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Fertigungsplanung und Produktionssteuerung – Ausschuss und Nacharbeit bewerten

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Fertigungsplanung und Produktionssteuerung – Ausschuss und Nacharbeit bewerten

Einleitung

Ausschuss und Nacharbeit beeinflussen Kosten, Kapazität, Durchlaufzeit und Liefertreue. In diesem aiMOOC für die Ausbildung bewertest Du Fehler mit Kennzahlen, ordnest Ursachen ein und vergleichst Verbesserungsmaßnahmen. Alle Betriebsdaten des Ausbildungsfalls sind fiktiv. Der Kurs verlangt keine Uploads und keinen externen KI-Zugriff.

Fehler beim Erstellen des Vorschaubildes:

Kurzbeschreibung: Ursachen erkennen – Kosten berechnen – Maßnahmen begründet auswählen.

Zielgruppe: Ausbildung in Metalltechnik, Zerspanungsmechanik, Industriemechanik, Maschinen- und Anlagenführung sowie angrenzenden Produktionsberufen.

Lernzeit: ca. 45–70 Minuten in kurzen Einheiten.

Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du Ausschuss und Nacharbeit unterscheiden, Ausschuss-, Nacharbeits- und Erstausbeutequoten berechnen, direkte Fehlerkosten bewerten, Ursachen mit 5-Why und 6M strukturieren und eine Maßnahme für die Produktionsplanung und -steuerung begründen.

Sicherheit und Datenschutz

Die Fertigungssimulationen dieses Kurses laufen nur auf Papier, in Tabellen oder in einem ausdrücklich dafür vorgesehenen Simulationsmodus. Du startest keine reale Maschine, überträgst keine Beispielwerte auf reale Anlagen, umgehst keine Schutzeinrichtungen und änderst keine Maschinenparameter. Im Betrieb gelten Betriebsanweisung, Unterweisung und Freigabe durch Fachpersonal. Für die Aufgaben ist weder ein Upload noch ein Konto bei einem KI-Dienst erforderlich.

Lerneinheit 1: Ausschuss, Nacharbeit und Erstausbeute

Ausschuss sind fehlerhafte Teile, die die geforderte Qualität nicht erreichen und nicht wirtschaftlich bzw. nicht zulässig in den Sollzustand gebracht werden. Nacharbeit ist zusätzliche Arbeit an einem fehlerhaften Teil, damit die festgelegte Anforderung noch erreicht werden kann. Erstausbeute betrachtet Teile, die ohne Nacharbeit direkt gut sind.

Merksatz: Nacharbeit kann ein Teil retten, verbraucht aber Zeit und Geld. Ausschuss vernichtet bereits eingesetzte Ressourcen.

Werkzeug- und Messmittelbilder

Datei:Drill bits.jpg

Arbeitsauftrag A – Beobachten: Benenne zu jedem Bild eine mögliche Rolle im Prozess: Bearbeiten, Bohren, Prüfen oder Feinmessen. Notiere zusätzlich, an welcher Stelle ein Fehler entstehen oder entdeckt werden könnte.

Begründetes Feedback: Eine gute Antwort trennt Fehlerentstehung von Fehlerentdeckung. Ein Messmittel erzeugt die Maßabweichung normalerweise nicht; es hilft, sie zu erkennen. Ein verschlissenes oder ungeeignet eingesetztes Werkzeug kann dagegen die Prozessqualität beeinflussen.

Lerneinheit 2: Kennzahlen schnell berechnen

Kennzahl	Formel	Aussage
Ausschussquote	Ausschussteile / Gesamtmenge × 100 %	Anteil endgültig nicht brauchbarer Teile
Nacharbeitsquote	nachzuarbeitende Teile / Gesamtmenge × 100 %	Zusatzaufwand durch korrigierbare Fehler
Erstausbeute	ohne Nacharbeit gute Teile / Gesamtmenge × 100 %	Prozessgüte beim ersten Durchlauf

Ablaufanimation: Die Werkzeugbahn verdeutlicht, dass Fertigung aus geplanten Bewegungs- und Prüfschritten besteht. Fehler können deshalb sowohl aus Planung als auch aus Ausführung und Kontrolle entstehen.

Ausbildungsfall: Auftrag 4711 „Alu-Halter“

Fiktiver Fertigungsauftrag: 500 Aluminiumhalter werden in einer Schicht gefertigt. Kritisch sind eine Fräsnut 20,00 ± 0,05 mm, eine Bohrungsposition und gratfreie Funktionskanten.

Ergebnis der Prüfung	Stück	Bewertung
Direkt gut	455	ohne Nacharbeit freigabefähig
Grat an Funktionskante	18	nach Freigabe nacharbeitbar
Nut zu schmal	12	nach Freigabe nacharbeitbar
Nut zu breit	9	Ausschuss
Bohrungsbild falsch	6	Ausschuss

Von 30 nachgearbeiteten Teilen bestehen 27 die erneute Prüfung. 3 Teile werden danach Ausschuss.

Ergebnis: Erstausbeute = 455 / 500 = 91,0 %. Nacharbeitsquote beim ersten Prüfdurchlauf = 30 / 500 = 6,0 %. Endgültiger Ausschuss = 18 Teile, also 3,6 %. Endgültig gute Teile = 482, also 96,4 %.

Gestufte Hilfen

Stufe	Hilfe
Hilfe 1	Markiere zuerst Gesamtmenge, direkt gute Teile, Nacharbeit und endgültigen Ausschuss.
Hilfe 2	Für eine Quote teilst Du die gesuchte Teilmenge durch 500 und multiplizierst mit 100.
Hilfe 3	Endgültiger Ausschuss = 15 sofortige Ausschussteile + 3 nach erfolgloser Nacharbeit.

Lerneinheit 3: Fehlerkosten bewerten

Im Ausbildungsfall gelten folgende fiktive Kalkulationswerte: Herstellkosten bis zur Prüfung 18 € je Teil, zusätzliche Nacharbeit 8 € je nachgearbeitetem Teil. Weitere Folgen wie Lieferverzug, Prüfkosten, Restwert, Reklamation oder Imagewirkung sind hier bewusst nicht eingerechnet.

Kostenblock	Rechnung	Betrag
Ausschussverlust	18 Teile × 18 €	324 €
Nacharbeitsmehrkosten	30 Teile × 8 €	240 €
Direkte interne Fehlerkosten	324 € + 240 €	564 €

Begründetes Feedback: 564 € sind hier die direkt angesetzten internen Fehlerkosten des fiktiven Falls. Das ist nicht automatisch der gesamte wirtschaftliche Schaden, weil Kapazitätsverlust, Terminrisiko und externe Fehlerfolgen fehlen.

Basisaufgabe

Berechne die Ausschussquote, wenn 12 von 400 Teilen endgültig Ausschuss sind.

Feedback: 12 / 400 × 100 = 3,0 %. Du verwendest die endgültige Ausschussmenge, nicht die Zahl aller auffälligen Teile.

Anwendungsaufgabe

Im Ausbildungsfall benötigt jede Nacharbeit im Mittel 6 Minuten. Berechne die gebundene Nacharbeitszeit für 30 Teile.

Feedback: 30 × 6 Minuten = 180 Minuten. Diese drei Stunden fehlen als verfügbare Kapazität für andere Aufträge, sofern keine Reserve vorhanden ist.

Transferaufgabe

Begründe, warum eine reine Endkontrolle die Ausschusskosten nicht sicher senkt.

Feedback: Endkontrolle kann Fehler entdecken und Kundenauslieferungen verhindern, beseitigt aber die Fehlerursache im Prozess nicht. Nachhaltige Senkung verlangt zusätzlich Ursachenanalyse und wirksame Prozessmaßnahmen.

Lerneinheit 4: Ursachen finden

Mögliche Ursachen lassen sich mit 6M ordnen: Mensch, Maschine, Material, Methode, Messung und Mitwelt. Für eine belastbare Bewertung brauchst Du Belege wie Messwerte, Prüfprotokolle, Werkzeugstandzeiten oder Beobachtungen.

Fiktive Befunde im Fall 4711: Grat und schmale Nut treten vor allem nach längerer Werkzeugnutzung auf. Für das Material gibt es keinen dokumentierten Werkzeugwechselpunkt. Das Prüfintervall ist groß genug, dass eine Drift erst spät auffällt. Beim falschen Bohrungsbild wurde nach einem Programmwechsel die Freigabeprüfung nicht dokumentiert.

Arbeitsauftrag B – 5-Why: Formuliere für „zu viele gratige Teile“ mindestens drei aufeinander aufbauende Warum-Fragen. Jede Antwort muss durch einen fiktiven Befund des Falls belegbar sein.

Begründetes Feedback: Stark ist eine Kette, wenn sie nicht bei „Bedienfehler“ endet, sondern einen veränderbaren Prozessfaktor benennt, etwa fehlenden Standard, fehlende Werkzeugstandzeit oder unzureichendes Prüfintervall.

Lerneinheit 5: Maßnahmen auswählen und steuern

Ablaufanimation: Eine automatisierte Messbewegung zeigt das Prinzip geplanter, wiederholbarer Prüfung. Entscheidend ist nicht nur „mehr prüfen“, sondern wann, was und mit welcher Reaktion geprüft wird.

Für den nächsten fiktiven Auftrag werden zwei Ansätze verglichen:

Maßnahme	Erwarteter Effekt	Zusatzkosten pro Schicht	Bewertung
Nur zusätzliche Endkontrolle	Fehler werden später sicherer entdeckt	90 €	schützt den Kunden, greift die Ursache aber kaum an
Werkzeugstandzeit festlegen + Freigabeprüfung nach Programmwechsel + kürzeres Prüfintervall	5 Ausschussteile und 12 Nacharbeitsteile erwartet	65 €	greift Ursachen und frühe Erkennung gemeinsam an

Für die zweite Maßnahme ergeben sich mit den fiktiven Annahmen: 5 × 18 € Ausschuss + 12 × 8 € Nacharbeit + 65 € Maßnahme = 251 €. Gegenüber 564 € sind das 313 € weniger relevante Kosten pro Schicht. Gleichzeitig sinkt die Nacharbeitszeit von 180 auf 72 Minuten; 108 Minuten Kapazität werden frei.

Begründetes Feedback: Die zweite Maßnahme ist im Fall vorzuziehen, weil sie Fehlervermeidung und frühe Entdeckung verbindet. Die Rechnung ist eine Modellentscheidung mit fiktiven Daten; in einem realen Betrieb müssten Wirksamkeit, Risiko und tatsächliche Kosten nachgemessen werden.

Sichere Fertigungssimulation

Datei:CNC lathe.webm

Arbeitsauftrag C – nur Simulation: Arbeite mit Karten, Tabellenkalkulation oder einer freigegebenen Lernsoftware im Simulationsmodus. Lege für 20 virtuelle Teile nacheinander die Zustände „gut“, „Nacharbeit“ oder „Ausschuss“ fest. Simuliere anschließend eine Maßnahme, die die Fehlerwahrscheinlichkeit senkt. Vergleiche Ausschussquote, Nacharbeitsquote und benötigte Zeit. Keine Werte an eine reale Maschine übertragen.

Simulationskarten

Ereignis	Deine Reaktion in der Simulation	Begründung
Messwert nähert sich Toleranzgrenze	Prüfintervall verkürzen und Ursache prüfen	Drift soll vor Ausschuss sichtbar werden
Werkzeugstandzeit überschritten	Prozess nach betrieblichem Standard stoppen und Freigabe veranlassen	Vermeidung ist günstiger als ungeprüft weiterzufertigen
Programmwechsel	Freigabeprüfung vor Serienfortsetzung vorsehen	verhindert Serienfehler durch falsche Einstellung oder falsches Programm
Einzelner Oberflächenfehler	Teil sperren, bewerten, Ursache dokumentieren	Vermischung mit Gutteilen wird vermieden
Wiederholfehler	Ursachenanalyse starten und Maßnahme nach Wirksamkeit prüfen	Symptomkorrektur allein reicht nicht

Arbeitsauftrag: Produktionssteuerung

Du bist für die fiktive Schichtplanung verantwortlich. Der Folgeauftrag umfasst 500 Teile, Lieferziel 480 Gutteile. Entscheide, ob Du den bisherigen Prozess oder die Verbesserungsmaßnahme planst. Berücksichtige Kosten, erwartete Gutmenge, Nacharbeitskapazität und Risiko. Formuliere eine Entscheidung in maximal fünf Sätzen.

Begründetes Feedback: Eine überzeugende Entscheidung verwendet mindestens zwei Kennzahlen, nennt eine Unsicherheit der Prognose und plant eine Wirksamkeitskontrolle. Nur „billiger“ reicht nicht, wenn Termin- oder Qualitätsrisiken unbeachtet bleiben.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was beschreibt Nacharbeit am treffendsten? (Zusätzliche Arbeit zur Wiederherstellung der geforderten Qualität) (!Jedes fehlerhafte Teil wird automatisch verschrottet) (!Jede Qualitätsprüfung ist Nacharbeit) (!Jede Wartung ist Nacharbeit)

Wie hoch ist die Erstausbeute im Ausbildungsfall? (91 Prozent) (!96,4 Prozent) (!6 Prozent) (!3,6 Prozent)

Wie hoch ist die Nacharbeitsquote beim ersten Prüfdurchlauf? (6 Prozent) (!3,6 Prozent) (!9 Prozent) (!18 Prozent)

Wie hoch ist der endgültige Ausschuss im Ausbildungsfall? (18 Teile) (!15 Teile) (!30 Teile) (!45 Teile)

Welche direkten internen Fehlerkosten wurden im Fall berechnet? (564 Euro) (!251 Euro) (!313 Euro) (!180 Euro)

Welche Maßnahme greift im Fall die Ursache am stärksten an? (Werkzeugstandzeit und Freigabeprüfung systematisch festlegen) (!Nur mehr Endkontrolle durchführen) (!Ausschussteile später zählen) (!Fehlerhafte Teile sofort ausliefern)

Wozu dient die 5-Why-Methode? (Ursachen eines Problems schrittweise zu hinterfragen) (!Verkaufspreise festzulegen) (!Lagerorte zu nummerieren) (!Maschinen schneller laufen zu lassen)

Warum ist Erstausbeute eine wichtige Kennzahl? (Sie zeigt den Anteil direkt guter Teile ohne Nacharbeit) (!Sie misst nur den Materialpreis) (!Sie zählt nur Ausschussteile) (!Sie ersetzt jede Ursachenanalyse)

Was ist bei einer sicheren Lernsimulation richtig? (Nur mit Papier Tabelle oder freigegebenem Simulationsmodus arbeiten) (!Beispielwerte ungeprüft an reale Maschinen übertragen) (!Schutzeinrichtungen für bessere Sicht öffnen) (!Maschinenparameter ohne Freigabe ändern)

Was macht begründetes Feedback aus? (Es verknüpft Ergebnis Kennzahl und Ursache) (!Es nennt nur richtig oder falsch) (!Es vermeidet jede Begründung) (!Es bewertet nur die Geschwindigkeit)

Memory

Ausschuss	endgültig nicht freigabefähiges Teil
Nacharbeit	zusätzliche Korrektur vor Freigabe
Erstausbeute	direkt gute Teile beim ersten Durchlauf
Fehlerkosten	Kosten durch Abweichungen und ihre Folgen
Prüfintervall	zeitlicher oder mengenbezogener Abstand von Kontrollen
Werkzeugstandzeit	nutzbare Einsatzdauer eines Werkzeugs bis zum festgelegten Kriterium

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Ausschuss	endgültig nicht verwendbares Fehlerteil
Nacharbeit	korrigierbares Fehlerteil
Prüfkosten	Aufwand für Kontrolle und Überwachung
5-Why	Ursachenanalyse durch wiederholtes Warum
Erstausbeute	direkt gute Produktion ohne Korrekturschleife

Kreuzworträtsel

Ausschuss	Wie heißt ein endgültig nicht freigabefähiges Fehlerteil?
Nacharbeit	Wie heißt die zusätzliche Korrektur eines fehlerhaften Teils?
Fehlerkosten	Wie heißen Kosten durch Abweichungen und Fehlerfolgen?
Werkzeug	Was kann durch Verschleiß die Prozessqualität beeinflussen?
Toleranz	Wie heißt der zulässige Bereich um ein Sollmaß?
Messmittel	Womit werden Merkmale in der Qualitätsprüfung erfasst?

LearningApps

Lückentext

Ein fehlerhaftes Teil, das nicht freigegeben und nicht sinnvoll korrigiert werden kann, wird zu

. Eine zusätzliche Korrektur vor der Freigabe heißt

. Die direkt ohne Korrektur guten Teile bilden die

. Die Ausschussquote setzt die endgültigen Ausschussteile zur

ins Verhältnis. Im Ausbildungsfall beträgt die Erstausbeute

. Direkte interne Fehlerkosten entstehen unter anderem durch Ausschuss und

. Wiederholte Warum-Fragen unterstützen die

. Eine festgelegte Werkzeugstandzeit ist eine Maßnahme der

. Nach einer Verbesserung muss ihre

mit Daten geprüft werden. Die Simulation dieses Kurses bleibt im sicheren

.

Offene Aufgaben

Leicht

Ausschuss erkennen: Fotografiere nichts und lade nichts hoch. Skizziere stattdessen zwei fiktive Werkstücke und kennzeichne eines als gut und eines als Ausschuss. Begründe anhand einer Qualitätsanforderung.
Nacharbeit unterscheiden: Formuliere drei fiktive Fehlerbilder und entscheide jeweils, ob Nacharbeit denkbar oder Ausschuss wahrscheinlicher ist. Nenne die notwendige Freigabe.
Kennzahlen berechnen: Erfinde einen Mini-Auftrag mit 100 Teilen und berechne Ausschussquote und Nacharbeitsquote.
Werkzeug und Messmittel: Zeichne ein Werkzeug und ein Messmittel aus dem Kurs und beschreibe ihre unterschiedliche Rolle im Qualitätsprozess.

Standard

Fehlerkosten kalkulieren: Entwickle für Deinen Mini-Auftrag fiktive Stück- und Nacharbeitskosten und berechne die direkten internen Fehlerkosten.
5-Why anwenden: Analysiere einen wiederkehrenden Gratfehler mit mindestens drei logisch belegten Warum-Stufen.
Prüfplan gestalten: Entwirf für einen fiktiven 200-Teile-Auftrag einen einfachen Prüfplan mit Erstteil-, Zwischen- und Endprüfung. Begründe die Abstände.
Maßnahmenvergleich: Vergleiche „mehr Endkontrolle“ mit „Ursache vermeiden“ anhand von Kosten, Risiko und Kapazität.

Schwer

Produktionssteuerung entscheiden: Plane einen Folgeauftrag so, dass mindestens 98 Prozent Gutteile erwartet werden. Begründe benötigte Prüf- und Präventionsmaßnahmen.
Szenarioanalyse: Berechne, ab welcher erwarteten Einsparung sich eine Präventionsmaßnahme von 120 Euro pro Schicht lohnt.
Transfer in den Betrieb: Entwickle einen datenschutzkonformen Beobachtungsbogen für Ausschuss und Nacharbeit, ohne Personenbezug und ohne echte Betriebsdaten zu veröffentlichen.
Verbesserungsprojekt: Erstelle einen kurzen PDCA-Plan mit Problem, Kennzahl, Maßnahme, Sollwert und Wirksamkeitsprüfung für einen vollständig fiktiven Prozess.

Lernkontrolle

Zusammenhang Kosten und Kapazität: Erkläre, wie dieselbe Nacharbeit gleichzeitig Kosten und Lieferfähigkeit beeinflussen kann. Nutze ein eigenes Zahlenbeispiel.
Kennzahlen kritisch bewerten: Ein Betrieb meldet sinkende Ausschussquote, aber steigende Nacharbeitsquote. Entwickle zwei plausible Erklärungen und nenne zusätzliche Daten, die Du prüfen würdest.
Maßnahmen priorisieren: Entscheide zwischen zusätzlicher Prüfung, Werkzeugwechselstandard und Schulung. Begründe die Reihenfolge für einen fiktiven Wiederholfehler.
Ursache und Symptom: Erkläre an einem eigenen Beispiel, warum das Entfernen eines Grats ein Symptom beheben kann, ohne die Ursache zu beseitigen.
Wirtschaftlichkeit übertragen: Übertrage die Kostenlogik des Ausbildungsfalls auf eine andere Branche, etwa Montage oder Verpackung, ohne echte Unternehmensdaten zu verwenden.
Wirksamkeit nachweisen: Entwirf einen Vorher-Nachher-Vergleich mit mindestens drei Kennzahlen und erkläre, wann Du eine Maßnahme als wirksam bewerten würdest.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

Ausschuss und Nacharbeit fachlich unterscheiden kannst.
Kennzahlen korrekt berechnest und interpretierst.
Fehlerkosten mit transparenten Annahmen kalkulierst.
Ursachenanalyse mit belegbaren statt erfundenen Ursachen durchführst.
Verbesserungsmaßnahmen nach Qualität, Kosten, Kapazität und Risiko vergleichst.
Produktionssteuerung mit einer begründeten Entscheidung verknüpfst.
Sicherheit einhältst und Simulation klar von realer Maschinenbedienung trennst.

Quellen- und Mediencheck

Fachquellen, geprüft am 05.10.2026:

Wikipedia: Fehlproduktion – Begriffe Ausschuss, Fehlerquote und wirtschaftliche Folgen.
Wikipedia: Rework – Nacharbeit im Produktionsprozess.
Wikipedia: Fehlerkosten – interne und externe Fehlerkosten.
Wikipedia: Fertigungsauftrag – Plan-/Istdaten und Abweichungen.
Wikipedia: 5-Why-Methode – schrittweise Ursachenanalyse.
Fraunhofer IGP: Produktionsplanung und -steuerung – Ziele wie Transparenz, Termintreue und Durchlaufzeit.

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Medium	Lizenzstatus
Kent USA MACHINING CENTER KVR-4020A.jpg	CC BY-SA 4.0
MillingCutterSlotEndMillBallnose.jpg	CC BY-SA 2.0
Drill bits.jpg	CC BY-SA 3.0
Vernier caliper.svg	frei mehrfachlizenziert, unter anderem CC BY-SA 3.0
Micrometer screw gauge.jpg	CC BY-SA 4.0
ToolPath.gif	CC BY-SA 3.0 und GFDL
AnimatedCMM.gif	CC BY-SA 4.0
Surface roughness.svg	CC0 1.0
Wear lands developed with uncoated end mills and end mills coated with titanium nitride.svg	CC BY-SA 3.0
Scrap Metal.JPG	CC0 1.0
CNC lathe.webm	CC BY 3.0