Kabelfertigung planen: Überall ausgelastet und nichts versandbereit

Gehen Sie an einem Donnerstagnachmittag durch ein Kabelwerk, und jede Abteilung sieht gut aus. Das Drahtziehen hat seine Tonnage geschafft. Die Verseilung lief alle drei Schichten. Isolierung und Ummantelung haben ihre Wochenziele übertroffen. Dann fragen Sie die Logistik, was diese Woche versandbereit ist, und die Antwort lautet: fast nichts.

Das ist das klassische Kabelparadox. Die Produktionsplanung in der Kabelfertigung hat die Aufgabe, jeden Kundenauftrag durch eine Kette voneinander abhängiger Prozesse zu führen – vom Kupferwalzdraht bis zum geprüften Kabel auf der Trommel –, sodass am Ende die richtigen Längen zur richtigen Zeit ankommen. Jede Maschine auszulasten ist eine andere Aufgabe, und beide ziehen oft in entgegengesetzte Richtungen.

Der Fertigungsweg eines Kabels, Schritt für Schritt

Ein typisches Energiekabel durchläuft folgenden Weg. Die Schritte unterscheiden sich je nach Produkt, das Grundmuster bleibt gleich:

1. Drahtziehen. Kupfer- oder Aluminiumwalzdraht wird durch Ziehsteine auf den geforderten Durchmesser gezogen.
2. Verseilen. Einzeldrähte werden zu einem Leiter verseilt.
3. Isolierung (Extrusion). Eine Kunststoff- oder Gummimischung wird um den Leiter extrudiert; so entsteht eine isolierte Ader.
4. Verseilen der Adern. Mehrere Adern werden zusammen verseilt, oft mit Zwickelfüllern.
5. Ummantelung. Ein Außenmantel wird über den gesamten Aufbau extrudiert.
6. Prüfung. Elektrische und maßliche Prüfungen an der fertigen Länge.
7. Aufwickeln. Das Kabel wird auf die Versandtrommel gewickelt und etikettiert.

Nun zur Zeit. Für einen Beispielauftrag summiert sich die Maschinenzeit so: Drahtziehen 6 Stunden, Verseilen 10, Isolierung 12, Aderverseilung 8, Ummantelung 10, Prüfung 4, Aufwickeln 3. Das sind 53 Stunden tatsächliche Arbeit, etwas mehr als zwei Tage. Trotzdem kann derselbe Auftrag problemlos drei Wochen im Werk verbringen.

Die Differenz ist Warten. Zwischen den Schritten liegt das Produkt auf einer Trommel in der Warteschlange. Dort steckt der größte Teil der Durchlaufzeit – und des Geldes.

Warum ausgelastete Maschinen noch kein versandtes Kabel bedeuten

Jede Stufe hat ihre eigene Wirtschaftlichkeit. Drahtziehen und Extrusion bevorzugen lange Läufe mit demselben Querschnitt oder derselben Mischung, denn jeder Rüstwechsel kostet Zeit und Ausschuss. Also bildet jede Abteilung Kampagnen: diese Woche alles in 2,5 mm², morgen alles in schwarzem PVC.

Jede Kampagne ist für sich genommen sinnvoll. Zusammen erzeugen sie Halbfabrikate, die nicht zueinander passen. Die Verseilung hat Leiter für Aufträge gefertigt, die die Ummantelung erst nächste Woche sieht, während der eine Auftrag, der Freitag fällig ist, auf eine Ader wartet, die die Isolierung für Montag eingeplant hat.

Denken Sie an einen Staffellauf, bei dem jeder Läufer schnell ist, der Stab aber bei jeder Übergabe eine Minute auf dem Boden liegt. Niemand im Team ist langsam. Das Team verliert trotzdem.

Die Balance zwischen langen Kampagnen und schnellem Fluss ist ein eigenes Thema, behandelt im Beitrag zur Rüstoptimierung. Kurz gesagt: Bemessen Sie Kampagnen danach, was die nächste Stufe braucht, nicht danach, was diese Stufe gut aussehen lässt.

Kupfer im WIP: was Warten wirklich kostet

WIP (Umlaufbestand) ist in der Kabelfertigung teuer, weil Kupfer teuer ist. Hier eine Beispielrechnung mit einem runden Kupferpreis von, sagen wir, 9.000 $ je Tonne. Setzen Sie für Ihr Werk den Tagespreis ein.

Angenommen, Ihr Werk schleust an jedem Arbeitstag 5 Tonnen Kupfer durch die Produktion, und das Kupfer verbringt im Durchschnitt 14 Tage zwischen Walzdraht und versandtem Kabel. Nach Little’s Law liegt zu jedem Zeitpunkt folgende Kupfermenge im WIP:

• 5 t pro Tag × 14 Tage = 70 t im WIP
• 70 t × 9.000 $ = 630.000 $ gebunden

Nur etwa zwei dieser 14 Tage sind echte Bearbeitung. Verkürzen Sie nun das Warten, sodass der Durchschnitt auf 8 Tage sinkt:

• 5 t × 8 Tage = 40 t, im Wert von 40 × 9.000 $ = 360.000 $
• Freigesetztes Kapital: 630.000 $ − 360.000 $ = 270.000 $

Bei Kapitalkosten von 10 % pro Jahr sind das allein 27.000 $ jährliche Kapitalbindungskosten – das Kupferpreisrisiko für Metall, das Sie gekauft haben, aber noch nicht fakturieren können, noch nicht eingerechnet. Dieselben Maschinen, derselbe Ausstoß. Nur das Warten hat sich verändert.

Die vier Arten von WIP

Nicht jeder WIP ist schlecht, und die Lösung hängt von der Art ab. Gehen Sie die Warteschlangen ab und ordnen Sie jede Trommel einer von vier Gruppen zu:

• Bewusste Puffer. Sie schützen einen geplanten nachgelagerten Arbeitsgang, meist den Engpass. Behalten Sie sie und dimensionieren Sie sie gezielt.
• Überproduktion. Gefertigt, weil die Maschine frei war, ohne dass nachgelagert ein Termin dafür bestand. Geben Sie so etwas nicht mehr frei.
• Blockierte Arbeit. Wartet auf fehlendes Material, eine freie Trommel oder eine Entscheidung. Hier braucht es jemanden, der die Blockade löst, nicht mehr Kapazität.
• Verdrängte Arbeit. Immer wieder nach hinten geschoben, weil sich Prioritäten ändern. Meist ein Zeichen dafür, dass Terminzusage und Feinplanung nicht miteinander reden.

Beginnen Sie mit den ältesten und wertvollsten Trommeln. Stellen Sie zu jeder vier Fragen: Welcher Auftrag braucht sie, was ist ihr nächster Arbeitsgang, was hält sie auf, und wann ist sie eingeplant? Wenn niemand antworten kann, hilft mehr Produktion nicht.

Längen und Trommeln: die Hürden, die niemand plant

In der Kabelfertigung reicht die Menge allein nicht aus. Ein Auftrag über 3 × 1.000 m ist etwas anderes als ein Auftrag über 3.000 m. Ein Kunde, der durchgehende Längen von 1.000 m braucht, kann mit zwei Stücken à 500 m nichts anfangen, auch wenn der Bestandsbericht sie zu 1.000 addiert.

Damit wird die Länge an jeder Stufe zur Hürde. Der Leiter muss lang genug für die Ader sein, die Ader lang genug für den verseilten Aufbau und so weiter entlang des Arbeitsplans, jeweils mit Prozesszuschlägen. Werke für Glasfaserkabel unterliegen derselben Regel sogar noch strenger, wie im Beitrag zur Planung in der Glasfaserkabelfertigung beschrieben.

Die zweite Hürde ist die Trommel. Jede Zwischenlänge liegt auf einer Prozesstrommel, und jede Fertiglänge braucht eine Versandtrommel der passenden Größe. Ist die richtige Trommel nicht frei, steht die Linie genauso still, als wäre das Kupfer ausgegangen. Wie viel Kabel auf eine bestimmte Trommel passt und wie man Trommeln als Kapazität plant, erklärt der Beitrag zu Kabeltrommeln und Behältern.

Der Mythos: „Wenn jede Abteilung ihr Ziel erreicht, ist im Werk alles in Ordnung“

Abteilungsziele messen den Ausstoß. Kunden messen vollständige Aufträge. Ein Werk kann die Tonnage an jeder Stufe steigern und trotzdem weniger ausliefern, weil die zusätzliche Tonnage der falsche Mix am falschen Ort ist.

Ein besserer Test für die Wochenbesprechung: Wie viele Aufträge sind eine Stufe näher an den Versand gerückt, und wie viele Trommeln warten schon länger als eine Woche? Diese Zahlen lassen sich schwerer schönrechnen.

Warum Stammdaten in der Kabelfertigung alles schwieriger machen

Eine einzige Kabelfamilie kann Tausende Konstruktionen bedeuten: Querschnitt, Aderzahl, Isoliermischung, Farbe, Manteltyp, Bewehrung. Jede Konstruktion hat ihr eigenes Datenblatt, ihre eigenen Verbrauchsnormen pro Kilometer und ihre eigene Technologiekarte, und kleine Unterschiede ändern, welche Maschinen und Werkzeuge sie fertigen können. Wie aus einem Datenblatt Normen und eine Technologiekarte werden, zeigt der Beitrag Kabeldatenblatt, Verbrauchsnormen und Technologiekarte.

Wie factory.online hilft

In factory.online lässt sich jede Zwischenlänge als eigene Charge in einem Behälter verfolgen – einer Trommel mit bekannter Länge und bekanntem Lagerort. So sieht der Planer „1.040 m Ader auf Trommel 17 in der Warteschlange vor der Isolierung“ statt „3.200 m am Lager“. Jeder Fertigungsauftrag bleibt mit dem zugrunde liegenden Kundenauftrag verknüpft, sodass sich eine wartende Trommel bis zum Kunden zurückverfolgen lässt. Die Feinplanung gegen begrenzte Kapazität zeigt im Gantt-Diagramm, ob für den Freitagstermin der Ummantelung das Vormaterial tatsächlich bereitsteht.

Für Kabelhersteller führt CablePLM Kabelkonstruktionen, technische Berechnungen, Stücklisten und technische Datenblätter im Entwicklungs- und Freigabeprozess zusammen. Diese Entwicklungsunterlagen bilden eine Grundlage, um die in der Produktionsplanung verwendeten Produktdaten zu prüfen.

Wenn Ihr Werk überall ausgelastet und trotzdem im Verzug ist, vereinbaren Sie eine Demo und bringen Sie die Liste der Trommeln mit, die am längsten warten.