Ich schreibe mal ein paar Worte über Auslastung und wie ich mir die erkläre.

Kapazität

Um etwas über die Auslastung einer Maschine sagen zu können, muss ich zunächst zwei Dinge betrachten. Die maximale Kapazität etwas zu leisten, zu produzieren und die abgerufenen Kapazität für eine festgelegte Zeitspanne. Wenn eine Maschine 24 Stunden betrieben werden kann, ist diese volle Maschinenlaufzeit \$L=24h\$ also die maximale Kapazität.

Es ist unrealistisch, dass eine Maschine ohne Wartung ununterbrochen arbeitet und daher ist das oben nur eine ideale Kapazität bei voller Maschinenlaufzeit. Realistisch ist eine geplante Maschinenlaufzeit definiert durch volle Laufzeit \$L=24h\$ multipliziert mit einem Planungsfaktor \$P=0.85\$:

\$\text{geplante Maschinenlaufzeit} = L \cdot P = 24h \cdot 0.85 = 20.4h\$

Hier berücksichtigt der Planungsfaktor geplante, ungeplante Stillstände der Maschine, zum Beispiel für reguläre Wartungsarbeiten, Rüstarbeiten, oder auch Maschinendefekte. Der Planungsfaktor beschreibt also die Ausfallsicherheit der Maschine und kann natürlich erhöht werden, wird allerdings nie 1 (100%) erreichen.

Der oben angenommenen Planungsfaktor bedeutet, dass die Maschine 6 von 7 Tagen in der Woche bzw. ungefähr 313 von 365 Tage im Jahr läuft.

Auslastung

Die Auslastung \$A\$ in Prozent definiert sich als Quotient von tatsächlicher Maschinenlaufzeit und voller Maschinenlaufzeit \$L\$ multipliziert mit 100, also

\$A = \frac{\text{tatsächliche Maschinenlaufzeit}}{\text{volle Maschinenlaufzeit}}\cdot 100\$

Wobei die tatsächliche Maschinenlaufzeit die abgerufene Kapazität ist. Wenn ich annehme, dass eine Maschine nur in zwei Schichten betrieben wird, also 16 von 24 Stunden, habe ich eine Auslastung von

\$ A = \frac{16h}{24h} \cdot 100 = 66.67% \$.

Das klingt nicht hoch und ist es wohl auch nicht. Berücksichtige ich jetzt meine geplante Maschinenlaufzeit wird die Auslastung aber besser und realistischerweise entspricht die geplante Maschinenlaufzeit einer maximalen Kapazität, da wartungs- und ausfallfrei niemand für seine Maschine garantieren kann. Ich bekomme bei 16 Stunden Betrieb eine Auslastung von

\$ A = \frac{16h}{20.4h} \cdot 100 = 78.43% \$.

Schon besser. Damit ich eine hundertprozentige Auslastung hinbekomme, muss die Maschine die geplante Maschinenlaufzeit arbeiten und dürfte natürlich auch den entsprechenden Anteil an ungeplanten Ausfällen nicht in der Betriebszeit haben bzw. diese Zeiten müssen dann nachgeholt werden.

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Folgerungen

Ein Planungsfaktor von 80% oder größer gilt in der Industrie als guter Wert. Ein Zwei-Schichtbetrieb ist nicht ungewöhnlich und wenn man annimmt, dass eine Maschine bei ordentlicher Wartung kaum ungeplante Ausfälle hat, kann man sogar von Montag bis Samstag im Drei-Schichtbetrieb arbeiten und alle geplanten Wartungen auf den Sonntag verlagern. Dann ändert sich an der Auslastung der Maschine nichts, aber vielleicht ist ein solcher Betrieb aus anderen Gründen sinnvoller.

Grundsätzlich wird aber klar, dass eine Auslastung einer Maschine von über 80% eine hohe Zuverlässigkeit der Maschine selbst und einer Laufzeit in der Nähe der geplanten Laufzeit bedeutet. Die folgenden Tabelle zeigt ein paar Werte für die Auslastung einer Maschine im Zeitraum von sieben Tagen:

Table 1. Auslastung bei verschieden Planungsfaktoren und Arbeitszeiten
Arbeitszeit Planungsfaktor Kapazität Auslastung

24*5

0,80

134,4

89,29%

24*5

0,85

142,8

84,03%

24*5

0,90

151,2

79,37%

24*5

0,95

159,6

75.19%

24*5

0,99

166,3

72,15%

24*6

0,90

151,2

95,24%

24*6

0,95

159,6

90,23%

24*6

0,99

166,3

86,58%

Die Maschine wird in drei Schichten an fünf oder sechs Tagen betrieben und Wartungsarbeiten bzw. ungeplante Ausfälle an den freien Tagen durchgeführt.

Eine hohe Auslastung unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit ist anzustreben, um eine Maschine möglichst wirtschaftlich zu nutzen. Unterliegen die Kapazitätsanforderungen Schwankungen, dass heißt muss mal mehr und mal weniger produziert werden oder werden die zu verarbeitenden Teile nicht ganz gleichmäßig geliefert, ist es ratsam die dauerhafte Auslastung zwischen 80% und 90% zu halten. Warum das so ist erklärt die Warteschlangentheorie. Die beschäftigt sich mit der Analyse von Materialflüssen oder Bedienprozessen von Aufträgen.

Für Organisationen wird das schön in diesem Artikel https://www.softwareliefern.de/daily/2019/auslastung_vs_warteschlange.html dargestellt.

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Autos sind auch Maschinen

Wenn wir die Überlegungen von oben auf Autos anwenden, müssen wir zu dem Schluss kommen, dass die meisten Autos nicht aus Wirtschaftlichkeitsüberlegungen heraus angeschafft werden.

Natürlich kann ein Auto nicht dauernd fahren, schließlich muss getankt und andere Wartungs- und Reparaturarbeiten durchgeführt werden. Wenn man eine geplante Kapazität von 16 Stunden annimmt muss das Auto 12,8 Stunden fahren, um eine Auslastung von 80% zu erreichen. Den Planungsfaktor noch weiter zu reduzieren würde unsere Autobauer und die Ingenieure sicher beleidigen.

Es ist eher so, dass Autos deutlich weniger als 12,8 Stunden am Tag gefahren werden. Selbst Lastwagen, Taxis und Einsatzfahrzeuge (Polizei etc.) kommen nicht an diese Fahrzeiten. Nicht das LKW mal 16 Stunden fahren, aber nicht 7 Tage pro Woche. Taxen und Linienbusse kommen vermutlich am nächsten an die optimale Auslastung, wo bei das System ÖPNV ein anderes Lastproblem hat. Vielleicht schreibe ich dazu auch mal meine Gedanken auf.

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