Mensch-Maschine-Diagramm: Wartezeiten und Maschinenzahl

Lektion 6.3
12 Min.Opsida Teknoloji · Zuletzt geprüft: 30. Oktober 2026

In einem Satz

Das Mensch-Maschine-Diagramm zeigt gemeinsam die Bereitschafts- und Wartezeitpunkte der von derselben Person bedienten Maschinen; mehr Maschinen erhöhen den Ausstoß möglicherweise nicht im gleichen Verhältnis.

Am Ende dieser Lektion

  • Bedienungs-, automatische Bearbeitungs- und Warteintervalle zweier Maschinen auf einer gemeinsamen Achse zum Abschluss bringen.
  • Menschliche Wartezeit und zusätzliche Maschinenwartezeit getrennt berechnen.
  • Die beiden benachbarten ganzzahligen Varianten der theoretischen Maschinenzahl nach Ausstoß und Ressourcennutzung vergleichen.
  • Eine Aufgabenzuweisung erkennen, bei der die lineare Kapazitätsmultiplikation mit der Maschinenzahl ungültig ist.

Warum das wichtig ist

Während eine Maschine automatisch arbeitet, kann K01 eine andere Maschine bedienen. Diese Möglichkeit bedeutet nicht, dass jede zusätzliche Maschine denselben zusätzlichen Ausstoß liefert. K01 muss das Teil entladen, ein neues beladen, den sicheren Start abschließen und zwischen den Maschinen gehen. All dies beansprucht menschliche Zeit. Das Mensch-Maschine-Diagramm zeigt mit einer eigenen Spur für die Person und je einer Spur für jede Maschine, was in der gemeinsamen Zeit geschieht. Ist die Maschine bereit und die beschäftigte Person entfernt, wartet die Maschine. Ist die Person zurückgekehrt, aber die automatische Bearbeitung noch nicht abgeschlossen, wartet die Person. Diese beiden Wartezeiten sind nicht unterschiedliche Namen für dasselbe Ereignis; sie sind ungenutzte Zeiten verschiedener Ressourcen und müssen getrennt berechnet werden.

Die Bedienzeit ist hier die Summe der Arbeiten für Entladen, Beladen und Starten bei stillstehender Maschine. Die automatische Zeit beginnt nach der Bedienung. Die Gehzeit umfasst den Übergang von einer Maschine zur nächsten; auch die Rückkehr von der letzten zur ersten Maschine gehört dazu. Ohne diese Definitionen ist die Formel für die theoretische Maschinenzahl nicht verlässlich. Die Bedienung bereits zur automatischen Zeit zu addieren und in der Formel erneut hinzuzuzählen, zählt dieselbe Arbeit zweimal. Das Vernachlässigen der Gehzeit versetzt die beschäftigte Person dagegen vorzeitig an einen Ort, an dem sie tatsächlich noch nicht ist. Das Diagramm dient zur Prüfung dieser Definitionen. Die Kürze der Formel zeigt nicht, dass sie sämtliche Arbeitsbedingungen enthält. Ob die Maschine sicher allein arbeiten kann und wann ein rechtzeitiger Eingriff der Person erforderlich ist, muss gesondert bewertet werden.

Für einen Rundgang mit festen Zeiten an gleichen Maschinen werden zwei Grenzen verglichen. Die Zeit, in der eine Maschine Bedienung und automatische Bearbeitung abschließen muss, ist ihre Untergrenze für die erneute Bereitschaft. Die Zeit, in der die beschäftigte Person sämtliche Maschinen bedient und alle Übergänge abschließt, ist die Untergrenze des Rundgangs. Die Dauer der regelmäßigen Wiederholung kann nicht kürzer sein als die größere dieser beiden Grenzen. Im Diagramm wird geprüft, ob sich dieser Wert mit geeigneter Folge und versetzten Starts tatsächlich herstellen lässt. Gleichzeitiger Bedienbedarf zweier Maschinen oder unterschiedliche Bearbeitungszeiten können das einfache Modell ungültig machen. Deshalb ist das theoretische Ergebnis keine verbindliche Aufgabenzuweisung; es ist ein Ausgangspunkt zur Bildung von Varianten. Besonders bei unterschiedlichen Maschinen, gemeinsamer Vorrichtung oder zusätzlicher Qualitätsarbeit müssen die Ereignisse einzeln angeordnet werden.

Ergibt sich eine gebrochene Maschinenzahl, werden die darunter- und darüberliegenden ganzen Zahlen untersucht. Mehr Maschinen können den Ausstoß und zugleich die Wartezeit je Maschine erhöhen. Dass die beschäftigte Person überhaupt nicht wartet, kennzeichnet allein keine gute Anordnung; eine vollständig mit Bedienung und Gehen gefüllte Zeit kann empfindlich auf Streuung reagieren. Andererseits wird einem sicheren Überwachungsintervall nicht zwingend zusätzliche Arbeit zugeordnet, nur weil die Person wartet. Bedarf, Qualität, Wartungszugang und ausführbare Aufgabengrenzen werden gemeinsam bewertet. Die Rechnungen dieser Lektion vergleichen ideale regelmäßige Wiederholungen. Ohne gesonderte Berücksichtigung von Störungen, Einstellen, periodischen Arbeiten und nicht anforderungsgerechten Produkten darf der ermittelte Ausstoß nicht als tatsächliche Schichtproduktion dargestellt werden. Ziel ist, Varianten rechnerisch zu unterscheiden und die tragende Annahme des Ergebnisses zu zeigen.

Formel

Theoretische Maschinenzahl = (Bedienzeit + Automatische Zeit) ÷ (Bedienzeit + Übergangszeit)

Wiederholungsdauer C bei gleichen Maschinen (s) = Maximum(Bedienzeit + Automatische Zeit, Maschinenzahl × (Bedienzeit + Übergangszeit))

Menschliche Wartezeit (s/Wiederholung) = C − Maschinenzahl × (Bedienzeit + Übergangszeit)

Zusätzliche Wartezeit je Maschine (s/Wiederholung) = C − (Bedienzeit + Automatische Zeit)

Ideale Ausstoßrate (Stück/h) = Maschinenzahl × 3.600 s/h ÷ C

Zwei Ansichten mit Zeitachsen für den Mitarbeiter und die erste Maschine: Bei vier Maschinen wartet der Mitarbeiter im Zyklus von 101 s insgesamt 5 s. Bei fünf Maschinen dauert der Zyklus 120 s, die Maschine wartet 19 s.4 MaschinenMitarbeiter 5 s wartetMitarbeiter185Maschine 11883Zyklus 101 s5 MaschinenMaschine 19 s wartetMitarbeiter18Maschine 1188319Zyklus 120 s020406080100120BeladenGehenAutomatikWartenTheoretische Maschinenzahl: (18 + 83) ÷ (18 + 6) = 4,21
Schraffierte Balken zeigen Wartezeiten: Bei vier Maschinen wartet der Mitarbeiter (5 s), bei fünf Maschinen die Maschine (19 s). Die theoretische Maschinenzahl beträgt 4,21. Dieser Datensatz wurde zu Schulungszwecken synthetisch erzeugt; er stellt keinen realen Betrieb, keine Beschäftigten und keine Kundenstudie dar.

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Laboranleitung: Mensch und automatischer Prozess

  • Messen Sie an jeder Station 8 Zyklen.
  • Erfassen Sie die Elemente mit den folgenden Namen und in dieser Reihenfolge. Jedes Element beginnt an seinem Startpunkt und endet an seinem Endpunkt.
  • Erfassen Sie die Elemente und Wartezeiten des Werkers in der Spur Werker und den Maschinenlauf in der Spur Maschine; eine Maschinenzeile reicht vom Start der Maschine bis zu ihrem Stillstand.
  • Erfassen Sie Wartezeiten und Maschinenläufe jedes Mal, wenn Sie sie sehen, als eigene Zeile. Ordnen Sie jede Zeile ihrer Station zu.
  1. 1.Warten: Maschine läuftWarten

  2. 2.Tür öffnen

    Beginn: rechte Hand greift zum Türgriff · Ende: Tür ist ganz offen

  3. 3.Bearbeitetes Teil aus dem Futter nehmen

    Beginn: rechte Hand greift zum Futter · Ende: Teil ist aus dem Futter

  4. 4.Rohteil im Futter spannen

    Beginn: linke Hand führt das Rohteil zum Futter · Ende: Teil ist im Futter gespannt, Hand löst sich

  5. 5.Tür schließen

    Beginn: linke Hand greift zum Türgriff · Ende: Tür ist zu, Hand löst sich

  6. 6.Zyklus starten

    Beginn: Werker dreht sich zum Bedienfeld · Ende: Starttaster ist gedrückt

  7. 7.Maschine läuftSpur Maschine

  8. 8.Entgraten

    Beginn: Werker geht zum Beistelltisch · Ende: Feile liegt auf dem Beistelltisch

  9. 9.Teil messen

    Beginn: linke Hand greift zum Messschieber · Ende: Messschieber liegt auf dem Beistelltisch

  10. 10.Teil in die Kiste legen

    Beginn: rechte Hand fasst das Teil · Ende: Teil liegt in der Kiste

  11. 11.Rohteil nehmen

    Beginn: Werker dreht sich zum Gitterbehälter · Ende: Rohteil ist aus dem Gitterbehälter

  12. 12.Zur Drehmaschine zurückdrehen

    Beginn: Werker dreht sich zur Drehmaschine · Ende: Werker steht vor der Drehmaschine