Was kostet eine Stunde Maschinenstillstand? So rechnen Sie es für Ihren Betrieb
Der Maschinenstundensatz beantwortet die Frage nach den Stillstandskosten nicht. Wer die Kosten einer Stillstandsstunde sauber herleiten will, trennt zeitabhängige von ereignisabhängigen Kosten und rechnet mit den eigenen Zahlen.
Fragt man in einem Fertigungsbetrieb, was eine Stunde Maschinenstillstand kostet, kommt oft schnell eine Zahl: der Maschinenstundensatz aus der Kalkulation. Diese Zahl ist bekannt, abgestimmt und steht in jedem Angebot. Für die Frage nach den Kosten eines Stillstands ist sie trotzdem fast immer die falsche Grundlage. Der Stundensatz verteilt Kosten, die ohnehin anfallen. Ein Stillstand verursacht dagegen Kosten, die ohne ihn nicht entstanden wären. Dieser Artikel zeigt, wie Sie die Kosten einer Stillstandsstunde sauber herleiten, warum ein ungeplanter Lagertausch an der Spindel anders zu bewerten ist als ein geplanter und wie Sie daraus eine eigene Wirtschaftlichkeitsrechnung für eine Zustandsüberwachung aufbauen. Branchendurchschnitte finden Sie hier bewusst nicht. Ihre Zahlen sind die einzigen, die für Ihre Entscheidung zählen.
Warum der Maschinenstundensatz die falsche Antwort ist
Der Maschinenstundensatz setzt sich in der Regel aus kalkulatorischer Abschreibung, kalkulatorischen Zinsen, Raumkosten, Energie und Instandhaltung zusammen, geteilt durch die geplanten Laufstunden. Er dient dazu, Aufträge zu kalkulieren. Die meisten dieser Positionen laufen weiter, wenn die Maschine steht: Die Abschreibung ändert sich nicht, die Halle wird nicht kleiner, die Zinsen bleiben. Nur ein Teil der Energie fällt weg.
Wer den Stundensatz mit der Stillstandsdauer multipliziert, rechnet also überwiegend Kosten, die der Stillstand gar nicht verursacht hat. Gleichzeitig fehlt alles, was er tatsächlich auslöst: verlorene Aufträge, wartendes Personal, Ausschuss, Eilzuschläge und Schäden an Spindel, Werkstück oder Werkzeug. Die betriebswirtschaftlich richtige Frage lautet deshalb: Was hätten wir ohne den Stillstand mehr verdient oder weniger ausgegeben? Man spricht von entscheidungsrelevanten Kosten oder Opportunitätskosten.
Die Kernfrage
Läuft die betroffene Maschine an ihrer Kapazitätsgrenze? Wenn ja, ist jede verlorene Stunde ein verlorener Deckungsbeitrag. Wenn nein, lässt sich die Arbeit oft nachholen, und die Kosten bestehen vor allem aus Nachholaufwand. Diese eine Unterscheidung verändert das Ergebnis stärker als jede andere Annahme.
Die Kostenblöcke einer Stillstandsstunde
Die Kosten eines ungeplanten Stillstands lassen sich in sieben Blöcke gliedern. Nicht jeder Block fällt bei jedem Ereignis an. Die Tabelle zeigt, wann er relevant ist und wo im Betrieb die Zahlen liegen:
| Kostenblock | Wann er anfällt | Wo die Zahlen liegen |
|---|---|---|
| Entgangener Deckungsbeitrag | Wenn die Maschine ein Engpass ist und die Stunden nicht nachgeholt werden können | Kostenrechnung, Deckungsbeitrag je Maschinenstunde |
| Nachholkosten | Wenn die Arbeit verschoben wird: Überstunden, Sonderschichten, Fremdvergabe | Lohnabrechnung, Einkauf |
| Personal ohne Ersatztätigkeit | Wenn Bediener und Einrichter nicht sinnvoll umgesetzt werden können | Schichtplan, Stundensätze |
| Ausschuss und Nacharbeit | Wenn ein Werkstück in der Bearbeitung beschädigt wird oder der Wiederanlauf Prüfaufwand erzeugt | Qualitätswesen, Materialkosten |
| Folgeschäden | Wenn ein Lagerschaden weitere Teile der Spindel, das Werkzeug oder das Werkstück beschädigt | Instandhaltung, Reparaturrechnungen |
| Eilkosten | Wenn Ersatzteil oder Servicetechniker kurzfristig beschafft werden müssen | Einkauf, Servicerechnungen |
| Vertragsstrafen und Liefertreue | Wenn Liefertermine reißen und Verträge Strafen vorsehen | Vertrieb, Kundenverträge |
Entgangener Deckungsbeitrag
Der Deckungsbeitrag ist der Erlös abzüglich der variablen Kosten. Er ist der Betrag, der zur Deckung der Fixkosten und zum Gewinn beiträgt. Fällt eine voll ausgelastete Maschine aus, geht genau dieser Betrag verloren, sofern die Teile nicht auf einer anderen Maschine oder später gefertigt werden können. Bei einer Maschine mit freier Kapazität ist der entgangene Deckungsbeitrag dagegen oft nahe null, weil der Auftrag nur verschoben wird. Ehrlich gerechnet hängt der Wert also von der Auslastung im Zeitraum des Ausfalls ab, nicht von einem Jahresdurchschnitt.
Personal und Nachholkosten
Bediener, Einrichter und manchmal nachgelagerte Arbeitsplätze warten mit. Ob das Kosten verursacht, hängt davon ab, ob Sie die Mitarbeiter sinnvoll umsetzen können. Wird die Arbeit später nachgeholt, entstehen stattdessen Überstundenzuschläge oder Kosten für Sonderschichten. Beide Positionen sollten Sie nicht doppelt zählen: Entweder fehlt der Deckungsbeitrag, oder Sie holen die Arbeit mit Mehrkosten nach.
Ausschuss und Nacharbeit
Ein Lagerschaden, der während der Bearbeitung eskaliert, trifft häufig ein Werkstück, an dem schon Stunden Bearbeitungszeit hängen. Bewertet wird es mit Material und bisher angefallenen Fertigungskosten. Dazu kommt der Aufwand nach der Reparatur: Einmessen, Probeteile, zusätzliche Prüfungen, bis das erste Gutteil wieder freigegeben ist.
Folgeschäden an Spindel, Werkstück und Werkzeug
Ein Wälzlager, das bis zum Ausfall läuft, beschädigt oft mehr als sich selbst. Je nach Schadensverlauf können Lagersitze, Welle oder Werkzeugaufnahme betroffen sein. Aus einem Lagertausch wird dann eine Spindelinstandsetzung oder ein Spindeltausch. Wie sich ein Lagerschaden entwickelt und wann er erkennbar ist, beschreibt der Artikel Wälzlagerschaden früh erkennen.
Eilkosten, Vertragsstrafen und Liefertreue
Ungeplant heißt: Das Ersatzteil wird per Express beschafft, der Servicetechniker kommt zum nächstmöglichen Termin, oft mit Zuschlägen für Anfahrt außerhalb der Regelarbeitszeit. Ob eine Tauschspindel überhaupt verfügbar ist, entscheidet über Tage. Reißt dadurch ein Liefertermin, greifen bei manchen Kundenverträgen Vertragsstrafen. Schwerer zu beziffern, aber real, ist der Schaden an der Lieferantenbewertung. Diesen Posten sollten Sie nur ansetzen, wenn Sie ihn begründen können, etwa mit einer konkreten Vertragsklausel.
Die Formel: zeitabhängige und ereignisabhängige Kosten trennen
Viele der Blöcke wachsen nicht mit der Dauer, sondern fallen einmal pro Ereignis an. Ein beschädigtes Werkstück kostet dasselbe, ob die Maschine danach zwei oder zwanzig Stunden steht. Deshalb ist es sauberer, zuerst die Kosten eines Ausfallereignisses zu berechnen und daraus erst am Ende einen Stundenwert abzuleiten:
Der Stundenwert k_Stunde ist nützlich, um Ereignisse zu vergleichen und Rechenhilfen zu füttern. Er hat aber eine Schwäche: Bei kurzen Stillständen dominieren die Einmalkosten, bei langen die zeitabhängigen. Wer einen Stundenwert aus einem langen Ausfall auf einen kurzen überträgt, rechnet falsch. Rechnen Sie deshalb pro Ereignistyp, zum Beispiel „Lagerschaden an der Spindel, ungeplant“.
Die Stillstandsdauer t zählt dabei nicht bis zum Ende der Reparatur, sondern bis zum ersten freigegebenen Gutteil. Wartezeit auf das Ersatzteil, Einbau, Einmessen und Probeteile gehören dazu.
Rechenbeispiel: Kosten eines Maschinenstillstands mit angenommenen Werten
Das folgende Beispiel soll nur den Rechenweg zeigen. Alle Werte sind frei gewählt und beschreiben keinen Durchschnitt und keine reale Maschine. Angenommen, an einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum, das in diesem Zeitraum ein Engpass ist, fällt ein Spindellager während der Bearbeitung aus:
| Position | Annahme | Betrag |
|---|---|---|
| Stillstandsdauer bis zum ersten Gutteil | 40 h Maschinenzeit | |
| Entgangener Deckungsbeitrag | 40 h × 150 € | 6.000 € |
| Personal ohne Ersatztätigkeit | 8 h × 50 € | 400 € |
| Werkstück in der Maschine | 1 Teil | 1.200 € |
| Spindelinstandsetzung statt Lagertausch | Mehrkosten | 5.000 € |
| Eilzuschläge Ersatzteil und Service | pauschal | 1.500 € |
| Vertragsstrafe | keine vereinbart | 0 € |
| Summe je Ereignis | 14.100 € | |
| Rechnerisch je Stillstandsstunde | 14.100 € / 40 h | rund 353 € |
In diesem Beispiel machen die Einmalkosten mehr als die Hälfte der Summe aus. Hätte die Maschine freie Kapazität gehabt, fiele der Deckungsbeitrag weg, dafür kämen Überstundenzuschläge hinzu. Die Reparatur selbst, also der Lagertausch, ist in der Tabelle nicht enthalten, weil er auch bei geplantem Vorgehen anfällt. Nur die Mehrkosten durch den Folgeschaden sind eingerechnet. Diese Trennung ist wichtig für den nächsten Schritt.
Geplanter und ungeplanter Lagertausch im Vergleich
Ein Spindellager muss irgendwann getauscht werden. Die Frage ist nicht ob, sondern unter welchen Bedingungen. Derselbe technische Vorgang kostet sehr unterschiedlich viel, je nachdem, ob er überrascht oder geplant wird:
| Merkmal | Ungeplant | Geplant |
|---|---|---|
| Zeitpunkt | Während der Produktion, oft mitten im Auftrag | In einem gewählten Fenster, etwa am Wochenende oder zwischen zwei Aufträgen |
| Ersatzteil und Service | Eilbeschaffung, nächster freier Termin | Normale Lieferzeit, abgestimmter Termin |
| Umfang | Häufig mit Folgeschäden an Sitzen, Welle oder Aufnahme | Meist auf das Lager begrenzt, wenn der Schaden früh erkannt wurde |
| Werkstück | Kann in der Maschine beschädigt werden | Auftrag wird vorher fertiggestellt |
| Personal | Wartet oder wird kurzfristig umgeplant | Ist anders eingeplant |
| Liefertermine | Unklar, bis die Ursache feststeht | In der Planung berücksichtigt |
Der wirtschaftliche Nutzen einer frühen Schadenserkennung liegt genau in dieser Differenz. Die Reparatur wird nicht kostenlos. Sie wird verschoben, planbar und im besten Fall kleiner. Wie früh ein Schaden sichtbar wird, hängt von Lagerbauart, Last, Drehzahl und Schmierung ab. Eine Vorhersage auf den Tag kann seriös niemand geben. Was eine Überwachung leisten kann, ist ein Hinweis mit Begründung, sobald sich das Schwingungsbild der Spindel von ihrer Normallage entfernt. Mehr dazu im Leitfaden zur Spindelüberwachung.
Die eigene Wirtschaftlichkeitsrechnung aufbauen
Aus den Ereigniskosten lässt sich eine einfache Rechnung für eine Zustandsüberwachung ableiten. Entscheidend ist, dass Sie nur den Teil ansetzen, der sich durch frühe Erkennung tatsächlich ändern lässt:
Drei Hinweise zur Anwendung:
- N aus der eigenen Historie schätzen. Instandhaltungsaufträge und Reparaturrechnungen der letzten Jahre zeigen, wie oft Spindellager betroffen waren. Bei wenigen Maschinen ist diese Zahl klein und schwankt stark. Rechnen Sie dann mit einer Spanne statt mit einem Mittelwert.
- a ehrlich wählen. Nicht jeder Schaden wird früh genug erkannt, nicht jede Meldung führt zu einem rechtzeitigen Tausch. Rechnen Sie mit mehreren Werten und sehen Sie, ab welchem Anteil sich die Rechnung trägt. Dieser Schwellenwert ist aussagekräftiger als ein einzelnes Ergebnis.
- Nur zählen, was überwacht wird. Eine Spindelüberwachung verhindert keine Ausfälle an Vorschubachsen, Werkzeugwechsler oder Kühlmittelsystem. Diese Ereignisse gehören nicht in N.
Für einen schnellen Überschlag gibt es auf unserer Startseite eine Rechenhilfe. Sie arbeitet mit Stillstandsstunden, Kosten je Stunde und Ihrer eigenen Schätzung, welcher Anteil vermeidbar wäre. Eine Ersparnisquote setzen wir dort bewusst nicht ein. Folgeschäden sind in der Rechenhilfe nicht enthalten. Für eine belastbare Entscheidung empfehlen wir die ausführliche Rechnung nach der Formel oben.
Woher Sie die Zahlen bekommen
Die meisten Werte liegen bereits im Betrieb vor, nur an verschiedenen Stellen. Ein halber Tag mit Kostenrechnung, Instandhaltung und Fertigungsplanung reicht oft für eine erste belastbare Fassung:
- Stillstandszeiten: aus der Maschinen- oder Betriebsdatenerfassung, sonst aus Instandhaltungsaufträgen. Achten Sie darauf, dass die Zeit bis zum ersten Gutteil erfasst ist, nicht nur die Reparaturdauer.
- Deckungsbeitrag je Maschinenstunde: aus der Kostenrechnung. Fragen Sie nach dem Wert für die Zeiträume, in denen die Maschine ausgelastet war.
- Reparatur- und Eilkosten: aus den Rechnungen des Spindelservice. Vergleichen Sie, wenn vorhanden, einen geplanten mit einem ungeplanten Fall.
- Ausschuss: aus Qualitätsmeldungen, bewertet mit Material und bisheriger Bearbeitungszeit.
- Vertragsstrafen: aus den Kundenverträgen. Nur ansetzen, wenn eine Klausel existiert.
Wenn Ihnen für einen Block keine Zahl vorliegt, lassen Sie ihn weg und vermerken das. Eine Rechnung, die vorsichtig ist und das offen sagt, überzeugt in der Geschäftsführung mehr als eine vollständige mit geschätzten Aufschlägen. Wie sich Stillstände auf die Gesamtanlageneffektivität auswirken, zeigt der Artikel OEE an CNC-Maschinen.
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Kosten eines Maschinenstillstands?
Trennen Sie zeitabhängige Kosten wie entgangenen Deckungsbeitrag und wartendes Personal von Kosten, die einmal je Ereignis anfallen, etwa Ausschuss, Folgeschäden, Eilzuschläge und Vertragsstrafen. Berechnen Sie zuerst die Kosten je Ereignis und teilen Sie erst dann durch die Stillstandsdauer, wenn Sie einen Stundenwert brauchen.
Ist der Maschinenstundensatz gleich den Stillstandskosten?
Nein. Der Maschinenstundensatz verteilt Kosten wie Abschreibung, Zinsen und Raumkosten, die auch bei stehender Maschine anfallen. Die Stillstandskosten sind die Kosten, die ohne den Stillstand nicht entstanden wären. Sie hängen vor allem davon ab, ob die Maschine ein Engpass ist.
Gibt es einen Durchschnittswert für Stillstandskosten pro Stunde bei CNC-Maschinen?
Ein allgemeingültiger Wert ist nicht sinnvoll, weil Auslastung, Teilespektrum, Verträge und Reparaturumfang von Betrieb zu Betrieb stark abweichen. Pauschale Werte aus dem Internet sagen wenig über Ihre Maschine. Mit den Formeln in diesem Artikel kommen Sie in wenigen Stunden zu einem eigenen, begründeten Wert.
Wann rechnet sich eine Zustandsüberwachung für Spindeln?
Wenn die Differenz zwischen ungeplantem und geplantem Lagertausch, multipliziert mit der Zahl der Schäden und dem Anteil, der rechtzeitig erkannt wird, die Kosten der Überwachung übersteigt. Rechnen Sie mit mehreren Werten für diesen Anteil und prüfen Sie, ab welchem Wert sich die Investition trägt.
Was kostet eine Anbindung an Ihr System?
Das hängt von Steuerung, Zahl der Maschinen und Messstellen ab. Wir nennen Ihnen im Erstgespräch eine konkrete Zahl, damit Sie sie in Ihre eigene Rechnung einsetzen können. Den Ablauf beschreibt die Seite Ablauf und Voraussetzungen, einen Termin vereinbaren Sie über Kontakt.
Über den Autor
Sascha P. Forbach ist Gründer von Forbach & Partners und Software-Architekt der Spindelüberwachung. Seit zwölf Jahren berät er produzierende Betriebe zu Prozessqualität und Anlagenverfügbarkeit. Mehr über uns