arbeiten, indem sie Warte- und Liegezeiten minimieren.

Die Zykluszeit und die Taktzeit (TT) sind zwei zentrale, aber unterschiedlich definierte Kennzahlen in der Produktionsplanung. Während die Zykluszeit die tatsächlich benötigte Zeit für einen einzelnen Produktionsschritt misst, gibt die Taktzeit den idealen Rhythmus vor, in dem Produkte gefertigt werden müssen, um die Kundennachfrage zu erfüllen.

Die Zykluszeit beschreibt den tatsächlichen Zeitaufwand für einen einzelnen Produktionsschritt – also den Zeitraum, in dem ein Produkt aktiv bearbeitet wird. Sie variiert je nach Prozessgestaltung, Maschineneffizienz und Produktionsbedingungen. Eine zu hohe Zykluszeit kann Engpässe verursachen und die gesamte Produktionsleistung limitieren.

Die Taktzeit wird als Soll-Wert berechnet und bestimmt den zeitlichen Rahmen, in dem ein Produkt fertiggestellt werden muss, um die Kundennachfrage zu bedienen. Sie ergibt sich aus der verfügbaren Produktionszeit pro Schicht oder Tag, geteilt durch die Anzahl der benötigten Einheiten:

Ein Hersteller für Lebensmittelverpackungen produziert täglich 8.000 Beutel Mehl.

• Die Taktzeit beträgt 30 Sekunden pro Beutel, da die Produktionszeit eines Arbeitstages 4.000 Minuten beträgt (8 Stunden × 60 Minuten × 2 Schichten) und durch die 8.000 Einheiten geteilt wird.
• Die Zykluszeit einer Abfüllmaschine beträgt jedoch 40 Sekunden pro Beutel, wodurch die Maschine nicht in der Lage ist, die geforderte Menge zu produzieren.

Dieses Beispiel zeigt eine negative Abweichung, die ein Produktionsengpass darstellt und zu einer verzögerten Lieferzeit führen kann.

Die Berechnung der Zykluszeit erfolgt durch eine direkte Messung des Zeitaufwands, der für einen bestimmten Produktionsschritt benötigt wird. Dabei wird die Zeitspanne zwischen dem Beginn und dem Ende eines einzelnen Arbeitsgangs erfasst. Diese Methode liefert präzise Daten über die tatsächliche Bearbeitungsdauer und bildet die Grundlage für Effizienzanalysen sowie Prozessoptimierungen.

Die grundlegendste Formel zur Ermittlung der Zykluszeit lautet:

Diese Berechnung gilt für einfache Produktionsprozesse, bei denen ein einzelner Arbeitsschritt isoliert betrachtet wird. In vielen industriellen Anwendungen bestehen Produktionsprozesse jedoch aus mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten. In solchen Fällen ergibt sich die Gesamtzykluszeit aus der Summe der Bearbeitungszeiten der einzelnen Prozessstufen:

Wichtig ist, dass bei dieser Berechnung ausschließlich die aktive Bearbeitungszeit berücksichtigt wird. Zeitanteile, die nicht direkt zur Wertschöpfung beitragen, wie Rüstzeiten, Wartezeiten oder Transportzeiten, werden in der Zykluszeit nicht erfasst. Diese nicht-wertschöpfenden Zeiten fallen stattdessen in die Berechnung der Durchlaufzeit.

Die exakte Erfassung der Zykluszeit ist essentiell für eine realistische Bewertung der Produktionsleistung. In der Praxis werden Zykluszeiten häufig durch direkte Messungen an Maschinen oder mithilfe von Produktionsmanagementsystemen (MES) erfasst. Besonders in automatisierten Produktionsprozessen ermöglichen solche Systeme eine lückenlose Dokumentation der Ist-Zykluszeiten und deren Vergleich mit den Soll-Vorgaben.

Die Ermittlung der Zykluszeit ist nicht nur eine theoretische Kennzahl, sondern ein wesentliches Werkzeug zur Identifikation von Optimierungspotenzialen. Eine zu lange Zykluszeit kann darauf hinweisen, dass einzelne Prozessschritte ineffizient sind oder dass Engpässe vorliegen. Durch gezielte Prozessanalysen lassen sich Schwachstellen identifizieren, sodass Anpassungen an den Arbeitsabläufen vorgenommen werden können, um die Produktionsgeschwindigkeit zu steigern.

Die Reduzierung der Zykluszeit führt nicht nur zu einer höheren Produktionsleistung, sondern stellt auch signifikante Kosteneinsparungen sicher. Beispielsweise können durch eine verbesserte Maschinenkonfiguration oder eine optimierte Aufgabenverteilung innerhalb eines Teams unnötige Bearbeitungszeiten eliminiert werden. Besonders in stark regulierten Branchen, wie der Chemie- oder Lebensmittelindustrie, ist eine exakte Berechnung der Zykluszeit entscheidend, um Produktionsprozesse stabil und wirtschaftlich zu gestalten.

Die Zykluszeit ist ein zentraler Indikator für die Effizienz einzelner Produktionsprozesse. Ein Soll-Ist-Vergleich ermöglicht es, Engpässe frühzeitig zu erkennen und gezielt zu beheben – was zu Kosteneinsparungen, höherer Flexibilität und stabilen Qualitätsstandards führt.

• Zu hohe Zykluszeit → Hinweis auf ineffiziente Prozesse, technische Einschränkungen oder suboptimale Abläufe.
• Zu niedrige Zykluszeit → Risiko für Qualitätsprobleme oder unzureichende Prozesskontrollen.

Durch gezielte Anpassungen an Maschinen, Arbeitsabläufen oder Personalstrukturen steuern Unternehmen ihre Produktion effizienter und beheben Engpässe effektiver.

Eine optimierte Zykluszeit hat direkte Auswirkungen auf die Produktionskosten. Durch die Reduzierung nicht-wertschöpfender Tätigkeiten wie Warte- oder Rüstzeiten lassen sich Kosteneinsparungen realisieren:

• Höhere Maschinenauslastung durch schnellere Produktionsschritte
• Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit durch stabile Prozesszeiten
• Senkung der Betriebskosten durch geringeren Energie- und Materialverbrauch

Unternehmen, die ihre Zykluszeiten kontinuierlich überwachen und optimieren, erzielen eine nachhaltige Senkung der Produktionskosten bei gleichzeitig verbesserter Qualität.

In Branchen mit hoher Produktvielfalt oder kurzen Produktlebenszyklen ist eine schnelle Anpassung an die Nachfrage entscheidend. Eine reduzierte Zykluszeit ermöglicht es:

• Schneller auf Kundenwünsche zu reagieren
• Produktionskapazitäten flexibel anzupassen
• Lieferzeiten zu verkürzen und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern

Dies ist insbesondere für Unternehmen in der Chemie-, Petrochemie- und Lebensmittelindustrie relevant, wo Produktionsprozesse stabil, effizient und gleichzeitig flexibel sein müssen.

Eine optimierte Zykluszeit sichert auch eine Verbesserung der Produktqualität, denn:

• Kürzere Maschinenlaufzeiten verringern den Verschleiß und senken das Ausfallrisiko
• Geringere Prozessschwankungen minimieren Ausschuss und Reklamationen
• Stabile Prozesssteuerung sorgt für gleichbleibend hohe Produktstandards

Gerade in der Lebensmittel- und Chemieproduktion ist eine gleichmäßige, präzise gesteuerte Zykluszeit entscheidend für Produktsicherheit und Qualitätskonstanz.

Die Reduzierung der Zykluszeit ist ein zentraler Hebel zur Steigerung der Produktionseffizienz. Um die Bearbeitungszeit pro Einheit zu senken, müssen nicht-wertschöpfende Tätigkeiten eliminiert, Prozesse optimiert und technologische Lösungen gezielt eingesetzt werden. Die folgenden Maßnahmen helfen dabei, die Zykluszeit nachhaltig zu verkürzen.

Viele Verzögerungen entstehen durch Tätigkeiten, die keinen direkten Mehrwert für das Produkt bieten. Eine detaillierte Analyse der Produktionsschritte zeigt, wo Optimierungspotenzial besteht.

Typische Ursachen für zu lange Zykluszeiten:

• Wartezeiten durch Materialengpässe oder Maschinenstillstände
• Unnötige Bewegungen von Bedienern oder Maschinen, die keinen direkten Bearbeitungszweck haben
• Manuelle Eingriffe, die durch Automatisierung ersetzt werden könnten

Lösungsansätze:

• Optimierung der Materiallogistik, um Engpässe zu vermeiden
• Reorganisation von Arbeitsplätzen, um überflüssige Bewegungen zu reduzieren
• Einsatz von Automatisierungstechnologien, um manuelle Prozesse zu beschleunigen

Rüstzeiten tragen nicht direkt zur Wertschöpfung bei, beeinflussen aber die Zykluszeit erheblich. Eine Verkürzung dieser Zeiten steigert die Produktionsleistung, insbesondere bei häufigen Produktwechseln.

Effektive Maßnahmen zur Rüstzeitreduzierung:

• Parallelisierung von Rüstprozessen, sodass Maschinenlaufzeiten nicht unterbrochen werden
• Einsatz von Schnellwechsel-Systemen für Werkzeuge und Komponenten
• Standardisierung von Abläufen zur Minimierung von Umrüstfehlern

Durch den gezielten Einsatz moderner Technologien lassen sich Zykluszeiten erheblich verkürzen. Automatisierte Lösungen sorgen für gleichmäßige, berechenbare Bearbeitungszeiten und eliminieren Engpässe.

Möglichkeiten der Automatisierung:

• Roboter-gestützte Handhabungssysteme, die Arbeitsabläufe beschleunigen
• Automatische Kontrollsysteme, die fehlerhafte Produkte frühzeitig aussortieren
• Datenbasierte Prozessoptimierung, indem Maschinen- und Sensordaten genutzt werden, um Ineffizienzen aufzudecken

Ein weiteres Schlüsselelement zur Zykluszeitreduktion ist die kontinuierliche Überwachung der Produktionsprozesse. Moderne Manufacturing Execution Systems (MES) ermöglichen eine detaillierte Analyse der Ist-Zykluszeiten.

Vorteile digitaler Überwachung:

• Frühzeitige Erkennung von Abweichungen, um Stillstände zu minimieren
• Datenbasierte Identifikation von Engpässen in der Produktion
• Schnelle Anpassung von Maschinenparametern, um Zykluszeiten zu optimieren