Auslastungsoptimierung

In der Welt der Verpackungen spielt Wellpappe eine wesentliche Rolle. Sie ist ein effizientes und flexibles Material, das unter anderem aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit an verschiedene Produktformen geschätzt wird. Eine wichtige Herausforderung im Umgang mit diesem Material ist jedoch die Auslastungsoptimierung. Die Effizienzsteigerung in der Produktion und Verwendung von Wellpappe kann einen signifikanten Einfluss auf die Rentabilität eines Unternehmens haben.

Auslastungsoptimierung bedeutet in diesem Kontext, die gesamte Prozesskette – von der Materialbereitstellung über die Rüstvorgänge und den Lauf der Wellpappenanlage bis hin zur Weiterverarbeitung – so auszurichten, dass Durchsatz, Qualität und Termintreue im Gleichgewicht stehen. Ziel ist ein stabiler, planbarer Materialfluss mit minimalen Stillständen, reduzierter Makulatur und gleichbleibenden Produkteigenschaften bei unterschiedlichen Formaten und Auflagenhöhen.

Definition: Was versteht man unter Auslastungsoptimierung?

Die Auslastungsoptimierung bezieht sich auf Prozesse und Methodiken, die darauf abzielen, die Effizienz eines Systems zu verbessern und maximale Leistung zu erzielen. In Bezug auf die Wellpappenproduktion bedeutet dies die effektive Nutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen, um sowohl die Produktionskapazität als auch die Qualität der Produkte zu gewährleisten. Dies kann durch Technologie, Arbeitsorganisation und -planung sowie durch strategische Prozessänderungen erreicht werden. In der Praxis umfasst dies eine robuste Kapazitätsplanung, die Synchronisierung von Auftragspaketen mit Papierqualitäten und Wellenprofilen sowie die konstante Überwachung kritischer Prozessparameter wie Temperatur, Feuchte und Leimauftrag.

Begrifflich umfasst Auslastung sowohl die zeitliche Nutzung von Anlagen (Kapazitätsbelegung) als auch die wertschöpfende Nutzung (Output pro Zeiteinheit bei definierter Qualität). Kennzahlen wie Overall Equipment Effectiveness (OEE), technische Verfügbarkeit, Leistungsgrad, Qualitätsrate, Rüstzeitanteil, Makulaturquote und Durchlaufzeit bilden die Grundlage, um Potenziale zu erkennen und Maßnahmen gezielt zu steuern. Ergänzend werden TEEP, FPY (First Pass Yield), Auftragsdurchsatz, OTIF (On Time In Full) und Energieverbrauch pro Quadratmeter herangezogen, um sowohl Qualität als auch Liefertreue und Ressourceneinsatz ganzheitlich zu bewerten.

• Zielgrößen: stabiler Durchsatz, geringe Variabilität, kurze Umrüstzeiten, geringe Ausschuss- und Nacharbeitsquoten, termingerechte Auftragsabwicklung
• Ressourcenbezug: Anlagen, Werkzeuge, Personal, Energie, Materialfluss und Intralogistik
• Methodenbezug: kontinuierliche Verbesserung (KVP), standardisierte Arbeit, visuelles Management, Engpassorientierung

Abgrenzung: Auslastung, Effizienz und Effektivität

Auslastung beschreibt die Nutzung vorhandener Kapazität. Effizienz bewertet den Ressourceneinsatz im Verhältnis zum erzielten Output, während Effektivität die Zielerreichung betrachtet. Eine hohe Auslastung ohne ausreichende Qualität oder Termintreue ist nicht zielführend; entscheidend ist die Kombination aus belastbarer Kapazitätsplanung, stabilen Prozessen und verlässlichen Qualitätsstandards. Für die Wellpappenfertigung heißt dies: Kapazität darf nicht zulasten der Rill- und Ritzqualität, der Planlage oder der Klebefestigkeit ausgereizt werden; die Prozessfenster müssen so gesetzt sein, dass Geschwindigkeit, Qualität und Materialeinsatz in einem belastbaren Gleichgewicht bleiben.

Praktische Anwendung von Auslastungsoptimierung in der Wellpappenindustrie

Die praktische Anwendung der Auslastungsoptimierung in der Wellpappenindustrie beinhaltet eine Reihe von Techniken und Strategien. So werden etwa modernste Technologien wie intelligente Maschinen und Automatisierung eingesetzt, um die Produktivität zu steigern und Fehler zu minimieren. Ebenso kann die kontinuierliche Schulung und Weiterbildung der Mitarbeitenden dazu beitragen, die Effizienz der Prozesse zu erhöhen und damit die Auslastung zu optimieren. Ergänzend werden Materialstammdaten gepflegt, Rüstmatrizen regelmäßig aktualisiert und Prüfpläne standardisiert, um Wiederholgenauigkeit und Prozessstabilität sicherzustellen.

In der Fertigungspraxis greifen mehrere Hebel ineinander: Sequenzierung von Aufträgen nach Welle, Papierqualität und Zielgeschwindigkeit; Reduktion der Rüstzeiten durch SMED-Prinzipien; standardisierte Voreinstellungen für Leim-, Temperatur- und Feuchtemanagement; Schnittbild- und Nutzoptimierung an Querschneider und Stanzaggregaten; sowie ein vorausschauendes Ersatzteil- und Werkzeugmanagement. In der Produktionsplanung hilft es, die Abmessungen und nutzoptimierten Bahnbreiten systematisch zu planen, um Rollenwechsel zu minimieren und den Materialeinsatz zu senken. Ergänzend unterstützen abgestimmte Palettier- und Verpackungsschemata (Bündelgrößen, Lagenbilder) die Taktstabilität in der Weiterverarbeitung.

• Planung und Disposition: belastbare Stammdaten, Auftragsbündelung nach Materialfamilien, realistische Takt-/Geschwindigkeitsvorgaben, Engpassorientierung (TOC)
• Rüsten und Anfahren: vorbereitende Tätigkeiten extern verlagern, Checklisten, Poka-Yoke bei Werkzeugeinbau, Erstteilfreigaben
• Materialfluss: geordnete Papierbereitstellung, definierte Puffer, Kanban für Verbrauchsmaterialien, klare Transportwege
• Qualitätssicherung: Inline-Messungen, Regelkarten, automatische Bahnüberwachung, systematische Fehlerursachenanalyse
• Instandhaltung: TPM, zustandsorientierte Wartung, schnelle Störungsdiagnose, geübte Eskalationspfade
• Weiterverarbeitung: abgestimmte Reihenfolgen an Stanz- und Faltklebelinien, Rüstfamilien definieren, Standardformate nutzen
• Energie- und Ressourcenmanagement: Lastgänge glätten, Wärmerückgewinnung prüfen, Papier- und Leimverbrauch monitoren

Digitale Unterstützung und Automatisierung

Advanced Planning and Scheduling (APS) und Manufacturing Execution Systeme (MES) synchronisieren Auftragsreihenfolgen mit Anlagenzuständen und Materialverfügbarkeit. Sensorik und Datenanalyse erkennen Muster bei Stillständen, Temperaturdrifts oder Leimauftrag und liefern Ansatzpunkte zur Stabilisierung der Prozessfenster. Automatisierte Rollenkernlogistik, Voreinstellrezepte und Assistenzsysteme unterstützen Bedienerinnen und Bediener bei Wiederholaufträgen und Formatwechseln. Ergänzend sorgen IIoT-Plattformen, Edge-Analytik und standardisierte Schnittstellen (z. B. OPC UA) für eine transparente Datengrundlage, die kontinuierliche Verbesserungen und prädiktive Wartung erleichtert.

Typische Ursachen von Ineffizienzen und Gegenmaßnahmen

Häufige Ursache-Wirkungs-Ketten in der Wellpappenfertigung sind unvollständige Stammdaten, inhomogene Papierqualitäten, unklare Freigabekriterien beim Anfahren sowie fehlende Rüststandards. Gegenmaßnahmen umfassen die Pflege von Rüstmatrizen, Wareneingangsprüfungen mit klaren Eskalationswegen, definierte Anfahrkurven je Wellenprofil und strukturierte Problemlösungsroutinen (z. B. 5-Why, Ishikawa) mit Rückkopplung in Standards und Schulungen.

Beispiele aus der Umsetzung

• Sequenzierung nach Wellenprofil reduziert Rollenwechsel und verringert Anfahrmakulatur
• SMED-Workshop senkt Rüstzeit an der Stanzlinie um messbare Minuten pro Wechsel
• Standardisierte Anfahrkurven stabilisieren die Zielgeschwindigkeit und senken Ausschuss
• Engpassverlagerung: Verteilung der Aufträge von der Wellpappenanlage auf nachgelagerte Verarbeitung zur Glättung der Belegung
• Einführung von Inline-Feuchte- und Temperaturüberwachung reduziert qualitätsbedingte Stillstände bei Formatwechseln
• Rüstfamilienbildung nach Grammatur und Bahnbreite erhöht die Wiederholgenauigkeit und reduziert Variabilität

Relevanz und Auswirkungen der Auslastungsoptimierungen

Auslastungsoptimierung hat einen direkten Einfluss auf die Profitabilität und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens. Durch den Einsatz geeigneter Optimierungsstrategien lässt sich die Produktivität steigern, was zu einer Kostensenkung und damit einem höheren Gewinn führt. Darüber hinaus trägt eine effiziente Nutzung der Ressourcen zu einer größeren Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit des Unternehmens bei. Das Unternehmen kann dadurch ein verbessertes Markenimage und damit ein stärkeres Marktvertrauen erzielen.

Quantifizierbare Effekte zeigen sich in sinkenden Durchlaufzeiten, stabileren Lieferterminen und einem geringeren Energieeinsatz pro Quadratmeter Wellpappe. Eine höhere Anlagenverfügbarkeit verringert Überzeiten und reduziert den Bedarf an Eilrüstungen. Gleichzeitig verbessert eine niedrige Makulaturquote den Materialverbrauch und die CO₂-Bilanz. Kunden profitieren von konstanter Qualität und planbaren Wiederholaufträgen, intern steigt die Prozesssicherheit. Zusätzlich können Ausgleichsstrategien zur Lastverteilung saisonale Nachfragepeaks abfedern und die Flexibilität in der Weiterverarbeitung erhöhen.

• Kostenwirkung: weniger Ausschuss, geringere Rüstkosten, effizienterer Personaleinsatz
• Servicewirkung: verbesserte Termintreue, schnellere Reaktion auf Nachfragespitzen, höhere Wiederholgenauigkeit
• Nachhaltigkeit: reduzierter Material- und Energieverbrauch, geringere Abfallmengen
• Robustheit: widerstandsfähigere Abläufe gegenüber Störungen, schnellere Wiederanlaufzeiten

Vor- und Nachteile von Auslastungsoptimierung

Die Auslastungsoptimierung bietet viele Vorteile. Sie führt zu einer Steigerung der Produktionskapazität und somit zu einer Umsatzsteigerung. Darüber hinaus fördert sie eine effizientere Nutzung der Ressourcen und trägt zur Reduzierung von Abfällen und Fehlern bei. Ebenso führt sie zu einem besseren Arbeitsablauf und einer größeren Zufriedenheit der Mitarbeiter. Auf der anderen Seite kann die Implementierung von Auslastungsoptimierungsmaßnahmen initial hohe Investitionen erfordern. Zudem kann der Übergang zu neuen Prozessen und Technologien für Mitarbeiter anspruchsvoll sein und Widerstand hervorrufen. Eine sorgfältige Planung und Durchführung ist daher entscheidend, um Schwierigkeiten zu minimieren und die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

• Vorteile: höhere Verfügbarkeit, geringere Varianz im Prozess, transparente Kennzahlenbasis, skalierbare Planung
• Herausforderungen: Bedarf an qualifizierter Datenerfassung, Veränderungsmanagement, anfänglicher Schulungs- und Implementierungsaufwand
• Risiken: Überlastung einzelner Engpassanlagen bei unausgewogener Planung, Qualitätsrisiken bei zu aggressiven Zielgeschwindigkeiten
• Abhängigkeiten: verlässliche Lieferkette für Papier und Hilfsstoffe, stabile IT-Systeme und Datenqualität

Kennzahlen und Messmethoden

Eine belastbare Messung ist für die Auslastungsoptimierung zentral. Typische Kennzahlen und Analysen umfassen:

• OEE (Verfügbarkeit × Leistung × Qualität) auf Linien- und Anlagenebene
• Technische Verfügbarkeit, Stillstandsstruktur, MTBF/MTTR
• Rüstzeit, Rüsthäufigkeit, Rüstmatrix und Sequenzwechsel
• Durchlaufzeit, Bestände in Arbeit (WIP), Auftragsdurchsatz
• Makulaturquote nach Ursache (Anfahren, Prozess, Material, Bedienung)
• Energieverbrauch pro m² und pro Auftrag
• TEEP zur Bewertung der Gesamtkapazitätsnutzung und OLE (Overall Labor Effectiveness)
• OTIF und Termintreue je Kundengruppe sowie Reklamationsquote

Praxisleitfaden: Vorgehensweise in Schritten

1. Ist-Analyse von Auftragsstruktur, Formaten, Laufgeschwindigkeiten und Störungen
2. Definition von Zielkennzahlen, Datenerfassung standardisieren, Dashboards aufsetzen
3. Engpässe identifizieren und Maßnahmen priorisieren (Rüsten, Sequenz, Prozessfenster)
4. Piloten durchführen, Ergebnisse verifizieren, Standards dokumentieren
5. Rollout, Schulung, kontinuierliche Nachsteuerung mittels KVP
6. Regelmäßige Reviews mit Ursachenanalysen, Lessons Learned und Aktualisierung der Rüst- und Qualitätsstandards
7. Integration in Budget- und Kapazitätsplanung, inklusive Ersatzteil- und Werkzeugszenarien
8. Verstetigung durch Audits, Reifegradmodelle und Benchmarking zwischen Linien und Schichten

Zusammenfassung:

• Unter Auslastungsoptimierung versteht man die Maßnahmen, die darauf abzielen, die Produktivität und Effizienz zu maximieren, indem die Kapazitäten optimal genutzt werden. Im Bereich der Wellpappe-Verpackungen bedeutet dies, die Produktionsprozesse so zu gestalten, dass die zur Verfügung stehenden Ressourcen voll ausgeschöpft werden.
• Dies kann durch eine verbesserte Produktionsplanung erreicht werden, die eine stetige Versorgung mit den notwendigen Materialien sicherstellt und Produktionsausfälle vermeidet. Darüber hinaus trägt eine effektive Nachfrageprognose dazu bei, Engpässe zu vermeiden und die Nachfrage nach Wellpappe-Verpackungen optimal zu bedienen.
• Letztendlich zielt die Auslastungsoptimierung darauf ab, die Betriebskosten zu senken und die Profitabilität zu erhöhen, indem Ausschuss und Ausschusszeiten minimiert werden. Dies ist besonders wichtig für Unternehmen, die Verpackungen aus Wellpappe herstellen und liefern, da ihre Profitabilität stark von der effizienten Nutzung ihrer Produktionskapazitäten abhängt.
• Erfolgsfaktoren sind robuste Stammdaten, transparente Kennzahlen, kurze Rüstzeiten, stabile Prozessfenster und eine engpassorientierte Reihenfolgeplanung.
• Nachhaltige Effekte entstehen durch reduzierten Material- und Energieeinsatz, verbesserte Termintreue und eine niedrigere Variabilität im Fertigungsablauf.
• Digitale Systeme, klar definierte Standards und qualifizierte Mitarbeitende sichern die langfristige Wirksamkeit der Auslastungsoptimierung in der Wellpappenproduktion.