Kapazitätsplanung in der Fertigung: Angebot, Bedarf und Auslastung

Ein Auftrag ist schnell zugesagt. Ob der Liefertermin hält, hängt davon ab, ob in den Wochen davor genug Maschinen- und Personalstunden frei sind – und zwar dort, wo die Arbeit tatsächlich anfällt. Genau diese Frage beantwortet die Kapazitätsplanung. Sie verlangt keine komplizierte Mathematik, aber ehrliche Zahlen: Wer mit der Zeit rechnet, die ein Arbeitsplatz theoretisch hat, statt mit der, die er wirklich hat, plant zu optimistisch.

Was Kapazitätsplanung ist

Die Kapazitätsplanung stellt zwei Größen gegenüber:

• Kapazitätsangebot: die Zeit, die eine Maschine, ein Arbeitsplatz oder ein Mitarbeiter in einem Zeitraum tatsächlich für die Produktion zur Verfügung steht.
• Kapazitätsbedarf: die Zeit, die die Aufträge in diesem Zeitraum an genau dieser Stelle brauchen.

Gerechnet wird je Kapazitätseinheit – einer einzelnen Maschine, einer Gruppe gleichartiger Arbeitsplätze oder einem Mitarbeiter – und je Zeitraum, etwa Tag, Woche oder Monat. Eine Summe über den ganzen Betrieb hilft wenig: Freie Stunden in der Montage nützen nichts, wenn die Arbeit an der Fräsmaschine wartet.

Das Kapazitätsangebot berechnen

Die rechnerische Zeit eines Arbeitsplatzes ist schnell ermittelt. Bis daraus ein realistisches Angebot wird, fallen mehrere Posten weg:

• Arbeitstage: Kalendertage ohne Wochenenden, Feiertage – je nach Bundesland verschieden – und Betriebsferien.
• Schichtmodell: Wie viele Schichten mit wie vielen Stunden laufen an diesem Arbeitsplatz?
• Pausen: Steht die Maschine in der Pause, fehlt diese Zeit.
• Wartung: Geplante Wartungstermine sind bekannt und gehören von vornherein abgezogen.
• Urlaub und Abwesenheit: Ohne Bediener läuft keine Maschine, sofern niemand mit passender Qualifikation vertritt.
• Nutzungsgrad: Auch in der verbleibenden Zeit wird nicht jede Minute produziert. Störungen, Kurzstillstände und Warten auf Material kosten Zeit; der Nutzungsgrad bildet diese Verluste ab.
• Leistungsgrad: Er setzt das tatsächliche Arbeitstempo ins Verhältnis zur Vorgabezeit. Bei 110 Prozent schafft ein Arbeitsplatz in einer Stunde 66 Vorgabeminuten.

Ein Beispiel: Eine Maschine läuft im Zweischichtbetrieb mit je acht Stunden und steht in der halbstündigen Pause. Der Monat hat 21 Arbeitstage. Die Zahlen sind ein Rechenbeispiel, keine Messwerte.

Schritt	Rechnung	Stunden
Rechnerische Zeit	21 Tage × 2 Schichten × 8 h	336 h
Pausen	21 × 2 × 0,5 h	− 21 h
Geplante Wartung	eine Schicht	− 7,5 h
Schichten ohne Bediener	3 Schichten × 7,5 h (Urlaub, Krankheit, keine Vertretung)	− 22,5 h
Verfügbare Zeit	336 − 21 − 7,5 − 22,5	285 h
Kapazitätsangebot	285 h × 80 % Nutzungsgrad	228 h

Den Leistungsgrad setzt das Beispiel mit 100 Prozent an. Von 336 rechnerischen Stunden bleiben 228 – gut zwei Drittel. Den Nutzungsgrad sollten Sie aus eigenen Daten ableiten, etwa aus den Rückmeldungen der Fertigung. Wie viel Zeit Störungen und Kurzstillstände kosten, zeigt auch die OEE. Rüstzeiten gehören dabei nicht in den Nutzungsgrad, sondern in den Bedarf – sonst zählen sie doppelt.

Für Mitarbeiter gilt dieselbe Rechnung: Statt des Schichtmodells zählt das Arbeitszeitmodell, abgezogen werden Urlaub, Krankheit und Schulungen.

Den Kapazitätsbedarf ermitteln

Der Bedarf ergibt sich aus zwei Quellen: dem Arbeitsplan, der je Arbeitsgang Arbeitsplatz und Vorgabezeiten festlegt, und den Aufträgen mit Menge und Termin. Je Arbeitsgang gilt:

Kapazitätsbedarf = Rüstzeit + Menge × Stückzeit

Die Rüstzeit fällt je Auftrag einmal an, die Stückzeit mit jedem Teil. Wie sich Rüstzeiten verkürzen lassen, zeigt der Ratgeber Rüstzeiten reduzieren mit SMED.

Im Beispiel liegen im selben Monat fünf Aufträge auf der Maschine:

Auftrag	Menge × Stückzeit	Ausführung	Rüstzeit	Bedarf
A	500 × 6 min	50 h	4 h	54 h
B	1.200 × 3 min	60 h	3 h	63 h
C	150 × 16 min	40 h	5 h	45 h
D	800 × 4,5 min	60 h	2 h	62 h
E	90 × 8 min	12 h	4 h	16 h
Summe		222 h	18 h	240 h

Auslastung: warum 100 Prozent zu viel sind

Die Auslastung setzt beide Größen ins Verhältnis:

Auslastung = Kapazitätsbedarf ÷ Kapazitätsangebot × 100

Im Beispiel sind das 240 ÷ 228 = rund 105 Prozent – die Maschine ist überlastet. Ohne Rüstzeiten wären es 222 ÷ 228 = rund 97 Prozent, und der Monat sähe machbar aus.

Doch selbst 97 Prozent wären zu viel. Kein Monat verläuft wie geplant: Eilaufträge kommen dazu, Material fehlt, ein Werkzeug bricht, eine Stückzeit stimmt nicht. Ist jede Stunde verplant, verschiebt jede dieser Störungen einen Liefertermin, und die Verschiebung setzt sich über die folgenden Aufträge fort.

Dazu kommt ein Effekt aus der Warteschlangentheorie: Je näher die Auslastung an 100 Prozent rückt, desto stärker wachsen die Wartezeiten vor einem Arbeitsplatz – nicht gleichmäßig, sondern überproportional. In einem einfachen Warteschlangenmodell steigt die mittlere Wartezeit schon zwischen 80 und 90 Prozent Auslastung auf mehr als das Doppelte.

Planen Sie deshalb bewusst mit Puffer. Wie groß er sein muss, hängt davon ab, wie stark Ihre Aufträge und Störungen schwanken – einen festen Wert für alle Betriebe gibt es nicht. Umgekehrt ist dauerhaft niedrige Auslastung ebenfalls ein Signal: Kapazität, die bezahlt, aber nicht genutzt wird.

Engpässe erkennen: Der Engpass bestimmt den Durchsatz

Durchläuft ein Auftrag mehrere Stationen, bestimmt die Station mit der knappsten Kapazität im Verhältnis zu ihrer Belastung, wie viel der ganze Betrieb ausliefern kann. Das ist der Kern der Engpasstheorie, englisch Theory of Constraints: Eine Stunde, die am Engpass verloren geht, fehlt der gesamten Fertigung. Eine Stunde, die an einer Station mit freier Kapazität gewonnen wird, erhöht den Durchsatz dagegen nicht.

Einen Engpass erkennen Sie an diesen Zeichen:

• Seine Auslastung liegt über mehrere Wochen am höchsten.
• Vor ihm stapeln sich Aufträge, während nachfolgende Stationen warten.
• Überstunden und Eilaufträge landen immer wieder an derselben Stelle.

Für die Planung folgt daraus: den Engpass zuerst planen und die übrigen Arbeitsplätze danach ausrichten. Rüstzeiten dort zuerst verkürzen, Pausen durch versetzte Pausenzeiten überbrücken und fehlerhafte Teile vor dem Engpass aussortieren, damit er keine Zeit an Ausschuss verliert. Beachten Sie auch: Der Engpass kann wandern, wenn sich der Auftragsmix ändert.

Kapazitätsabgleich: wenn der Bedarf das Angebot übersteigt

Übersteigt der Bedarf das Angebot, gibt es zwei Richtungen: das Angebot erhöhen oder den Bedarf verlagern. Die üblichen Maßnahmen:

Maßnahme	Wirkung	Zu beachten
Verschieben	Bedarf wandert in einen späteren Zeitraum	nur, wenn der Liefertermin Luft hat
Vorziehen	Bedarf wandert in einen früheren Zeitraum mit freier Kapazität	Material muss früher da sein, der Bestand steigt
Überstunden	mehr Angebot, kurzfristig	gesetzliche und tarifliche Grenzen der Arbeitszeit, auf Dauer belastend
Zusatzschicht	mehr Angebot, planbar	braucht Personal mit passender Qualifikation
Fremdvergabe	Bedarf geht an einen Lieferanten	Kosten, Qualität, Transport- und Lieferzeit
Aufteilen	Auftrag wird auf zwei Zeiträume oder Maschinen verteilt	jede Teilung kostet eine weitere Rüstzeit

Im Beispiel fehlen zwölf Stunden. Zwei Samstagsschichten brächten bei 80 Prozent Nutzungsgrad rechnerisch genau diese zwölf Stunden (2 × 7,5 h × 80 %) – danach wäre die Maschine zu 100 Prozent verplant, ohne jeden Puffer. Lässt der Liefertermin von Auftrag E zusätzlich eine Verschiebung in den Folgemonat zu, sinkt die Auslastung auf 224 ÷ 240 Stunden, also rund 93 Prozent.

Grobplanung und Feinplanung

Kapazitätsplanung findet auf zwei Ebenen statt, die aufeinander aufbauen:

Merkmal	Grobplanung	Feinplanung
Zeitraum	Wochen bis Monate	Tage und Schichten
Betrachtet	Arbeitsplatzgruppen, Abteilungen	einzelne Maschine, einzelner Mitarbeiter
Frage	Passt die Menge in den Zeitraum?	Welcher Auftrag läuft wann auf welcher Maschine?
Ergebnis	Liefertermine, Schicht- und Personalbedarf	Maschinenbelegung und Reihenfolge

Die Grobplanung ist die Grundlage für Terminzusagen und für Entscheidungen mit Vorlauf: eine zusätzliche Schicht, Neueinstellungen, Fremdvergabe. Die Feinplanung legt die Maschinenbelegung fest und reagiert auf das, was die Grobplanung nicht vorhersehen kann – Störungen, Krankmeldungen, fehlendes Material. Die Reihenfolge auf der Maschine entscheidet dabei auch darüber, wie oft umgerüstet werden muss. Weitere Fachbegriffe erklärt das Glossar.

Unbegrenzte oder begrenzte Kapazität

Beim Einplanen gibt es zwei grundsätzliche Vorgehensweisen:

• Gegen unbegrenzte Kapazität: Die Aufträge werden nach ihren Terminen eingeplant, etwa rückwärts vom Liefertermin, ohne Rücksicht darauf, ob die Kapazität reicht. Das Ergebnis zeigt ehrlich, wo Überlast entsteht – ausführbar ist der Plan aber erst, wenn die Spitzen im Abgleich abgebaut sind.
• Gegen begrenzte Kapazität: Ein Auftrag wird nur dort eingeplant, wo Kapazität frei ist; ist sie belegt, rutscht er nach hinten. Der Plan ist ausführbar, und der Liefertermin ergibt sich aus der Kapazität statt aus dem Wunsch. Dafür verschwindet die Überlast aus dem Blick: Sie zeigt sich nur noch als späterer Termin.

In der Praxis ergänzen sich beide Sichten: unbegrenzt, um den Bedarf zu sehen und rechtzeitig über Schichten oder Fremdvergabe zu entscheiden; begrenzt, um einen Plan zu erhalten, der sich in der Halle umsetzen lässt.

Typische Fehler

• Rüstzeiten vergessen. Im Beispiel macht das aus 105 Prozent Auslastung scheinbar machbare 97 Prozent.
• Urlaub und Wartung nicht eingerechnet. Der Plan rechnet dann mit Menschen und Maschinen, die nicht da sind.
• Der Plan ist nach der ersten Änderung veraltet. Ein Eilauftrag oder eine Krankmeldung genügt. Muss jemand von Hand nachrechnen, bleibt es oft aus.
• Excel-Listen mit mehreren Ständen. Kopien gehen per E-Mail herum, und niemand weiß, welcher Plan gilt. Wann sich der Umstieg lohnt, zeigt der Ratgeber Produktionsplanung mit Excel oder PPS-Software?

Kapazitätsplanung mit POM

• Planung im Kern: Die Planung gehört zum POM Kern und steckt in jeder Lizenz. Auf der Plantafel ziehen Sie Aufträge und Arbeitsgänge auf Mitarbeiter; der Server rechnet Ende und Folgegänge, Konflikte erscheinen als Hinweis.
• Kapazität aus echten Daten: POM rechnet die Kapazität aus Arbeitszeit, Schichtplan, Abwesenheiten und Feiertagen und zeigt Kapazität und Auslastung je Woche. Fehlen Daten, meldet POM „Kapazität noch nicht bestimmbar“, statt still 40 Stunden anzunehmen.
• Termine im Blick: Endet ein Auftrag nach dem Liefertermin, warnt die Plantafel. Die Terminwache meldet Verzug; den Kundentermin ändert POM nie selbst. Die Mitarbeiterempfehlung zeigt nach Qualifikation, Leistung, Auslastung und Erfahrung, wer die Arbeit übernehmen kann.
• Maschinen: Mit POM Maschinen & Instandhaltung erscheinen fällige Wartungen in der Planung, und die Vorplanung prüft, ob ein Betriebsmittel gewartet und kalibriert ist. Heute wird die Maschine dem ganzen Auftrag zugeordnet. Ab Dezember 2026 kommen Maschine je Arbeitsgang, Auslastung je Maschine, Planung rückwärts ab Liefertermin und der Wochenplan je Maschine dazu.
• Abwesenheiten eingerechnet: Eine genehmigte Abwesenheit wirkt sofort in Plantafel und Kapazität. Urlaubsanträge mit Genehmigungsweg bringt POM Zeiterfassung mit; beim Genehmigen zeigt POM offene Vorgänge und Einsätze der Person.