Was ist "Durchlaufzeit"?

Durchlaufzeit (engl. Lead Time) bezeichnet die gesamte Zeitspanne, die ein Produkt, ein Auftrag oder ein Vorgang benötigt, um einen definierten Bereich vom Eingang bis zum Ausgang zu durchlaufen. Die Durchlaufzeit setzt sich aus der eigentlichen Bearbeitungszeit und den dazwischen liegenden Wartezeiten zusammen. In der Praxis klaffen diese beiden Werte üblicherweise weit auseinander, Relationen von 1:100 und mehr sind keine Seltenheit (vgl. Klevers 2015, S. 28). Die Reduzierung der Durchlaufzeit ist eines der zentralen Ziele des Verschwendung und hat unmittelbaren Einfluss auf Bestandshöhen, Lieferfähigkeit und Reaktionsgeschwindigkeit eines Unternehmens.

Kernaussage: Analysen von Abläufen zeigen immer wieder, dass die Zeitanteile, in denen tatsächlich Wertschöpfung geschieht, nur einen geringen Teil der gesamten Durchlaufzeit ausmachen. Die Optimierung einzelner Teilschritte hilft nur bedingt weiter, wenn das ganze System mit allen Wechselwirkungen außer Betracht bleibt.

Komponenten der Durchlaufzeit

Die Durchlaufzeit besteht im Wesentlichen aus zwei Komponenten: der Bearbeitungszeit, in der tatsächlich Wertschöpfung stattfindet, und der Liegezeit, in der das Material oder der Auftrag auf die nächste Bearbeitung wartet. Die Bearbeitungszeit ist die Zeit, die ein Teil braucht, um einen Prozess vom Anfang bis zum Ende zu durchlaufen. Sie wird am laufenden Prozess durch Vor-Ort-Beobachtung gemessen (vgl. Klevers 2015, S. 42), am besten, indem man ein Teil am Beginn des Prozesses markiert und die Zeit misst, bis es den Prozess wieder verlässt.

Die Bearbeitungszeit kann erheblich von der Zykluszeit abweichen. Bei einer Bestückungslinie beispielsweise kann die Bearbeitungszeit zwei Stunden betragen, während die Zykluszeit nur zwei Minuten ausmacht. Das bedeutet, dass zwar alle zwei Minuten eine Leiterplatte die Linie verlässt, diese aber zuvor zwei Stunden zur Bearbeitung gebraucht hat (vgl. Klevers 2015, S. 42–43). Beide Parameter sind bedeutsam, um ein Bild über die Flexibilität und Ansätze zur Vermeidung von Verschwendung zu bekommen.

Die Liegezeit ergibt sich aus den Beständen vor den einzelnen Prozessschritten, dividiert durch den durchschnittlichen Kundenbedarf. Hat ein Unternehmen beispielsweise einen Bestand von 1.000 Stück vor einem Prozess bei einem Kundenbedarf von 200 Stück pro Tag, so beträgt die Liegezeit fünf Tage. Die Summe aller Liegezeiten und Bearbeitungszeiten ergibt die gesamte Durchlaufzeit (vgl. Klevers 2015, S. 10–30).

Durchlaufzeit und Lieferzeit

Der Zusammenhang zwischen Durchlaufzeit und Lieferzeit hat strategische Bedeutung. Ein Unternehmen, dessen Kunden eine Lieferzeit fordern, die kürzer als die Durchlaufzeit durch die Produktion ist, hat kaum eine andere Wahl, als auf Lager zu produzieren. Die eigentliche Aufgabe besteht dann nicht darin, das Fertigwarenlager zu optimieren, sondern die davor liegenden Prozesse so zu gestalten, dass wertstromorientiert und im Kundentakt gefertigt wird.

Gelingt es, die Durchlaufzeit für die Produktion so weit zu reduzieren, dass sie kleiner wird als die gewünschte Lieferzeit, entfällt die Notwendigkeit für ein Fertigwarenlager. Ob und mit welchem Aufwand dies möglich ist, muss im Einzelfall geklärt werden. Durch die Annäherung von Durchlaufzeit und Lieferzeit lässt sich das Lager zumindest minimieren (vgl. Klevers 2015, S. 26).

Littles Gesetz: Die fundamentale Beziehung

Eine der wichtigsten Beziehungen für das Verständnis der Durchlaufzeit ist Littles Gesetz (Little's Law). Es beschreibt den Zusammenhang zwischen Bestand (Work in Process, WIP), Durchsatz und Durchlaufzeit und lässt sich auf eine einfache Formel bringen: WIP = Durchsatz × Durchlaufzeit. Daraus folgt: Durchlaufzeit = WIP / Durchsatz (vgl. Roser 2018, S. 17–19).

Die praktische Bedeutung dieser Beziehung liegt darin, dass die Durchlaufzeit nur auf zwei Wegen verkürzt werden kann: durch Erhöhung des Durchsatzes oder durch Reduzierung des Bestands. In der Praxis ist die Bestandsreduzierung häufig der wirkungsvollere Hebel, da sie unmittelbar die Wartezeiten in der Prozesskette verkürzt. Littles Gesetz macht transparent, warum übermäßige Bestände zwangsläufig zu langen Durchlaufzeiten führen (vgl. Roser 2018, S. 17–19).

Faustregel: Es gibt eine direkte Beziehung zwischen Durchlaufzeit und Produktionskosten. Kürzere Durchlaufzeiten führen systematisch zu niedrigeren Kosten, da weniger Kapital in Umlaufbeständen gebunden ist, weniger Lagerhaltungskosten anfallen und schnelleres Fehlerfeedback die Qualitätskosten senkt (vgl. Roser 2019, S. 16–19).

Wertstromanalyse und Durchlaufzeit

Das Wertstrom-Management macht Verschwendung in Prozessen sichtbar und ist das zentrale Werkzeug zur systematischen Reduzierung der Durchlaufzeit. Beim Wertstrom-Mapping werden die Bearbeitungszeiten und Wartezeiten für jeden Prozessschritt erfasst und in einem Diagramm visualisiert. Die untere Zeitleiste im Wertstromdiagramm zeigt das Verhältnis zwischen wertschöpfender Bearbeitungszeit und nicht wertschöpfender Liegezeit.

Um die Wartezeiten zu berechnen, werden die beobachteten Bestandsmengen durch den durchschnittlichen Kundenbedarf dividiert. In einem Praxisbeispiel mit einer Kabelfertigung wurde bei einem Kundenbedarf von 10.200 Kabeln pro Tag das Verhältnis zwischen Liegezeiten und Bearbeitungszeiten deutlich sichtbar. Die Bearbeitungszeit betrug nur wenige Minuten, während die gesamte Durchlaufzeit mehrere Tage umfasste.

Die Wertstromanalyse dient als Grundlage für die Entwicklung einer Vision. Dabei orientiert man sich an grundlegenden Gestaltungsprinzipien: ein Produktionsrhythmus, der sich am Kundenbedarf orientiert, eine durchgängig synchronisierte Prozesskette und möglichst geringe Bestände zwischen den Prozessschritten.

Kennzahlen im Wertstrom

Für die Steuerung und Überwachung der Durchlaufzeit haben sich im Rahmen des Wertstrom-Managements vier zentrale Kennzahlen etabliert:

• EPEI (Every Part Every Interval): Gibt das kürzeste Zeitintervall an, in dem das Fertigungsprogramm periodisch wiederholt werden kann. Ein EPEI von einem Tag bedeutet, dass ein bestimmtes Teil jeden Tag hergestellt werden kann. EPEI beschreibt die Flexibilität einer Fertigung.
• Wertstromquotient (WQ): Beschreibt das Verhältnis zwischen der gesamten Durchlaufzeit und der Summe der Bearbeitungszeiten. Ziel eines Wertstromprojektes muss es sein, den WQ signifikant zu verringern (vgl. Klevers 2015, S. 138–139).
• Wertschöpfungsgrad: Beschreibt das Verhältnis zwischen Durchlaufzeit eines Teils durch einen Prozess und der tatsächlichen Wertschöpfungszeit. Ist die Bearbeitungszeit 20 Sekunden, wovon nur 10 Sekunden wirkliche Wertschöpfung sind, beträgt der Wertschöpfungsgrad 50 Prozent.
• OTIF (On Time in Full): Beschreibt die Liefererfüllung zum vereinbarten Termin in der vereinbarten Menge. Dieser Kennwert misst die Kundenwirkung der Durchlaufzeitoptimierung.

Strategien zur Reduzierung der Durchlaufzeit

One-Piece-Flow und kontinuierlicher Fluss

Das wirksamste Prinzip zur Durchlaufzeitreduzierung ist der One-Piece-Flow. Dabei begleitet ein Werker das Teil entlang der Prozesskette: Das Teil wird an einer Station bearbeitet und anschließend vom selben Werker zur nächsten Station gebracht, wo es weiterverarbeitet wird. Die Wartezeit zwischen den Stationen reduziert sich auf null. In einem illustrativen Beispiel sinkt die Durchlaufzeit von 61 Minuten bei konventioneller Fertigung auf nur 11 Minuten bei One-Piece-Flow, bei gleicher Bearbeitungszeit (vgl. Klevers 2015, S. 85–86).

Ein derartiges Konzept erfordert die komplette Neugestaltung der bisherigen Arbeitsschritte sowie eine deutlich erhöhte Qualifikation des Bedienpersonals. Die Vorteile umfassen eine signifikant erhöhte Flexibilität beim Einsatz von Arbeitskräften, erhöhte Wirtschaftlichkeit und den Wegfall von Zwischenbeständen (vgl. Klevers 2015, S. 86–87).

Losgrößenreduzierung

Wo ein vollständiger One-Piece-Flow nicht realisierbar ist, führt die Reduzierung von Losgrößen zu kürzeren Durchlaufzeiten. Die vermeintliche wirtschaftliche Losgrößenoptimierung führt häufig zu einer unwirtschaftlichen und nicht kundenorientierten Gesamtkette, weil der Ablauf nicht ganzheitlich betrachtet wird (vgl. Klevers 2015, S. 121–122). Große Lose blockieren die Produktion kleinerer Kundenaufträge und verlängern deren Durchlaufzeit unangemessen.

Das Einsteuern von kleinen Paketen bringt klare Vorteile: gleichmäßiger Ablauf in der Prozesskette, deutlich erhöhte Reaktionsfähigkeit gegenüber Änderungen, geringere Bestände und erheblich reduzierte Verschwendung. Schafft man systematisch die Fähigkeit, in kleineren Losgrößen zu arbeiten, kann dies vom Vertrieb und Marketing strategisch als Wettbewerbsvorteil platziert werden.

Rüstzeitreduzierung

Eine Voraussetzung für kleinere Losgrößen und damit kürzere Durchlaufzeiten ist die Reduzierung der Rüstzeiten mittels Theory X. Hohe Rüstzeiten führen dazu, dass große Lose gebildet werden, um die Rüstkosten auf möglichst viele Teile zu verteilen. Durch die systematische Trennung interner und externer Rüsttätigkeiten und deren Optimierung können Rüstzeiten drastisch verkürzt werden, was kleinere Losgrößen wirtschaftlich macht.

Verschiebung des Variantenbildungspunktes

Eine weitere Strategie zur Durchlaufzeitreduzierung ist die Verschiebung des Variantenbildungspunktes möglichst weit ans Ende der Prozesskette. In einem Praxisbeispiel konnte die Anzahl der im Kanban-Lager vorzuhaltenden Varianten von 960 auf 80 reduziert werden (vgl. Klevers 2015, S. 181–182), indem der Bedruckungsschritt an das Ende der Prozesskette verlegt wurde. Dies führte zu einer überschaubaren Lagergröße und deutlich kürzeren Durchlaufzeiten.

Durchlaufzeit in administrativen Prozessen

Die Durchlaufzeitbetrachtung lässt sich auch auf administrative Prozesse übertragen. Bearbeitungszeiten und Liegezeiten werden analog zur Produktion erfasst, wobei Wartezeiten auf Rückfragen eine besondere Rolle spielen. Diese können erhebliche Zeitanteile aufweisen, insbesondere wenn externe Abteilungen oder Bereiche eingeschaltet werden.

Ein Praxisbeispiel verdeutlicht die Verhältnisse: Ein Ersatzteilanbieter mit 120 täglichen Anfragen und einer Abteilungsarbeitszeit von sieben Stunden hat einen Rhythmus von 3,5 Minuten. Liegen 15 Anfragen in einem Korb und warten auf Bearbeitung, beträgt die Liegezeit bereits fast eine Stunde (vgl. Klevers 2015, S. 147). Wie in der Produktion kann auch hier das Verhältnis zwischen wertschöpfender Bearbeitungszeit und nicht wertschöpfender Liegezeit dramatisch auseinanderklaffen.

Durchlaufzeit bei Kleinserie und Einzelfertigung

Bei einer Einzel- und Kleinserienfertigung wird die Ermittlung der Durchlaufzeit angepasst. Bestände können nicht nach spezifischen Teilenummern dargestellt werden, sondern nur als Gesamtmenge der auf Weiterverarbeitung wartenden Teile. Die Wartezeit lässt sich nicht mehr über den durchschnittlichen Kundenverbrauch errechnen, sondern muss durch Befragung ermittelt werden. Die Zykluszeit kann bei einer Einzelproduktion nicht direkt gemessen werden, stattdessen wird die Bearbeitungszeit mit Minimal- und Maximalwerten dokumentiert.

Interessant ist die Darstellung einer rein rechnerisch ermittelten Zykluszeit: Die Anzahl der durch einen Prozess bearbeiteten Teile pro Zeitraum wird durch diesen Zeitraum dividiert. So erhält man zumindest einen Anhaltspunkt, in welchem Zyklus die Teile den Prozess verlassen müssten.

Durchlaufzeit und Bestandsmanagement

Die enge Verknüpfung zwischen Durchlaufzeit und Beständen wird durch Littles Gesetz mathematisch belegt, hat aber auch praktische Auswirkungen auf die Produktionsplanung. Überall dort, wo Lager existieren, existieren sie oft als Zeichen dafür, dass die vorgelagerten Prozesse nicht in der Lage sind, die nachfolgenden Prozesse zuverlässig zu versorgen. Ein gezielter Bestandsabbau zwingt die Organisation, die Ursachen für die Bestände zu beseitigen und damit die Prozessfähigkeit zu verbessern.

Der Zusammenhang zwischen Zeit und Geld in der Produktion ist direkt messbar. Kürzere Durchlaufzeiten bedeuten weniger gebundenes Kapital, schnellere Reaktion auf Qualitätsprobleme und geringere Obsoleszenzrisiken. Unternehmen, die ihre Durchlaufzeit systematisch reduzieren, verbessern damit gleichzeitig ihre Kostenstruktur und ihre Wettbewerbsfähigkeit (vgl. Roser 2019, S. 16–19).

Quellenangaben

Klevers, T. (2015): Agile Prozesse mit Wertstrom-Management. 2. überarb. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden, S. 26–28, 42–43, 85–87, 121–122, 137–140, 147, 181–182.

Roser, C. (2018): Eine Lobrede auf Littles Gesetz, in: YOKOTEN 04/2018, S. 17–19.

Roser, C. (2019): The Power of Six, Die Beziehung zwischen Zeit und Geld in der Produktion, in: YOKOTEN 04/2019, S. 16–19.

Weiterführende Literatur

May, C.; Schimek, P. (2015): Total Productive Management. 3. korr. Aufl., CETPM Publishing, Herrieden.

Teeuwen, B.; Grombach, A. (2019): SMED, Die Erfolgsmethode für schnelles Rüsten und Umstellen. 3. unveränd. Aufl., Deutscher Management Verlag, Herrieden.

Fujii, K. (2019): Produktionsplanung und Digitalisierung, Advanced Production Planning and Scheduling System (APS) statt Excel, in: YOKOTEN 03/2019, S. 28–31.

Verwandte Konzepte

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