Mensch im Mittelpunkt: So verändern intelligente Verbesserungen die Produktion

Lee Barnfield 
Local Business Head, Plastics & QMC

Mit welchen Herausforderungen werden Sie bei Kunden vor Ort am häufigsten konfrontiert?

Der Werkzeugwechsel im Spritzguss ist sowohl körperlich anspruchsvoll als auch mental belastend. Diese Bedingungen führen häufig zu Ermüdung, erhöhen die Fehleranfälligkeit und steigern das Unfallrisiko.

Einige Gefahren sind offensichtlich: Spritzgießwerkzeuge mit einem Gewicht von mehreren Tonnen müssen sicher bewegt und positioniert werden. Dabei bestehen Quetsch- und Klemmgefahren sowie sicherheitskritische Arbeitsschritte beim Spannen oder beim Einsatz von Krananlagen. Hinzu kommen typische Risiken auf dem Shopfloor, etwa Rutschgefahren durch austretendes Kühlmedium, Stolperstellen durch Schläuche oder Verbrennungsgefahren durch heiße Temperiermedien.

Oft entsteht zudem der Eindruck, dass Spritzgießmaschinen ursprünglich nicht für schnelle und ergonomische Werkzeugwechsel ausgelegt wurden. Bediener müssen komplexe, sich wiederholende Aufgaben in lauten, heißen und häufig beengten Arbeitsbereichen ausführen. Teilweise müssen sie sogar in die Maschine steigen, um Werkzeuge manuell zu verschrauben.

Neben den physischen Belastungen spielt auch der psychische Druck eine große Rolle. Tritt nach dem Wiederanschließen von Medienleitungen beispielsweise eine Leckage auf, stehen die Mitarbeitenden unter erheblichem Zeitdruck, die Produktion schnellstmöglich wieder anzufahren. In vielen Industriezweigen können bereits wenige Stunden Maschinenstillstand enorme Kosten verursachen, was den Druck zusätzlich erhöht.

Welche Lösungen empfehlen Sie in solchen Fällen?

Wir konzentrieren uns auf drei zentrale Bereiche des Werkzeugwechsels: Werkzeughandling, Werkzeugspannung und Medienkupplung. Genau hier interagieren Bediener am häufigsten mit der Anlage, und hier entstehen oft die größten Sicherheitsrisiken und Zeitverluste.

Für das Werkzeughandling bieten wir Transportwagen und Wechseltische an, die das sichere Positionieren von Werkzeugen an der Spritzgießmaschine erleichtern und manuelle Handhabung reduzieren. Je nach Anforderung können diese Systeme teil- oder vollautomatisiert ausgeführt werden.

Im Bereich der Werkzeugspannung stehen mechanische, hydraulische und magnetische Spannsysteme zur Verfügung. Das magnetische Spannsystem Stäubli QMC123 beispielsweise arbeitet mit einer integrierten Überwachungsfunktion. Die Maschine kann nur dann starten, wenn das Werkzeug korrekt gespannt ist. Dadurch entfallen manuelle Kontrollschritte, und die Prozesssicherheit wird deutlich erhöht.

Ein weiteres Beispiel sind Multikupplungssysteme für die Medienversorgung. Traditionell müssen Bediener oft zahlreiche Temperier-, Hydraulik- oder Pneumatikleitungen einzeln anschließen, häufig unterstützt durch handschriftliche Markierungen oder Farbcodes. Fehlerhafte Anschlüsse können Leckagen verursachen, die Inbetriebnahme verzögern oder sogar zu Anlagen- und Werkzeugschäden führen. Mit einer zentralen Multikupplung werden alle Leitungen in einem einzigen Schritt verbunden. Das erhöht die Sicherheit, verkürzt die Rüstzeit und verhindert Fehlanschlüsse.

Darüber hinaus verbessern diese Lösungen die Wiederholgenauigkeit von Werkzeugwechseln. Standardisierte Prozesse sorgen für gleichbleibende Abläufe, reduzieren bedienerabhängige Abweichungen und tragen so zu einer höheren Prozessstabilität sowie einer konstanten Produktqualität bei. Je stärker Werkzeugwechsel standardisiert werden, desto geringer wird das Risiko von Fehlern und ungeplanten Stillständen.

Warum bleiben unsichere oder ineffiziente Arbeitsweisen oft bestehen?

Ein Grund ist die Gewohnheit. Im Rahmen einer SMED-Analyse (Single-Minute Exchange of Die) stellen wir häufig fest, dass Sicherheitsrisiken oder Ineffizienzen im Laufe der Zeit zur Normalität geworden sind. Mitarbeitende sehen diese Herausforderungen oft nicht mehr bewusst, weil sie seit Jahren Teil des Arbeitsalltags sind. Hinzu kommt die Sorge, dass Veränderungen hohe Investitionen oder umfangreiche Umstellungen erfordern.

Dabei lautet eine unserer wichtigsten Botschaften: Für spürbare Verbesserungen muss nicht die gesamte Produktion umgebaut werden.

Ein besonderer Mehrwert der SMED-Analyse besteht darin, Transparenz zu schaffen. Sobald die tatsächlichen Zeiten einzelner Prozessschritte gemessen werden, sind viele Unternehmen überrascht, wie viel Produktionszeit durch kleine, wiederkehrende Tätigkeiten verloren geht. Wenn anschließend aufgezeigt wird, wie einfache Optimierungen diese Zeit zurückgewinnen können, verändert das oft die gesamte Sichtweise auf den Werkzeugwechselprozess.

Deshalb beginnen wir meist mit kostengünstigen Maßnahmen mit hoher Wirkung, beispielsweise durch die Optimierung der Medienanschlüsse, die Standardisierung von Schlauchlängen oder den Einsatz eines Werkzeugwagens. Diese Verbesserungen erfordern keine großen Investitionen, liefern aber oft messbare Ergebnisse.

Ein Praxisbeispiel zeigt das deutlich: Bei einem Kunden dauerte allein das Anschließen der Temperierleitungen 34 Minuten. Durch die Optimierung des Anschlussprozesses sowie den Einsatz effizienter Spann- und Kupplungssysteme konnte diese Zeit auf nur zwei Minuten reduziert werden. Das bedeutete einen zusätzlichen Produktionsgewinn von mehr als zwei Wochen pro Jahr. Die Investition amortisierte sich dabei bereits nach weniger als drei Monaten.

Welche Herausforderungen bestehen in der Branche weiterhin beim Thema Arbeitssicherheit und Ergonomie?

Die größte Herausforderung ist meiner Meinung nach nach wie vor die Denkweise. In vielen Produktionsumgebungen werden Prozesse noch immer primär um die Maschine herum gestaltet und nicht um die Menschen, die täglich mit ihr arbeiten.

Ein gutes Beispiel sind Spritzgießmaschinen. Sie wurden entwickelt, um robust, präzise und leistungsfähig zu sein, jedoch nicht unbedingt mit Fokus auf Ergonomie und Zugänglichkeit. Dadurch müssen Bediener häufig über Holme steigen, sich in beengte Bereiche hineinbeugen oder Werkzeuge in unkomfortablen und teilweise sicherheitskritischen Positionen manuell befestigen.

Diese Situationen entstehen meist nicht durch mangelnde Sorgfalt, sondern sind das Ergebnis historisch gewachsener Produktionskonzepte. Über viele Jahre standen vor allem Ausbringung und Produktivität im Vordergrund, während sich die Mitarbeitenden den Gegebenheiten anpassen mussten.

Genau hier setzen wir an: Wir zeigen Unternehmen, welche Potenziale moderne Werkzeugwechselprozesse bieten, und unterstützen sie dabei, Maßnahmen zu priorisieren, die gleichzeitig Sicherheit, Ergonomie und Effizienz verbessern.

Oft beginnen diese Optimierungen mit kleinen, pragmatischen Schritten. Langfristig erzielen jedoch vor allem solche Lösungen die größte Wirkung, die Fehlerquellen von vornherein eliminieren. Dazu gehören beispielsweise die Automatisierung manueller Arbeitsschritte, standardisierte Abläufe oder integrierte Sicherheitsfunktionen.

Wenn Prozesse nicht mehr von der fehlerfreien Ausführung unter Zeitdruck abhängen, profitieren Unternehmen von höherer Prozesssicherheit, besserer Wiederholbarkeit und einer deutlich einfacheren Prozesssteuerung. Das Ergebnis sind sicherere Arbeitsplätze, stabilere Produktionsabläufe und eine höhere Gesamtanlageneffektivität.

Wo sollten Hersteller ansetzen, wenn sie Verbesserungen erzielen möchten?

Der erste Schritt besteht darin, den Werkzeugwechselprozess genau zu analysieren. Dabei geht es nicht nur darum, die reine Rüstzeit zu betrachten, sondern auch die Prozesssicherheit, Wiederholbarkeit und die Herausforderungen, mit denen Bediener täglich konfrontiert sind.

Oft helfen dabei einfache Fragen:

• Warum haben Schläuche unterschiedliche Längen?
• Weshalb wird für bestimmte Arbeitsschritte eine Leiter benötigt?
• Warum befinden sich handschriftliche Notizen an Hochdruckanschlüssen?
• Gibt es manuelle Tätigkeiten, die sich standardisieren oder automatisieren lassen?

Wenn die Antwort auf solche Fragen lautet: „Das machen wir schon immer so“, besteht meist erhebliches Optimierungspotenzial.

Genau hier setzt ein strukturierter Ansatz wie SMED (Single-Minute Exchange of Die) an. Durch die systematische Analyse von Werkzeugwechseln werden Zeitverluste, Sicherheitsrisiken und unnötige Prozessschritte sichtbar gemacht. Bei Stäubli kombinieren wir diesen Ansatz mit unserer Expertise in den Bereichen Werkzeughandling, Werkzeugspannung und Medienkupplung – den Bereichen, in denen Fehlerquellen, Sicherheitsrisiken und Prozessschwankungen besonders häufig auftreten.

Das Ziel ist nicht zwangsläufig eine komplette Neugestaltung der Produktion. Oft führen bereits gezielte Maßnahmen zu messbaren Verbesserungen. Unternehmen können dadurch:

• die Arbeitssicherheit erhöhen,
• ergonomische Belastungen reduzieren,
• Stillstandszeiten verkürzen,
• Rüstprozesse standardisieren und
• die Prozessqualität nachhaltig verbessern.