Wie lässt sich der Automatisierungsgrad in einem Prozess bestimmen?

Die Frage nach dem Automatisierungsgrad lässt sich rechnerisch einfach beantworten: Man teilt die Anzahl der automatisiert ablaufenden Prozessschritte durch die Gesamtzahl aller Schritte und multipliziert das Ergebnis mit 100. Diese Definition entspricht auch der Sichtweise nach DIN IEC 60050-351, wonach ein System erst bei 100 Prozent als vollautomatisiert gilt. In der Praxis entscheidet allerdings nicht die Formel über die Aussagekraft, sondern die Sauberkeit der Datenaufnahme.

Wer in Werken und Verwaltungsbereichen Prozesse aufnimmt, erlebt regelmäßig das gleiche Muster: Zwei Abteilungen nennen für denselben Ablauf Werte, die 30 Prozentpunkte auseinanderliegen. Der Grund liegt fast nie in der Rechenlogik, sondern in unterschiedlichen Prozessgrenzen, in vergessenen Nacharbeitsschleifen und in manuellen Datenübertragungen zwischen Systemen, die niemand als eigenen Arbeitsschritt zählt.

Ein belastbarer Automatisierungsgrad entsteht erst, wenn Prozessschritte, Informationsflüsse, Entscheidungsanteile und Fehlerbehandlung getrennt bewertet werden, und wenn klar ist, dass ein höherer Wert nicht automatisch der wirtschaftlich bessere ist. Genau diese Differenzierung entscheidet später darüber, ob eine Investition trägt oder ob lediglich ein schlecht gestalteter Ablauf schneller wiederholt wird.

Kernpunkte:

• Der Automatisierungsgrad ist ein Verhältnis von automatisierten zu gesamten Ablaufabschnitten und nur so gut wie die zugrunde liegende Prozessaufnahme.
• Neben maschineller Bearbeitung sind Informationsflüsse, Entscheidungen, Fehlerquoten und Durchlaufzeiten zu bewerten.
• Der wirtschaftlich sinnvolle Grad liegt häufig unter dem technisch möglichen; Priorisierung braucht Nutzen- und Risikobezug.

Was der Automatisierungsgrad tatsächlich aussagt

Die Kennzahl beschreibt ein Verhältnis, keine Qualität. Sie sagt aus, welcher Anteil der Ablaufabschnitte eines Prozesses ohne menschlichen Eingriff abläuft. Sie sagt nichts darüber, ob diese Abschnitte notwendig sind, ob sie richtig ausgeführt werden oder ob der Prozess insgesamt Wert schafft.

Aus betriebswirtschaftlicher Sicht misst der Automatisierungsgrad, in welchem Umfang Arbeitsinhalte von Personal auf technische Anlagen, Maschinen oder Software übertragen wurden. Mit steigendem Grad sinken die variablen Personalkosten je Stück, während Maschinen-, Instandhaltungs- und Wartungskosten überproportional zunehmen. Gleichzeitig sinkt in der Regel die Flexibilität: Ein hoch automatisierter Montageabschnitt reagiert auf Varianten träger als ein manueller.

Deshalb ist der optimale Grad immer prozess- und geschäftsabhängig. Massenfertigung mit stabilen Stückzahlen verträgt einen hohen Wert. Einzelfertigung, häufige Konstruktionsänderungen oder kleine Losgrößen oft nicht.

Aussage der Kennzahl	Keine Aussage der Kennzahl
Anteil eingriffsfreier Ablaufabschnitte	Wirtschaftlichkeit des Prozesses
Abhängigkeit von Personalverfügbarkeit	Prozessstabilität und Fehlerquote
Technischer Reifegrad einzelner Schritte	Notwendigkeit der Schritte
Vergleichbarkeit ähnlicher Linien	Kundennutzen und Termintreue

Ein hoher Wert bei gleichzeitig hoher Ausschussquote ist ein Warnsignal, kein Erfolg. Wir behandeln die Kennzahl daher grundsätzlich als Einstiegsindikator für eine tiefere Prozessbewertung, nicht als Zielgröße für sich.

Prozessgrenzen, Tätigkeiten und Daten sauber erfassen

Ohne definierte Prozessgrenzen ist jeder berechnete Wert ein Schätzwert. Vor der Zählung muss festgelegt werden, wo der Prozess beginnt, wo er endet, welche Auslöser gelten und welche Varianten einbezogen werden. Ein SIPOC-Blatt oder eine einfache Wertstromskizze reicht dafür meist aus.

Bewährt hat sich eine Aufnahme direkt am Ort der Wertschöpfung, ergänzt durch Interviews mit den ausführenden Mitarbeitenden. Reine Soll-Dokumentation aus dem QM-Handbuch führt fast immer zu zu hohen Werten, weil Ausnahmen, Nacharbeit und Rückfragen dort nicht abgebildet sind.

Praktische Erfassungspunkte je Prozessschritt:

• Bezeichnung und Reihenfolge des Ablaufabschnitts, inklusive Wiederholschleifen
• Ausführende Instanz: Mensch, Maschine, Software oder Mischform
• Beteiligte IT-Systeme sowie Art der Datenübergabe (Schnittstelle, Datei, manuelle Eingabe)
• Erforderliche Entscheidungen und deren Regelbarkeit
• Bearbeitungszeit, Wartezeit und typische Störungen
• Häufigkeit von Sonderfällen in Prozent der Durchläufe

Besonders aufschlussreich sind die Übergänge. Wenn Prüfergebnisse aus dem Messmittel abgetippt und anschließend in ein CAQ-System übertragen werden, sind das zwei manuelle Schritte, die in Prozessbeschreibungen häufig fehlen. In MES- und CAQ-Umfeldern lassen sich solche Brüche gut über Systemprotokolle validieren.

Als Faustregel: Erfassen Sie mindestens 20 reale Durchläufe oder eine repräsentative Woche, bevor Sie Anteile berechnen. Einzelbeobachtungen verzerren das Bild erheblich.

Geeignete Bewertungsdimensionen und Kennzahlen wählen

Eine einzige Prozentzahl reicht für Investitionsentscheidungen nicht aus. Wir bewerten Prozesse deshalb entlang mehrerer Dimensionen und halten die Ergebnisse in einer Tabelle je Prozessschritt fest. Der Aufwand bleibt überschaubar und funktioniert mit einer Tabellenkalkulation, ohne Spezialsoftware.

Dimension	Leitfrage	Kennzahl
Ausführungsgrad	Wie viele Schritte laufen ohne Eingriff?	Automatisierte Schritte / Gesamtschritte
Informationsfluss	Wie oft werden Daten manuell übertragen?	Anzahl Medienbrüche je Durchlauf
Entscheidungsanteil	Wie viele Entscheidungen sind regelbasiert?	Regelbare Entscheidungen / alle Entscheidungen
Zeitverhalten	Wo entstehen Warte- und Liegezeiten?	Durchlaufzeit, Bearbeitungszeitanteil
Fehleranfälligkeit	Wo entstehen Abweichungen?	Fehlerquote, Nacharbeitsquote, Qualitätskosten
Stabilität	Wie oft greifen Menschen korrigierend ein?	Eingriffe je 100 Durchläufe

Zusätzlich empfiehlt sich eine Skalenbewertung je Schritt, etwa von 0 (vollständig manuell) über 2 (systemgestützt, aber manuell ausgelöst) bis 4 (automatisiert inklusive Ausnahmebehandlung). Damit wird sichtbar, dass viele Prozesse nicht zu wenig automatisiert sind, sondern nur halb: Der Regelfall läuft, jede Abweichung erzwingt Handarbeit.

Der Bezug zu Qualitätskennzahlen ist entscheidend. Ein Schritt mit hoher Fehlerquote und hoher Prüfaufwandsbindung liefert bei Automatisierung meist mehr Nutzen als ein bereits stabiler Schritt mit kurzer Taktzeit. Die Gewichtung sollte daher gemeinsam mit den Verantwortlichen aus Qualität und Produktion festgelegt werden.

Ein praktisches Vorgehensmodell zur Bewertung

Das folgende Vorgehen hat sich in Projekten in Fertigung, Logistik und auch in administrativen Bereichen bewährt. Es lässt sich in zwei bis vier Wochen je Prozess durchführen.

1. Prozess abgrenzen: Start, Ende, Varianten und Mengengerüst schriftlich festlegen. Uneinigkeit hier später klärt sich nicht mehr.
2. Ablaufabschnitte auflisten: Jeden Schritt einzeln erfassen, inklusive Transport, Warten, Prüfen, Dokumentieren und Nacharbeit.
3. Ausführungsart zuordnen: Manuell, teilautomatisiert, automatisiert. Teilautomatisiert wird mit halbem Gewicht gezählt, damit keine Scheingenauigkeit entsteht.
4. Grad berechnen: Anteil bilden und getrennt für Bearbeitung, Datenverarbeitung und Entscheidungen ausweisen.
5. Daten validieren: Ergebnisse mit Systemauswertungen aus MES, ERP oder CAQ sowie mit Fehler- und Nacharbeitsstatistiken abgleichen.
6. Risiken einbeziehen: Für die kritischen Schritte eine FMEA-Betrachtung heranziehen oder aktualisieren. Automatisierung verändert Fehlerarten, sie beseitigt sie nicht.
7. Ergebnisse spiegeln: Aufnahme mit den Ausführenden durchsprechen. Erfahrungsgemäß tauchen dabei zwei bis fünf übersehene Schritte auf.

Für die Berechnung genügt eine schlichte Formel: automatisierte Schritte plus 0,5 mal teilautomatisierte Schritte, geteilt durch alle Schritte.

Ein Beispiel aus der Kunststoffverarbeitung: 34 erfasste Schritte, davon 11 automatisiert und 8 teilautomatisiert, ergibt 44 Prozent. Auffällig war weniger dieser Wert als die Verteilung: Die gesamte Prüfdokumentation lief manuell und band 19 Prozent der Prozesszeit.

Ergebnisse richtig interpretieren und priorisieren

Interpretation beginnt mit einer nüchternen Frage: Welches Problem soll gelöst werden? Ohne diesen Bezug wird jeder Prozentwert beliebig. Ein Grad von 40 Prozent kann bei hoher Variantenvielfalt angemessen sein, während 75 Prozent in einer stabilen Serienlinie zu niedrig sein können.

Drei Auswertungen liefern in der Praxis den größten Erkenntnisgewinn:

• Verteilung statt Durchschnitt: Wo konzentrieren sich die manuellen Schritte? Häufig in Dokumentation, Prüfung und Ausnahmebehandlung, nicht in der Kernbearbeitung.
• Kombination mit Fehlerdaten: Manuelle Schritte mit hoher Nacharbeits- oder Reklamationsquote sind die aussagekräftigsten Kandidaten.
• Zeitliche Wirkung: Manuelle Schritte, die Warteschlangen erzeugen, wirken auf die Durchlaufzeit stärker als ihre reine Bearbeitungszeit vermuten lässt.

Für die Priorisierung genügt eine einfache Bewertung je Schritt mit Punkten von 1 bis 5 in vier Kriterien: Häufigkeit, Fehlerrisiko, Zeitanteil und technische Umsetzbarkeit. Die Summe ergibt eine Rangfolge, die diskutierbar bleibt und ohne Spezialwerkzeug auskommt.

Zwei Fallgruppen verdienen besondere Vorsicht. Erstens Prozesse mit instabilem Ablauf: Wird ein unklarer Prozess automatisiert, entstehen automatisierte Abweichungen in höherer Frequenz. Zweitens Schritte mit fachlicher Beurteilung, etwa Sichtprüfungen bei uneindeutigen Fehlerbildern. Hier ist eine Standardisierung des Bewertungsmaßstabs meist der erste, wirksamere Schritt.

Sinnvoll ist außerdem, den Grad je Produktfamilie oder Linie zu erheben. Aggregierte Werte über ganze Werke verdecken genau die Unterschiede, die Entscheidungen tragen.

Von der Analyse zu wirtschaftlichen Automatisierungsmaßnahmen

Nach der Bewertung folgt die Rechnung. Für jede priorisierte Maßnahme sollten Investitionssumme, laufende Kosten für Wartung und Instandhaltung, eingesparte Arbeitszeit, vermiedene Qualitätskosten sowie Wirkungen auf Durchlaufzeit und Flexibilität gegenübergestellt werden. Erfahrungsgemäß werden die Folgekosten für Instandhaltung, Kalibrierung und Softwarepflege am häufigsten unterschätzt.

Ein tragfähiger Geschäftsfall enthält mindestens:

• Mengengerüst und erwartete Stabilität der Stückzahlen über drei bis fünf Jahre
• Erwartete Reduktion von Fehler-, Nacharbeits- und Prüfkosten
• Aufwand für Schnittstellen zu ERP, MES oder CAQ, einschließlich Datenqualität
• Aufwand für Qualifizierung der Mitarbeitenden und Anpassung der Dokumentation
• Auswirkungen auf Nachweispflichten in ISO 9001, IATF 16949 oder ISO 13485

Sinnvoll ist ein stufenweiser Zuschnitt: zuerst Medienbrüche in der Datenverarbeitung schließen, dann wiederkehrende regelbasierte Entscheidungen standardisieren, erst danach in Maschinen- oder Handhabungstechnik investieren. Diese Reihenfolge liefert schnellere Rückflüsse und schafft die Datenbasis, die spätere Technik überhaupt erst nutzbar macht.

Vor jedem Rollout empfiehlt sich ein begrenzter Pilot mit definierten Abnahmekriterien: Zielwert für Fehlerquote, Verfügbarkeit, Bearbeitungszeit und Ausnahmeanteil. Werden diese Werte nicht erreicht, gehört die Ursache geklärt, bevor skaliert wird.

Bei der Verbindung von Prozessanalyse, Qualitätsrisiken und Umsetzung in MES- und CAQ-Umgebungen begleiten wir bei Kontor Gruppe solche Vorhaben hands-on, von der Aufnahme bis zur validierten Kennzahl im laufenden Betrieb.