5 Kennzahlen für die Produktionslinie, die OEMs von ihrem Akku-Lieferanten erfragen sollten

Schnelle Antwort: Testberichte und Zertifizierungen belegen, dass ein Akkupack seine Spezifikationen erfüllt. Sie sagen jedoch weit weniger darüber aus, ob ein Lieferant diesen Akkupack zuverlässig, Woche für Woche, in der benötigten Menge produzieren kann. 

Fünf Kennzahlen der Produktionslinie schließen diese Lücke: 

1. Gesamtanlageneffektivität (OEE) mit vollständiger Aufschlüsselung.

2. Ungeplante Ausfallzeiten und ihre Ursachen.

3. Zykluszeit im Vergleich zur Idealrate.

4. Erstdurchgangsqualität an jeder Station und Umrüstzeit.

5. Trends über mehrere Monate hinweg, plus eine Erklärung, wie jede Zahl erhoben wird; keine einzelne Schlagzeile.

Wichtige Erkenntnisse

• Die Linienleistung ist ein wichtiger Indikator für Liefer- und Qualitätsrisiken und gehört daher zusammen mit den Prüfnachweisen zur Lieferantenqualifizierung.

• Die Gesamtanlageneffektivität (OEE) ist nur dann sinnvoll, wenn sie in Verfügbarkeit, Leistung und Qualität unterteilt wird, da zwei Produktionslinien mit der gleichen Punktzahl sehr unterschiedliche Risiken bergen können.

• Ausfallursachen, Zykluszeiten und die Qualität auf Stationsebene zeigen, wo ein Lieferant Kapazitäten verliert, bevor dies Auswirkungen auf Ihre Bestellungen hat.

• Die Umrüstzeit ist besonders wichtig bei kundenspezifischen Kleinserienverpackungen, die sich eine Produktionslinie mit anderen Produkten teilen.

• Die Methoden der Datenerfassung sind genauso wichtig wie die Zahlen selbst; manuelle Aufzeichnungen neigen dazu, Verluste zu unterschätzen.

Teil 1: Warum die Linienleistung in die Lieferantenqualifizierung gehört

Die meisten Qualifizierungsarbeiten von OEMs konzentrieren sich auf den Nachweis des Designs. Käuferbewertung Zell- und PackungsprüfberichtePrüfen Sie die Zertifizierungen und stellen Sie sicher, dass die Konfiguration vor der Freigabe gesperrt ist. Diese Arbeit ist zwar unerlässlich, beantwortet aber nur eine Frage: Erfüllt dieses Paket die Spezifikationen? Sie lässt außer Acht, ob der Lieferant die Pakete weiterhin in der vereinbarten Menge und Qualität fertigen kann.

Die Differenz zwischen den beiden kann teuer werden. Im Juni 2024 stornierte BMW eine Zellenbestellung im Wert von rund 2 Mrd. € von Northvolt. Der Hersteller nannte Berichten zufolge Produktionsverzögerungen und mangelhafte Zellqualität als Hauptgründe für die Entscheidung. Später im selben Jahr berichtete Reuters, dass das Unternehmen Die wöchentlichen Produktionsziele werden regelmäßig verfehlt.Northvolt lieferte in einer Oktoberwoche 22,000 versandfertige Zellen, verglichen mit dem Zielwert von 30,000. Obwohl Northvolt ein Zellhersteller war, der im Gigafactory-Maßstab operierte und kein Kleinserienhersteller, bleibt die Schlussfolgerung dieselbe: Die aufgetretenen Schwierigkeiten traten in der Produktion auf und waren nicht auf Konstruktionsmängel zurückzuführen.

Ungeplante Produktionsstillstände verursachen in der gesamten Fertigungsindustrie hohe Kosten. Laut Die wahren Kosten von Ausfallzeiten bei Siemens im Jahr 2024 Laut einem Bericht verlieren die 500 größten Unternehmen der Welt 11 % ihrer Einnahmen durch ungeplante Ausfallzeiten, während ein durchschnittliches Werk monatlich 27 Stunden Produktivität einbüßt.

Kennzahlen der Produktionslinie ermöglichen OEMs einen frühzeitigen Einblick in diese Risiken. Ausbeute und Prozessfähigkeit werden üblicherweise nur einmal während der Produktionslinie überprüft. Design-Freeze- und ValidierungsphaseDurch die Analyse der fünf unten aufgeführten Kennzahlen können die Betreiber kontinuierlich untersuchen, wie die Anlage im täglichen Betrieb unter realen Bedingungen funktioniert, um ein besseres Verständnis dafür zu gewinnen, wo Risiken und Störungen auftreten könnten.

Teil 2: Die fünf Kennzahlen

2.1 Gesamtanlageneffektivität (OEE) und warum man nach der Aufschlüsselung fragen sollte

Die Gesamtanlageneffektivität (OEE) misst, wie viel der geplanten Produktionszeit einer Linie tatsächlich zu einem guten Ergebnis führt, indem sie drei Faktoren hervorhebt:

• Verfügbarkeit: Der Anteil der geplanten Zeit, in der die Linie in Betrieb und nicht stillsteht.

• Eigenschaften: Wie nahe die Laufgeschwindigkeit am Idealwert liegt.

• Qualität: Der Anteil der Einheiten, die beim ersten Mal ohne Nacharbeit oder Ausschuss auskommen.

Diese drei Faktoren werden miteinander multipliziert, um einen OEE-Wert zu erhalten, der als Prozentsatz angezeigt wird. Ein Wert von 100 % steht für einen fehlerfreien Produktionsprozess.

Seiichi Nakajima, der die Maßnahme einführte, bezeichnete einen Wert über 85 % als Weltklasse, während die meisten Fabriken im Durchschnitt etwa 40 % bis 60 %Eine einzelne Kennzahl sagt dem Käufer wenig, aber wenn die Gesamtanlageneffektivität (OEE) als Diagnoseinstrument und nicht als willkürliches Ziel betrachtet wird, kann die Kennzahl dazu beitragen, praktische Verbesserungen aufzuzeigen.

Die folgende Tabelle verdeutlicht den Grund. Betrachten wir zwei hypothetische Verpackungslinien, die denselben Wert ausweisen:

Beide Produktlinien erreichen 72 %, doch ein Käufer, dem die Lieferzeiten wichtig sind, sollte sich Produktlinie A genauer ansehen, während ein Käufer, dem Ausfälle im Feld wichtig sind, sich auf Produktlinie B konzentrieren sollte. 

Für OEMs: Bitten Sie darum, dass OEE-Überwachung Die Analyse sollte für die jeweilige Produktionslinie durchgeführt werden, die Ihre Verpackung fertigt, und die drei Faktoren über die letzten sechs bis zwölf Monate hinweg berücksichtigt werden. Es ist außerdem wichtig zu klären, was als geplante Produktionszeit gilt, da der Ausschluss von Pausen, Wartungsarbeiten oder Umrüstungen das Ergebnis höher erscheinen lassen kann als die tatsächliche Produktionsleistung der Linie.

2.2 Ungeplante Ausfallzeiten und ihre Hauptursachen

Verfügbarkeitsverluste entstehen hauptsächlich durch ungeplante Stillstände. In einer Verpackungslinie konzentrieren sich diese häufig auf wenige Stationen, nämlich das Löten der Zelllaschen, die BMS-Programmierung und die End-of-Line-Test wo ein einzelnes fehlerhaftes Prüfgerät oder Testgerät den gesamten vorgelagerten Prozess lahmlegen kann.

Anstatt nach der Gesamtzahl zu fragen, erfragen Sie die monatlichen Ausfallstunden sowie die fünf häufigsten Ausfallursachen, geordnet nach Ausfallzeit. Ein Lieferant, der seine größten Ausfallursachen benennen und darlegen kann, welche Maßnahmen er gegen die größte Ursache ergriffen hat, versteht seine eigenen Prozesse. Ein Lieferant, der lediglich eine monatliche Zahl nennen kann, verfolgt die Ursachen möglicherweise noch nicht genau genug, um sie zu beheben.

2.3 Zykluszeit im Vergleich zur idealen Rate

Leistungseinbußen sind weniger sichtbar als Stillstände. Eine Produktionslinie kann im Dauerbetrieb laufen und dennoch die erwartete Leistung nicht erbringen, weil Stationen unterhalb ihrer optimalen Geschwindigkeit arbeiten oder wiederholt für einige Sekunden anhalten. Diese kurzen Stillstände tauchen selten in den Ausfallprotokollen auf, summieren sich aber.

Ein einfaches Beispiel verdeutlicht das Ausmaß. Beträgt die ideale Taktzeit einer Produktionslinie 60 Sekunden pro Packung, die tatsächliche Durchschnittszeit aber 75 Sekunden, liegt die Leistung bei 80 %. Bei einer Fünf-Schicht-Woche bedeutet das, dass allein durch langsame Produktionsabläufe etwa eine ganze Schicht verloren geht.

Daher sollten OEMs die ideale und die tatsächliche Zykluszeit an der Engpassstation erfragen und prüfen, wie die Kapazität der Produktionslinie im Vergleich zur prognostizierten Nachfrage aussieht. Ein Lieferant, der nahezu 100 % seiner praktischen Kapazität auslastet, hat kaum Spielraum, um Nachfragespitzen aufzufangen oder sich von einer einzigen schwachen Woche zu erholen.

2.4 Erstdurchlaufqualität an jeder Station

Qualitätsverluste in der Batterieproduktion können erheblich sein. Eine Studie von Accenture und Fraunhofer FFB Whitepaper zur Zellherstellung Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausschussquoten zwischen 2 % und 25 % schwanken können. Die Verpackungsmontage umfasst unterschiedliche Prozesse, aber das Prinzip bleibt bestehen: Verluste, die den Kunden nie erreichen, wirken sich dennoch auf Kosten, Kapazität und Konsistenz aus.

Der entscheidende Unterschied liegt zwischen der Endabnahmequote und der Erstprüfungsqualität. Die Endabnahmeprüfung bestätigt, dass jede ausgelieferte Verpackung die Freigabekriterien erfüllt. Eine hohe Abnahmequote kann jedoch verschleiern, dass ein Großteil der Einheiten vor der Prüfung nachbearbeitet wird. OEMs müssen daher die Erstprüfungsquoten an jeder wichtigen Station – wie Schweißen, BMS-Programmierung, Isolierung und Endprüfung – sowie die häufigsten Fehlertypen anfragen. Stationsbezogene Daten zeigen, wo Abweichungen im Prozess auftreten und sind daher deutlich aussagekräftiger als ein einzelner Gesamtprozentsatz.

2.5 Umrüstzeit für Kleinserien und kundenspezifische Konfigurationen

Kundenspezifische Akkupacks werden oft in kleineren Serien auf Produktionslinien gefertigt, die auch für andere Produkte genutzt werden. Jeder Produktwechsel erfordert neue Vorrichtungen, Schweißprogramme, Testerprofile und BMS-Firmware, wobei jede Minute Umrüstung eine Minute Produktionsausfall bedeutet.

In der Praxis kann die Gesamtanlageneffektivität (OEE) je nach Produktmix und Prozesskomplexität erheblich variieren; insbesondere bei Verpackungslinien mit hohem Produktmix. OEMs sollten ihre Lieferanten fragen, wie lange ein typischer Produktwechsel für ein ähnliches Produkt dauert, wie häufig die Linie die Produkte wechselt und welche minimale Losgröße praktikabel ist. Es ist außerdem ratsam zu klären, ob Umrüstungen als geplante oder ungeplante Zeit gelten, da dies die OEE-Kennzahl erheblich beeinflussen kann.

Teil 3: Die Art und Weise der Datenerhebung ist entscheidend

Alle oben genannten Kennzahlen hängen von der Qualität der zugrunde liegenden Datensätze ab. Zwei Anbieter können ähnliche Zahlen melden, obwohl sie diese auf sehr unterschiedliche Weise messen.

Eine der wichtigsten Fragen ist, ob die Zahlen aus manuellen Schichtprotokollen oder aus automatisierten OEE-Überwachungssystemen stammen, die mit den Maschinen verbunden sind, da handschriftliche Aufzeichnungen kurze Stillstände oft nicht erfassen und Ausfallzeiten runden. Beide Ansätze haben Vor- und Nachteile, aber Käufer sollten wissen, welcher Ansatz den ihnen präsentierten Zahlen zugrunde liegt.

Weitere Fragen, die es wert sind, gestellt zu werden, sind:

• Sind Definitionen wie geplante Zeit und ideale Zykluszeit über alle Linien und Standorte hinweg einheitlich?

• Kann der Lieferant Trenddaten über mehrere Monate hinweg bereitstellen und nicht nur eine Momentaufnahme der letzten Zeit?

• Wer prüft die Zahlen intern, und wie oft führen diese zu Korrekturmaßnahmen?

• Können Produktionsdaten mit Seriennummern verknüpft werden, wenn ein Qualitätsproblem nachverfolgt werden muss?

Teil 4: Checkliste für Lieferantenfragen

Die folgende Tabelle kann bei Lieferantenaudits oder vierteljährlichen Geschäftsberichten verwendet werden.

Häufig gestellte Fragen

Sind 85 % OEE ein realistisches Ziel für eine Batteriepack-Produktionslinie?

Es handelt sich eher um einen nützlichen Richtwert als um eine Bestehensgrenze. Produktionslinien mit hohem Produktmix, die individuelle Verpackungen herstellen, haben mehr Umrüstungen als spezialisierte Produktionslinien für hohe Umsätze. Daher ist ein niedrigerer Wert nicht automatisch besorgniserregend. Eine stetige Verbesserung im Laufe der Zeit sagt in der Regel mehr aus als die absolute Zahl.

Sollten OEMs die Gesamtanlageneffektivität (OEE) verschiedener Lieferanten vergleichen?

Nur mit Vorsicht. Lieferanten definieren geplante Zeit und ideale Raten oft unterschiedlich, was direkte Vergleiche unzuverlässig macht. Letztendlich ist der wichtigste Maßstab für jeden Hersteller seine eigene bisherige Leistung.

Was passiert, wenn ein Lieferant die Produktionsdaten nicht herausgibt?

Manche Lieferanten behandeln Liniendaten als vertrauliche Geschäftsinformationen. Die Anfrage nach zusammengefassten Trends oder die Überprüfung von Zahlen vor Ort während eines Audits kann ein praktikabler Kompromiss sein. Eine vollständige Weigerung, über die Linienleistung zu sprechen, sollte bei der Qualifizierung vermerkt werden.

Wie oft sollten OEMs diese Kennzahlen überprüfen?

Eine Überprüfung bei der Qualifizierung und anschließend vierteljährlich ist für viele Programme ausreichend. Häufigere Überprüfungen sind während der Anlaufphase, nach einer Designänderung oder bei nachlassender Lieferleistung sinnvoll.

Ersetzen diese Kennzahlen Testberichte und Audits?

Nein. Prüfberichte, Zertifizierungen und Prozessaudits bestätigen, dass eine Verpackung sicher ist und ihren Spezifikationen entspricht. Kennzahlen der Produktionslinie liefern eine weitere Perspektive: Kann der Lieferant die Verpackung auch nach Produktionsbeginn in gleichbleibender Qualität liefern?