Een case studie georiënteerd onderzoek naar de praktische toepasbaarheid van Polca als innovatief material control systeem. Auteur: Jacob Pieffers

LET’S POLCA ? Een case studie georiënteerd onderzoek naar de praktische toepasbaarheid van Polca als innovatief material control systeem

Auteur: Jacob Pieffers Groningen, augustus 2005 Rijksuniversiteit Groningen In opdracht van: Clusters Ontwerp van Productiesystemen & Productiemanagement

ii

Intern afstudeeronderzoek voor clusters Ontwerp van Productiesystemen & Productiemanagement

Auteur: Studentnummer: Opleiding:

In opdracht van: Met medewerking van:

Begeleiders: Plaats en Datum:

Jacob Pieffers 1358308 Technische Bedrijfswetenschappen Faculteit Bedrijfskunde Rijksuniversiteit Groningen Cluster Ontwerp van Productiesystemen Eaton Holec General Supplies, Hengelo Parker Filtration BV, Arnhem Power-Packer BV, Oldenzaal Dr. J. Riezebos (Cluster Ontwerp van Productiesystemen) Dr. M.J. Land (Cluster Productiemanagement) Groningen, augustus ’05

iii

iv

Voorwoord Voor u ligt het onderzoeksrapport dat ik heb uitgevoerd in het kader van de afronding van de studie Technische Bedrijfswetenschappen aan de Rijksuniversiteit Groningen Het onderzoek is uitgevoerd bij de clusters Ontwerp van Productiesystemen en Productiemanagement. Het doel van dit onderzoek is het verkrijgen van inzicht in de theoretische achtergronden en praktische toepassingsmogelijkheden van Polca, als nieuw material control systeem. Zonder de steun van een groot aantal mensen was de uitvoering van dit onderzoek niet mogelijk geweest. Mijn dank gaat uit naar een ieder die een bijdrage heeft geleverd aan de totstandkoming van dit rapport. In het bijzonder wil ik de begeleiding vanuit de faculteit Bedrijfskunde bedanken. Ten eerste Jan Riezebos voor de vele nuttige en interessante gesprekken en discussies die ik met hem heb gevoerd. Zijn heldere kijk op het onderwerp en de theoretische achtergronden van Polca waren voor mij van grote waarde om tot dit eindresultaat te komen. Ten tweede wil ik Martin Land bedanken voor zijn bereidheid om dit, volgens zijn woorden “groot werk” te doorgronden en mij te voorzien van nuttige feedback. Verder gaat mijn dank uit naar de betrokken vanuit de participerende bedrijven: Han Busschers, Eaton Holec General Supplies te Hengelo; René van Assen, Power-Packer BV te Oldenzaal; Frank te Hennepe, Parker Filtration BV te Arnhem. Tot slot wil ik mijn ouders bedanken voor hun onvoorwaardelijke steun die ik tijdens mijn studie, en vooral mijn afstuderen, heb ontvangen. Groningen, augustus 2005 Jacob Pieffers

v

vi

Samenvatting Dit onderzoek was gericht op het verkrijgen van inzicht in Polca, als innovatief materiaalbeheersingssysteem. Dit in Amerika ontworpen systeem beoogt tegemoet te komen aan de tekortkomingen van de traditionele systemen en lijkt een oplossing te zijn voor aansturing van materialen in een complexe en dynamische productieomgeving. Dergelijke productieomgevingen laten zich ook wel omschrijven als make-to-order (MTO) of engineer-to-order (ETO). Uit het verrichte vooronderzoek is gebleken dat traditionele beheersingssystemen zoals MRP (push) en Kanban (pull) niet voldoende in staat zijn om de gebruikelijke problemen in een MTO of ETO omgeving op te vangen. Deze systemen bieden vaak weinig flexibiliteit om veranderingen in de vraag naar producten en productsamenstellingen op te vangen. Daarnaast resulteren deze systemen veelal in onnodig hoge (tussen)voorraden en lange wachtrijen, met als gevolg een evenredige stijging van de totale productiedoorlooptijd. Het Polca systeem probeert deze problemen op te vangen door de productieorganisatie als geheel flexibel in te richten en daarmee bestand te zijn tegen onzekerheden uit de markt. De basis voor flexibiliteit wordt gelegd doordat het Polca systeem uitgaat van een zogenaamde cellulaire productieomgeving. Een dergelijke productiestructuur stelt de organisatie in staat uiteenlopende klantgerichte orders te realiseren. De effectiviteit van het Polca systeem wordt volgens de theorie bepaald doordat het systeem gebruik maakt van een aantal technieken dat verwantschap heeft met traditionele push en pull systemen. Zo dient push, in de vorm van een MRP systeem, bij te dragen aan de planning van productieorders tussen opeenvolgende cellen, opdat producten tijdig aan de klant kunnen worden geleverd. De pull techniek, in de vorm van terugkerende autorisatiekaarten, zorgt daarnaast voor communicatie en sturing op de werkvloer en draagt bij aan de beheersing van de werklast tussen twee opeenvolgende cellen. Verondersteld wordt dat het Polca systeem wél in staat is om de beschreven problemen op te vangen. Het Polca systeem is nog steeds in ontwikkeling. Theoretisch gezien is het systeem een goed idee, maar er is nog weinig praktijkinzicht dat aantoont dat het systeem goed functioneert. Om de praktische bruikbaarheid van het Polca systeem dan ook te onderzoeken, zijn gedurende een half jaar drie case studies uitgevoerd bij Nederlandse productiebedrijven. Het belangrijkste doel van deze case studies is het ontwikkelen van inzicht in de bedrijfsspecifieke omstandigheden die implementatie van Polca momenteel in de weg staan (ofwel het opsporen van de beperkingen: doelstelling onderzoek). Zowel voor de selectie van de productiebedrijven als de uitvoering van de case studies is nadrukkelijk uitgegaan van een onderzoeksmodel met alle relevante theoretische criteria ten aanzien van het Polca systeem. Door de drie gekozen productiebedrijven te toetsen op al deze criteria is geprobeerd om zowel de generaliseerbaarheid als de betrouwbaarheid van dit onderzoek te garanderen. Voor het verzamelen van de juiste informatie is tijdens de case studies uitgegaan van een gestructureerde vragenlijst, die direct gerelateerd is aan de criteria uit het onderzoeksmodel. Na beantwoording van deze vragen, aan de hand van observaties van het productieproces en het afnemen van open interviews, is inzicht gekregen in de bedrijfsspecifieke omstandigheden die bij toepassing van Polca relevant worden geacht. De verzamelde informatie is vervolgens geordend in drie bedrijfsspecifieke case studie verslagen. De onderwerpen die centraal staan in de verslagen zijn: bedrijfsoverzicht, productassortiment en vraag vanuit de markt, de productiestructuur en wijze van materiaalbeheersing. Voor het analyseren van de resultaten (ofwel de drie case studie verslagen) is gebruik gemaakt van een stapsgewijze procedure, bestaande uit zeven fasen. Deze procedure werd gebruikt als leidraad voor de analyses en omvat een handleiding voor het ontwerpen van een zogenaamd “Polca raamwerk”. Dit systeemontwerp is nuttig gebleken voor het creëren van inzicht in de toepassingsmogelijkheden en beperkingen van het Polca systeem. Het raamwerk is dus gebruikt als bril waarmee naar een specifiek productieproces werd gekeken. vii

In totaal werden voor dit onderzoek een negental Polca raamwerken ontwikkeld. Zes daarvan hebben betrekking op de productiesituatie van Eaton Holec (General Supplies). Bij vier van de zes raamwerken zijn diverse kenmerken of productieomstandigheden ontdekt, die een beperking leggen op de toepasbaarheid of effectiviteit van Polca. In de raamwerken van de zogenaamde Hoofdstroomgeleiders en de Koperstraat werden geen beperkingen ontdekt. Voor deze twee afdelingen biedt Polca dus uitkomst als systeem voor de beheersing van de materiaalstromen. Het tweede bedrijf is Power-Packer BV. Dit bedrijf produceert uiteenlopende soorten en maten hydraulische cilinders en heeft als doelstelling om de beheersing van de materiaalstromen richting het assemblagetraject te verbeteren. Om hier een oplossing voor te vinden is een tweetal Polca-raamwerken ontwikkeld. Het eerste raamwerk bleek theoretisch gezien ideaal te zijn, maar de praktijksituatie legde een beperking op de functionaliteit van het Polca systeem. Daarom is een tweede raamwerk ontwikkeld. Dit scenario bleek wél geschikt te zijn om de beoogde doelstelling voor implementatie van Polca te bereiken. Het ontwikkelen van een Polca-implementatieprogramma is nuttig oor Power-Packer. Het laatste Polca-raamwerk is ontwikkeld voor het derde productiebedrijf; Parker Filtration BV. Dit raamwerk bood inzicht in de mogelijkheden om de voorraden tussen de afzonderlijkde productiestadia voorbewerking, voormontage en assemblage, te verlagen. Daarnaast kan Polca bijdragen als coördinatiemechanisme voor de materiaalstromen richting de voormontage- en de assemblagecellen. De productiesituatie leverde echter nog te veel beperkingen op om implementatie van Polca mogelijk maken. Na uitvoering van de drie case studies en het ontwerpen van de Polca-raamwerken zijn een tiental omstandigheden/kenmerken ontdekt die een beperking leggen op de implementatie of effectiviteit van het Polca systeem. Met het opsporen van deze beperkingen is een antwoord gegeven op de doelstelling van dit onderzoek. Voor een overzicht van deze beperkingen verwijs ik u naar de concluderende paragraaf van hoofdstuk 8. De ontwikkelde procedure voor het analyseren van de case studie verslagen is nuttig gebleken voor het ontdekken van de Polca-beperkingen. Deze procedure is vervolgens, aan de hand van het verkregen inzicht in de toepassingsmogelijkheden en beperkingen van Polca, aangepast en tot een definitief ontwerp. Dit instrument, ofwel de Polca Scanning Tool, maakt het mogelijk om op korte termijn te onderzoeken in hoeverre een productiebedrijf klaar is voor Polca en welke operationele veranderingen eventueel moeten worden doorgevoerd om implementatie van Polca mogelijk te maken. De definitieve Polca Scanning Tool staat vermeld in bijlage G.

viii

Inhoudsopgave Voorwoord ............................................................................................................................................................. v Samenvatting ....................................................................................................................................................... vii Inhoudsopgave...................................................................................................................................................... ix Hoofdstuk 1 Inleiding ..................................................................................................................................... 1 1.1 Achtergrond van het onderzoek .......................................................................................................... 1 1.2 Productieaansturing in “de nieuwe markt”.......................................................................................... 1 1.3 Doelgroep van het onderzoek.............................................................................................................. 1 1.4 Leeswijzer onderzoek.......................................................................................................................... 2 Hoofdstuk 2 Inleiding traditionele Material Control Systemen.................................................................. 3 2.1 Verschil tussen Push en Pull systemen................................................................................................ 3 2.2 Push systemen ..................................................................................................................................... 3 2.2.1 Push: MRP systemen....................................................................................................................... 3 2.2.2 Kanttekeningen bij MRP systemen ................................................................................................. 5 2.3 Pull systemen ...................................................................................................................................... 6 2.3.1 Pull: Kanban systeem ...................................................................................................................... 7 2.3.2 Pull: Base Stock Control ................................................................................................................. 8 2.3.3 Pull: Reorder-Point systeem/ 2-bin systeem.................................................................................... 9 2.4 Productie-seriegroottes bij push en pull .............................................................................................10 2.5 Voorwaarden, gebruiksregels en principes bij pull ............................................................................12 2.5.1 Noodzakelijke voorwaarden voor het realiseren van pull productie ..............................................12 2.5.2 Regels voor het gebruik van pull productie....................................................................................13 2.5.3 Invloed van het aantal roulerende kanban kaarten en voorraadunits..............................................14 2.5.4 Order prioriteit ...............................................................................................................................14 2.6 Material Control Systemen in een multi-product situatie...................................................................14 2.6.1 Kanban en variabiliteit in productie ...............................................................................................15 2.6.2 Conwip ...........................................................................................................................................15 2.6.3 Tandem Conwip lijnen ...................................................................................................................17 2.6.4 Beschermen van bottlenecks ..........................................................................................................18 2.6.5 Wat te doen bij afwijkingen in de basiscondities van Conwip .......................................................18 2.7 Prestaties van push en pull systemen in een multi-product situatie....................................................19 2.8 Conclusie en vervolg..........................................................................................................................20 Hoofdstuk 3 Onderzoeksontwerp en -methode ...........................................................................................23 3.1 Aanleiding voor het onderzoek ..........................................................................................................23 3.2 Behoefte aan onderzoek Polca ...........................................................................................................24 3.2.1 Initiators van het onderzoek ...........................................................................................................24 3.2.2 Hoe past dit onderzoek binnen het grotere onderzoeksprogramma? ..............................................24 3.3 Probleemstelling.................................................................................................................................24 3.3.1 Doelstelling ....................................................................................................................................24 3.3.2 Vraagstelling, centrale hypothese en deelvragen ...........................................................................25 3.4 Onderzoeksontwerp en –methode ......................................................................................................26 3.4.1 Toelichting onderzoeksontwerp en –methode................................................................................27 3.4.2 Generaliseerbaarheid......................................................................................................................28 3.4.3 Dataverzameling ............................................................................................................................28 3.4.4 Randvoorwaarden ..........................................................................................................................28 Hoofdstuk 4 Opkomst Quick Response Manufacturing .............................................................................29 4.1 Lean Manufacturing ...........................................................................................................................29 4.1.1 Het realiseren van flow productie ..................................................................................................30 4.1.2 Het realiseren van tacttijden ...........................................................................................................30 4.2 Tekortkomingen van Lean Manufacturing.........................................................................................31 4.2.1 Tekortkomingen pull systemen ......................................................................................................31 4.2.2 Tekortkomingen bij vaststellen van tacttijden................................................................................31 4.2.3 Tekortkomingen bij realiseren van flow productie.........................................................................32 4.2.4 Tekortkomingen push (MRP) systemen.........................................................................................32 4.3 Opkomst Quick Response Manufacturing (QRM).............................................................................33 ix

4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.5

Karakterisering QRM georiënteerde productieafdelingen..............................................................33 Cellular Manufacturing ..................................................................................................................34 Relaties tussen cellen .....................................................................................................................34 Belangrijkste QRM principes.............................................................................................................36 Systeemdynamica...........................................................................................................................36 Capaciteitsmanagement en het creëren van een flexibele organisatie ............................................37 Doorlooptijd als belangrijkste prestatie-indicator ..........................................................................38 Push element: High Level MRP (HL/MRP) ..................................................................................38 Voorspellingen als basis voor capaciteitsplanning.........................................................................39 Conclusie en vervolg..........................................................................................................................40

Hoofdstuk 5 Polca als innovatief material control systeem ........................................................................41 5.1 Gebruik van push-element in de vorm van HL/MRP.........................................................................41 5.1.1 Capaciteitsplanning en bepalen van celdoorlooptijden .................................................................42 5.1.2 Materiaalbevoorrading ...................................................................................................................43 5.2 Gebruik van pull-element in de vorm van terugkerende Polca kaarten..............................................43 5.2.1 Introductie lange Polca loops .........................................................................................................44 5.2.2 Lange Polca Loops voor beheersing van de werklast.....................................................................45 5.2.3 Lange Polca loops voor het benutten van systeemflexibiliteit .......................................................46 5.3 Polca: productievrijgave op basis van push/pull ................................................................................46 5.3.1 Bepalen van de hoeveelheid werk op een Polca kaart....................................................................47 5.3.2 Bepalen van het aantal Polca kaarten .............................................................................................47 5.4 Beschrijving en visualisatie van het Polca systeem ...........................................................................48 5.4.1 Basisvoorwaarden Polca ................................................................................................................48 5.4.2 De werking van de Polca kaarten ...................................................................................................50 5.4.3 Visualisatie van het Polca systeem.................................................................................................51 5.5 Overige ontwerptechnieken................................................................................................................53 5.5.1 Inzet van veiligheidskaarten...........................................................................................................53 5.5.2 Overige regels met betrekking tot vrijgave van orders...................................................................53 5.5.3 Coördinatie van convergerende trajecten .......................................................................................54 5.6 Conclusie en vervolg..........................................................................................................................55 Hoofdstuk 6 Presentatie van de case studies................................................................................................57 6.1 Operationalisatie en onderzoeksdomein.............................................................................................57 6.1.1 Organisatiekenmerken....................................................................................................................57 6.1.2 Structuur productieproces ..............................................................................................................58 6.1.3 Materiaalmanagement ....................................................................................................................58 6.1.4 Capaciteitsmanagement..................................................................................................................59 6.1.5 Conceptueel model.........................................................................................................................59 6.2 Selectie van de cases en voorbereiding ..............................................................................................59 6.3 Uitvoering van de case studies en data-verzameling..........................................................................60 6.3.1 Verantwoording van de vragenlijst ................................................................................................60 6.3.2 Data-verzameling ...........................................................................................................................61 6.3.3 Structuur van de case studieverslagen............................................................................................62 6.3.4 Verkennen van de grenzen van toepasbaarheid..............................................................................62 6.4 Case studie verslag General Supplies.................................................................................................62 6.5 Case studie verslag Power-Packer......................................................................................................75 6.6 Case studie verslag Parker Filtration..................................................................................................85 Hoofdstuk 7 Analyse en interpretatie van de case studies ..........................................................................95 7.1 Procedure voor analyse van de case studies .......................................................................................95 7.2 Analyse case studie General Supplies ................................................................................................97 7.3 Analyse case studie Power-Packer ...................................................................................................105 7.4 Analyse case studie Parker Filtration ...............................................................................................114 7.5 Conclusie..........................................................................................................................................122 7.5.1 Toepassing van Polca bij case studie bedrijven ...........................................................................122 7.5.2 Beperkingen voor implementatie van Polca.................................................................................123 7.5.3 Technieken voor vergroten van de toepasbaarheid van Polca......................................................126 Hoofdstuk 8

Definitief ontwerp Polca Scanning Tool ...............................................................................127

x

Hoofdstuk 9 Conclusies en aanbevelingen .................................................................................................129 9.1 Resultaten van de deelonderzoeken .................................................................................................129 9.2 Aanbevelingen voor vervolgonderzoek............................................................................................131 Literatuur ...........................................................................................................................................................133 Bijlage A Bijlage B Bijlage C Bijlage D Bijlage E Bijlage F Bijlage G

Definities en gehanteerde afkortingen ......................................................................................135 Toelichting transport- en productiekanbansysteem................................................................137 Toelichting op productietijd en interne verplaatsingstijd ......................................................139 Polca informatie bulletin ...........................................................................................................141 Case studie: onderzoeksvragen algemeen ................................................................................145 Productieproces Power-Packer .................................................................................................149 Ontwerp Polca Scanning Tool...................................................................................................151

Lijst met gehanteerde figuren ...........................................................................................................................155

In dit onderzoeksrapport worden vier verwijzingstechnieken gehanteerd: 1 : gebruikte literatuur, opgenomen in de voetnoot van de betreffende pagina (incl. paginanummering) en in de literatuurlijst; * : geplaatste opmerking of toelichting, opgenomen in de voetnoot van de betreffende pagina; (1) : definitie of begripsomschrijving, opgenomen in bijlage A; (Suri,1998) : verwijzing naar een reeds in het onderzoeksrapport opgenomen literatuurbron. xi

|

0

Hoofdstuk 1 1.1

Inleiding

Achtergrond van het onderzoek

Om te overleven in de dynamische en snel veranderende markt zien steeds meer productiebedrijven de noodzaak om hun producten af te stemmen op de wensen en behoeften van de klant. Als gevolg hiervan is duidelijk een omslag te bemerken van assemblage op eindvoorraad (make-to-stock(1)) en assemblage op order (assemble-to-order(2)) naar het leveren van klantgerichte producten en maatwerk (make-to-order(3)). Het kunnen leveren van de zogenaamde “customized products” wordt mede verklaard door de opkomst van diverse ontwerptechnologieën, zoals CAD/CAM en de opkomst van het Internet (engineer-to-order(4)). CAD/CAM stelt productiebedrijven in staat om steeds sneller in te springen op de veranderende vraag van de klant, zonder dat ze hiervoor extreem hoge ontwikkelingsen productiekosten hoeven te maken. Het Internet daarnaast stelt klanten in staat om op eenvoudige wijze gedetailleerde informatie te verschaffen over uiteenlopende productassortimenten. Het Internet biedt zelfs mogelijkheden voor klanten om hun eigen maatwerkproduct samen te stellen op basis van productspecificaties1. “De nieuwe markt” Als gevolg van de toekomstige veranderingen in de economische- en de technologische omgeving zal de vraag naar “customized products” alleen maar groter worden. De omgeving waarin de “customized products” worden afgezet, wordt onder andere gekenmerkt door een steeds groter wordende variëteit aan eindproducten en variabele vraag voor ieder type product of markt (Suri, 2003). Later in dit onderzoeksrapport zal de omgeving volgens de “nieuwe markt” nog worden toegelicht.

1.2

Productieaansturing in “de nieuwe markt”

Om beter in te springen op de veranderende marktvraag zijn productiebedrijven steeds meer op zoek naar effectievere oplossingen voor beheersing van de interne materiaalstromen. Het aantal strategieën en technieken dat momenteel beschikbaar is voor de beheersing van materiaalstromen is divers. Ter afbakening van deze studie zal daarom met name aandacht worden besteed aan de beheersing van materiaalstromen door middel van Material Control systemen. Material control systemen zijn gebaseerd op het managen van de interne materialenstromen, zodat de gewenste levertijden kunnen worden bereikt. Material control systemen kunnen worden geclassificeerd als push systemen (zoals MRP) en pull systemen (zoals Kanban) of als een combinatie van beide systemen; hybride push-pull systemen. Verderop in dit onderzoeksrapport zal worden ingegaan op het nut van material control systemen en de werking van dergelijke systemen. Zo wordt onder andere gekeken in hoeverre de traditionele pushen pull systemen in staat zijn om effectief te reageren op de veranderende marktvraag. Daarnaast staat de introductie van het hybride push-pull systeem, genaamd Polca, centraal. Polca, als innovatief material control systeem is speciaal ontworpen voor productieomgevingen als “de nieuwe markt”. Het belangrijkste uitgangspunt van Polca is het behalen van concurrentievoordeel, middels beheersing van de materiaalstromen in een productieomgeving met een hoge variëteit aan eindproducten en variabele vraag of in een omgeving waarin het leveren van maatwerkproducten centraal staat.

1.3

Doelgroep van het onderzoek

De uitwerking van het onderzoek en de samenstelling van dit onderzoeksrapport is afgestemd op een tweetal relevante doelgroepen. Ten eerste zijn dit de directe betrokkenen vanuit het cluster Ontwerp van Productiesystemen en Productiemanagement aan de Rijksuniversiteit Groningen (RuG). Het onderzoek is voor deze doelgroep relevant, omdat het een bijdrage kan leveren aan de ontwikkeling van het theoretische Polca systeem op zich. Naast het verkrijgen van inzicht in de theoretische kant van Polca, stelt dit onderzoek zich ten doel om de praktische kant van Polca én de mogelijkheden tot 1

Suri, R., QRM and POLCA: A Winning Combination for Manufacturing Enterprises in the 21st Century, Technical Report, Center for Quick Response Manufacturing, May 2003, p. 1-2 Hoofdstuk 1

Inleiding |

1

implementatie van het Polca systeem te verkennen. Het onderzoek is hierbij gebaseerd op een drietal case studies bij Nederlandse productiebedrijven. Deze productiebedrijven vormen de tweede relevante doelgroep. De uitgevoerde case studies bieden hen de mogelijkheid om inzicht te krijgen in hoeverre Polca uitkomst biedt in aansturing en beheersing van interne materiaalstromen. Bij het schrijven van dit rapport is zoveel mogelijk rekening gehouden met de hierboven genoemde doelgroepen. Om de leesbaarheid van dit rapport te vergroten is in bijlage A een definitielijst opgenomen, waarin betekenissen van vaktermen staan verklaard.

1.4

Leeswijzer onderzoek

De hoofdstukken in dit onderzoeksrapport zijn gegroepeerd in drie fasen: de theoretische fase, de praktijkfase en de ontwerpfase. De inhoud van deze drie fasen wordt hieronder kort toegelicht. Theoretische fase Hoofdstuk 2 kan worden beschouwd als een algemene oriëntatie op de traditionele material control systemen. Centraal in dit hoofdstuk staat het verkrijgen van inzicht in de performance en toepassingsmogelijkheden van dergelijke systemen. Deze theoretische kennis is nodig om een uitspraak te kunnen doen over de effectiviteit van push, pull en hybride push-pull systemen in een omgeving als “de nieuwe markt”. Daarnaast is de theoretische kennis noodzakelijk, om de werking van het Polca systeem te begrijpen. Polca maakt namelijk gebruik van elementen en principes die ook in pushen pull systemen worden toegepast. Waarom er vanuit de RuG behoefte is aan onderzoek naar Polca wordt vervolgens besproken in hoofdstuk 3. Tevens wordt in dit hoofdstuk het beoogde onderzoeksproduct vastgelegd in de vorm van een probleemstelling, onderzoeksontwerp en onderzoeksmethode. De traditionele pull systemen vormen een essentieel onderdeel van de Lean Manufacturing strategie. Deze strategie blijkt slecht in staat te zijn om in te springen op een productieomgeving volgens “de nieuwe markt”. Om deze tekortkomingen te onderzoeken wordt in hoofdstuk 4 gekeken in hoeverre de uitgangspunten van het Lean-concept toepasbaar zijn op de kenmerken van de nieuwe markt. Daarnaast zal Quick Response Manufacturing worden geïntroduceerd. Quick Response, als bedrijfsbrede strategie, levert diverse uitgangspunten en principes, waarmee productiebedrijven wél in staat worden gesteld om snel te reageren op de veranderlijke omstandigheden uit de markt. Een van de belangrijkste QRM-technieken is het Polca systeem. De belangrijkste uitgangspunten en principes van Polca, en de wijze waarop dit systeem effectief gebruik probeert te maken van beide pushen pull elementen, wordt besproken in hoofdstuk 5. Gezien het beperkt aantal implementaties is gebleken dat nader onderzoek naar de prestaties en toepassingsmogelijkheden van Polca gewenst is. Praktijkfase Om dit te kunnen onderzoeken is in de periode van november 2004 tot april 2005 een drietal case studies uitgevoerd. Het doel van deze praktijkonderzoeken is om meer inzicht te krijgen in de praktische toepassingsmogelijkhden van het Polca systeem en daarnaast het verkennen van eventuele bedrijfsspecifieke kenmerken die implementatie van Polca onmogelijk maken (opsporen van de beperkingen van Polca). De wijze waarop de case studie bedrijven zijn geselecteerd en hoe de dataverzameling tot stand is gekomen staat beschreven in hoofdstuk 6. Ten slotte worden in dit hoofdstuk de resultaten gepresenteerd in de vorm van drie case studieverslagen. Ontwerpfase Voor een eenduidige analyse van de drie case studieverslagen is in hoofdstuk 7 gebruik gemaakt van een zelf ontwikkelde procedure. Deze procedure, samengesteld uit een zestal fasen, is erg nuttig gebleken voor het creëren van inzicht in de toepassingsmogelijkheden van Polca enerzijds, en de beperkingen van het Polca systeem anderzijds. Na het inzichtelijk maken van de toepassingsmogelijkheden en prestaties van Polca is daarom overwogen deze procedure te beschouwen als voorlopig ontwerp voor de “Polca Scanning Tool”. In hoofdstuk 9 staat ten slotte beschreven welke veranderingen zijn aangebracht om te komen tot een definitief ontwerp van de “Polca Scanning Tool”. Hoofdstuk 1

Inleiding |

2

Hoofdstuk 2

Inleiding traditionele Material Control Systemen

Ter beheersing van de materiaalstromen worden in dit hoofdstuk de belangrijkste uitgangspunten van push en pull verkend. Om inzicht te krijgen in de werking en prestaties van push en pull worden tevens een aantal klassieke material control systemen geïntroduceerd en met elkaar vergeleken. Gekozen is voor MRP (push: par. 2.2), Kanban, Base stock en 2-bin (pull: par. 2.3), omdat deze systemen het meest in de belangstelling staan en vaak worden toegepast2. De drie pull systemen zijn vooral geschikt voor productiesituaties waarbij sprake is van enkelvoudige productielijnen en waarop slechts een beperkt aantal producten wordt geproduceerd (single-stage, single-product). Paragrafen 2.4 en 2.5 gaat daarbij nog in op de belangrijkste technieken, voorwaarden en principes die achter de beschreven pull systemen schuil gaan. In de paragrafen 2.6 en 2.7 wordt beschreven in hoeverre pull systemen weten om te gaan met materiaalbeheersing in een productiesituatie met meervoudige productielijnen en waarop uiteenlopende productvarianten kunnen worden geproduceerd (multi-stage, multi-product). Een bekend systeem dat geschikt is voor dergelijke productiesituaties is Conwip. De werking en uitgangspunten van dit hybride material control systeem staat beschreven in paragraaf 2.6.

2.1

Verschil tussen Push en Pull systemen

Het onderscheid tussen pushen pull systemen kan worden verklaard door het mechanisme dat de materiaalaanvoer in het systeem aanstuurt. In de theorie van Hopp en Spearman3 worden pushen pull systemen als volgt gedefinieerd: “A push system schedules the release of work based on demand, while a pull system authorizes the release of work based on system status” Ter verklaring van het aansturingsmechanisme (en de schuin gedrukte begrippen uit de bovenstaande definitie) worden in de paragrafen 2.2 en 2.3 de belangrijkste principes van push en pull bekeken. Bij deze beschrijving wordt uitgegaan van een enkelvoudige productielijn (ruw materiaal bewerkingen eindproduct) en bewerking van slechts een beperkt aantal producten of productvarianten.

2.2

Push systemen

Bij het push systeem worden orders pas vrijgegeven voor vervolgbewerking stroomafwaarts (i + 1), indien het productieplan(5) dat toelaat én indien voorraad (productieorders afkomstig van bijvoorbeeld een werkstation (i) stroomopwaarts) aanwezig is (figuur 1). De informatie afkomstig van het productieplan is veelal gebaseerd op de verwachte vraag vanuit de markt (“demand”). Push is om deze reden vaak planninggestuurd en komt vooral voor in make-to-stock, make-to-order of assemble-toorder gerichte productieomgevingen (Hopp & Spearman, 2001).

2.2.1 Push: MRP systemen Productieplan

Voorraad beheersing

Ruw materiaal

Bewerking Station i

Flow materiaal Flow informatie Order vrijgave

Voorraad

Bewerking Station i + 1

Voorraad

Bewerking Station i + k

Eindproduct

Figuur 1 Push systeem: planning op basis van vraag 2

Gaury, E.G.A., Kleijnen, J.P.C., Pierreval, H., Customized pull systems for single product flow lines, Discussion paper, No. 117, October 1998, p. 1-5. 3 Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001, p. 340-341. Hoofdstuk 2

Inleiding traditionele Material Control Systemen |

3

MRP (material requirements planning(6)) is een typisch push systeem. Op basis van het productieplan ofwel Master Production Schedule (MPS) stelt men voor de middellange termijn vast welke hoeveelheid eindproducten wanneer geproduceerd moet worden. MRP voedt vervolgens de voorraad binnen de aanwezige productiestappen, als reactie op gedetailleerde, in tijd gefaseerde plannen. De input voor het MRP systeem wordt dus geleverd door het MPS. Dit vaak geaggregeerde productieplan geeft aan wat en hoeveel er de komende periode van geproduceerd dient te worden. Welke producten worden opgenomen in MPS varieert per productiesituatie: • In een make-to-stock bedrijf, zal het MPS meestal zijn uitgedrukt in termen van eindproducten. Input voor het MPS is dan meestal de voorspelling; • In een assemble-to-order bedrijf, zal het MPS ook bestaan uit de actuele klantorders én daarnaast uit een plan voor de productie van gemeenschappelijke halffabrikaten dat gebaseerd is op een voorspelling van de behoeften aan deze halffabrikaten; • In een make-to-order bedrijf, zal het korte-termijn-MPS bestaan uit de actuele klantenorders. De lange termijn planning is veelal gebaseerd op voorspelling; • In een engineer-to-order bedrijf, bestaat het MPS enkel uit geaccepteerde klantenorders en spelen voorspellingen (bijna) geen rol. Deze behoefte aan materialen en halffabrikaten voor de MPS-eindproducten volgt uit de stuklijst ofwel bill of material (BOM). De BOM geeft precies aan welke grondstoffen, onderdelen en halffabrikaten nodig zijn om een bepaald product te fabriceren en hoeveel van dat onderdeel nodig is voor het eindproduct. De prestatie van het MRP systeem is uiteindelijk afhankelijk van de accuraatheid van de data die ontleed wordt aan de BOM. Om de productie van de eindproducten te plannen (in achtereenvolgende tijdsperioden) is inzicht in de interne (productie)doorlooptijden* van afzonderlijke productitems noodzakelijk. Daarnaast dient een routing file beschikbaar te zijn, die per order aangeeft welke bewerkingvolgorde aangehouden moet worden. Aan de hand van de BOM structuur, de routing file en inzicht in de doorlooptijden is het uiteindelijk mogelijk om een tijdsgefaseerde weergave van productieorders te realiseren (figuur 2). Halffabrikaat A Bill of Material (BOM)

- type onderdelen - routing file - doorlooptijden

Halffabrikaat A Onderdeel type 1 Onderdeel type 2 Halffabrikaat B Onderdeel type 3 Onderdeel type 4 Actuele orders/ Voorspellingen

Halffabrikaat B - type onderdelen - routing file - doorlooptijden

MRP Systeem

Tijdsgefaseerde productieplanning

Figuur 2 Materiaalbehoefteplanning volgens MRP

Om aan de behoefte, zoals deze is vastgelegd in geaggregeerde MRP-schema’s, te kunnen voldoen worden de productitems geput uit de nog beschikbare voorraad. Indien deze voorraad niet toereikend is wordt er een nieuwe bestelling (aanvulserie) gepland. Ook dienen zich situaties voor waarbij bestellingen bedoeld zijn om één of meerdere klantorders te kunnen uitleveren. Het MRP planningssysteem is dus zodanig samengesteld dat er precies kan worden bepaald welke materialen er op een bepaald moment nodig zijn om uiteindelijk te kunnen voldoen aan de beoogde levertijd. De materialen volgen daarbij de voor hen bepaalde route op vooraf vastgestelde tijdstippen. Ieder werkstation wordt beoogd het werk af te ronden zoals dat staat aangegeven in het MRP-schema4.

*

Aangenomen wordt dat deze doorlooptijden zijn samengesteld uit (machine) bewerkingstijden, wachttijden en omsteltijden. 4 Gibson, P., Greenhalg, G., Kerr.R, Manufacturing Management, Chapman & Hall, 1995, p. 110-112. Hoofdstuk 2


4

Veiligheidsmaatregelen bij MRP Met de veiligheidsmaatregelen wordt eigenlijk vastgelegd hoeveel speelruimte de productie krijgt toegemeten om de onzekerheden en variaties in de afname en uitvoering weg te werken. Een veiligheidsvoorraad(7) kan worden gebruikt als bescherming tegen onzekerheden in de productie en gevraagde hoeveelheden, terwijl veiligheidstijd(8) wordt gebruikt als bescherming tegen onzekerheden in de timing van de productie en vraag. MRP gebruikt beide veiligheidsmaatregelen, maar deze hebben ook bepaalde nadelen, zoals uit de volgende subparagraaf zal blijken.

2.2.2 Kanttekeningen bij MRP systemen Dankzij vroegtijdig inzicht in de samenstelling van eindproducten en de strakke geplande afstemming van de te doorlopen productiestappen, stelt MRP productiebedrijven in staat om de totale doorlooptijd in de keten nauwkeurig af te stemmen. MRP systemen vinden daarom hun oorsprong in voorraadgestuurde organisaties met stabiele doorlooptijden van (vaak gestandaardiseerde) materialen en een relatief voorspelbare vraag (make-to-stock en assemble-to-order). Juist in dynamische omgevingen (make-to-order en engineer-to-order) wordt niet aan deze uitgangspunten voldaan en zoekt men vaak naar mogelijkheden om vraagonzekerheden op te kunnen vangen, bijvoorbeeld door de interne levertijden (in de vorm van veiligheidstijd) te verhogen of door veiligheidsvoorraden aan te leggen. Met deze maatregelen probeert men het tekort aan benodigde materialen te voorkomen en bouwt men een soort speling in tussen de afzonderlijke schakels (werkstations, productieafdelingen) in de productieketen. Echter in een omgeving met een sterk variërende vraag, is het inbouwen van veiligheidstijd en veiligheidsvoorraad ook nadelig, omdat het veelal leidt tot lange doorlooptijden en daarnaast een hoger niveau onderhanden werk. Toelichting lange doorlooptijden De veiligheidstijd is een tijdselement dat toegevoegd is aan de normale productiedoorlooptijd. Deze extra marge is nodig om fluctuaties (in vraag, bewerkingstijden, omsteltijden,…) op te kunnen vangen. Met name in een make-to-order productieomgeving, waarin de vraag naar te produceren producten onvoorspelbaar is en snel fluctueert, dient deze marge ruim gekozen te zijn. Vaak leidt dit tot situaties waarin de productiedoorlooptijd te lang wordt om geaccepteerd te kunnen worden door de klant5. Toelichting hoger niveau onderhanden werk Een hoger niveau onderhanden werk(9) kan het gevolg zijn van de inzet van zowel veiligheidsvoorraad als veiligheidstijd: • Een veiligheidsvoorraad dient er juist toe om de beschikbaarheid van diverse (uitgangs)materialen, halffabrikaten, onderdelen en producten op eindvoorraad te garanderen. Het nadeel van deze maatregel is dat de hoeveelheid kapitaal op de werkvloer en op eindvoorraad juist wordt vergroot. Bijvoorbeeld als gevolg van “neen-verkopen”; • Systemen die werken met veiligheidstijden geven productieorders eerder dan noodzakelijk vrij. Hiermee kan worden gegarandeerd dat toekomstige vervaldata van productieorders (order due date) altijd worden behaald. Het nadeel van deze werkwijze is dat een deel van de goederen vroegtijdig op (eind)voorraad komt te liggen en dus nog een geruime tijd moeten wachten voordat ze worden afgeleverd aan de klant (extra voorraad). Ook kan de situatie leiden tot niet-productief kapitaal tussen diverse productiestappen. Bijvoorbeeld omdat bepaalde halffabrikaten nog enige tijd moeten wachten voordat ze kunnen worden vrijgegeven voor een volgende bewerkingsstap (extra onderhanden werk in de keten). Conclusie performance van traditionele MRP (push) systemen Voor de productie en aansturing van materialen in een omgeving met vraagonzekerheid blijken traditionele MRP systemen niet altijd ideaal te zijn. Zo zegt de definitie van Hopp en Spearman (zie par. 2.1) dat bij een push systeem de vrijgavemomenten voor productieorders (in de definitie: “release of work”) vooraf worden gepland (in de definitie: “schedule”) en dat deze tijdens productie dienen te worden nageleefd. In dit geval gaat MRP dus uit van een “hard” productieplan (zie ook figuur 1). De benodigde informatie voor het plannen van de vrijgavemomenten van productieorders dient veelal te 5

Suri, R., QRM and POLCA: A Winning Combination for Manufacturing Enterprises in the 21st Century, Technical Report, Center for Quick Response Manufacturing, May 2003, p. 8-10. Hoofdstuk 2


5

zijn gebaseerd op de werkelijke vraag uit de markt. (in de definitie: “demand”). Echter één van de belangrijkste bezwaren is dat (in een omgeving met vraagonzekerheid) de benodigde data voor het plannen van deze productieorders niet altijd overeen komt met deze vraag. Met andere woorden: er ontstaan vaak situaties waarin los van de werkelijke behoefte wordt geproduceerd. Om hier toch aan tegemoet te komen worden bij push veelal veiligheidsmaatregelen genomen. Echter in dit geval worden juist de oorzaken van de slechte leverperformance geaccepteerd in plaats van dat er maatregelen worden getroffen om ze weg te nemen. Zo leiden veiligheidsmaatregelen vaak tot langere (productie)doorlooptijden en tevens groei van de hoeveelheid onderhanden werk in de keten. Om deze problemen te ondervangen was de ontwikkeling van een nieuwe strategie voor de beheersing van materialen in dynamische en onzekere productieomgevingen noodzakelijk. Pull systemen bleken de uitkomst, omdat deze systemen juist wel reageren en produceren op het moment dat er “behoefte naar materiaal” optreedt. Het belangrijke verschil met push is dat deze trigger (in de definitie: “authorization”) voor vrijgave van nieuw werk volledig bepaald wordt door de toestand van het productiesysteem (in de definitie: “system status”) en dus niet afhankelijk is van de data zoals deze is vastgelegd in het “harde” productieplan.

2.3

Pull systemen

Pull is een productiewijze waarbij de materiaalaanvoer niet wordt gepland (zoals bij push/MRP systemen) maar juist wordt gereguleerd door het productieproces zelf. Hierbij wordt dus geen rekening gehouden met vooraf vastgestelde productietijden en vrijgavemomenten op de afzonderlijke schakels in de keten. In de regel is alleen het laatste werkstation in de keten gekoppeld aan een productieplan6. In het pull systeem stromen materialen in dezelfde richting als in het push systeem, maar de bijbehorende informatiestromen zijn afkomstig van processen stroomafwaarts in de keten7. Station i

Station i + 1

Station i + k

Ruw materiaal Autorisatie

Autorisatie

Autorisatie

Eind producten

Figuur 3 Pull systeem: autorisatie gebaseerd op status van het systeem

Toelichting figuur 3: Een werkstation (i) dient enkel te beginnen aan een bepaalde order, indien is voldaan aan een tweetal voorwaarden. Ten eerste dient het betreffende werkstation vrij te zijn voor de bewerking aan deze order. Ten tweede moet het betreffende werkstation hiervoor geautoriseerd zijn. Deze autorisatie vindt plaats indien er onderdelen uit de begin voorraad van een werkstation stroomafwaarts (i + k) van het productieproces worden gehaald. De gedachtegang achter deze autorisatieprocedure is dat men een limiet zet op de maximale voorraadgrootte binnen het productiesysteem (zie verder par. 2.3.1). Met de autorisatieprocedure (= terugkoppeling in figuur 3) wordt niet geprobeerd de materiaalaanvoer precies te plannen, maar juist de feitelijke productie de aanvoer van materialen te laten regelen. Hierbij sprake van een “pull”, omdat materiaalstromen worden “getriggerd” wanneer er een order wordt geplaatst en er eindvoorraad wordt vrijgegeven. Pull staat om deze reden voornamelijk bekend als een “make-tostock” systeem (Hopp & Spearman, 2001). Dankzij een beperking op het voorraadniveau is men in staat om de totale hoeveelheid onderhanden werk en bijbehorende fluctuaties tot een minimum te reduceren. Dit in tegenstelling tot het push 6

Gaury, E.G.A., Kleijnen, J.P.C., Pierreval, H., Configuring a pull production control strategy through a generic model, Discussion paper, No. 101, November 1997, p. 2. 7 Singh, N., System Approach to Computer-Integrated Design and Manufacturing, Wiley & Sons, 1996, p. 438. Hoofdstuk 2


6

principe waar over het algemeen overtollige voorraden ontstaan die leiden tot toename van het onderhanden werk. Tevens worden pull georiënteerde productiebedrijven in staat gesteld om8: • kortere productiedoorlooptijden te realiseren (vrijgave is onafhankelijk van het productieplan); • sneller te reageren op verandering in de marktvraag (materialen zijn continue binnen handbereik, zodat prioriteitsorders in principe direct kunnen worden uitgevoerd); • een hoge mate van controleerbaarheid uit te oefenen op het productieproces, met als gevolg een betere productkwaliteit en het vermogen om (machine)storingen sneller te achterhalen. Zo kan ketenonbalans worden voorkomen door maatregelen te nemen in het materiaaluitwisselingsproces tussen opeenvolgende schakels (synchroniseren van materiaalstromen). De volgende subparagrafen gaan hier nader op in. In de komende subparagrafen worden drie pull systemen beproken. Het meest bekende is het op kaarten gebaseerde Kanban systeem. Dit systeem komt aan de orde in subparagraaf 2.3.1. Kanban is voor dit onderzoek interessant, omdat het autorisatieprincipe door middel van de terugkerende kanban kaarten ook terugkomt in het Polca systeem. In subparagraaf 2.3.2 wordt Base Stock Control besproken. Dit type pull systeem onderscheidt zich van Kanban, omdat geen gebruik wordt gemaakt van autorisatiekaarten. Toch is de beschrijving van het Base Stock systeem relevant voor dit onderzoek, omdat hiermee het inzicht in de werking van pull wordt vergroot. Het Reorder-Point- of 2bin systeem wordt besproken in subparagraaf 2.3.3. De formule van het Reorder-Point model is later in dit onderzoek benodigd voor het berekenen van het aantal kanban kaarten.

2.3.1 Pull: Kanban systeem Een manier waarop productiebedrijven proberen om het voorraadniveau en bijbehorende hoeveelheid onderhanden werk onder controle te houden is door middel van het Kanban systeem. In dit systeem worden materialen opgeslagen in daarvoor bestemde voorraadposities. Elk werkstation of productieafdeling kent twee voorraadposities, één voorafgaand aan de bewerking (inbound inventory) en één na bewerking (outbound inventory). Kenmerkend voor de voorraadposities is dat de aanwezige capaciteit is gelimiteerd voor slechts een beperkt aantal voorraadunits (figuur 4). Hierbij worden volle voorraadunits als het ware door het productieproces heen getrokken (pull). De autorisatie van de deze volle voorraadunits vindt in veel gevallen plaats door middel van kanban kaarten (voortaan: kanbans). Kanbans geven specifieke informatie over het soort materiaal en de aanwezige hoeveelheid materiaal in een bepaalde voorraadunit. Daarnaast beschrijft een kanban de “producent” waarvan het desbetreffende materiaal vandaan komt (stroomopwaarts) en de “consument” waarvoor het materiaal bestemd is (stroomafwaarts). Een belangrijk principe binnen Kanban is dat pas mag worden begonnen met productie stroomopwaarts indien één van de voorraadunits stroomafwaarts vrij is9. Outbound inventory

Inbound inventory

Producerend werkstation Afnemend(e) werkstation(s)

Figuur 4 Gelimiteerde voorraadniveaus

Volle voorraadunits Pull onderdelen

Een order wordt hierbij niet eerder uitgegeven voordat het voorraadniveau, in een voorraadunit stroomafwaarts in de productieketen, een van tevoren bepaald minimum heeft bereikt. Het uitnemen van materiaal uit een voorraadunit resulteert uiteindelijk in een signaal naar een werkplek 8

Gaury, E.G.A., Kleijnen, J.P.C., Pierreval, H., Customized pull systems for single product flow lines, Discussion paper, No. 117, Oktober 1998, p 2. 9 Bertrand, J.W.M., Wortmann, J.C., Wijngaard, J., Productiebeheersing en material management, Stenfert Kroesse, 1998, p. 186-190. Hoofdstuk 2


7

stroomopwaarts om een nieuwe hoeveelheid (batch) te produceren. Hiermee opereren de opeenvolgende schakels in de keten dus wél afhankelijk van elkaar (in tegenstelling tot push). Type kanban systemen Er zijn twee typen kanbans te onderscheiden10: Transport kanbans De eerste zijn de zogenaamde transport kanbans. Deze kaarten geven autorisatie voor het verplaatsen van een standaard voorraadunit, met specifiek benodigde materialen, van een outbound inventory van een producerend werkstation naar een inbound inventory van een afnemend werkstation. De voorraadunit mag enkel getransporteerd worden wanneer deze gevuld is door het producerende werkstation en wanneer er voorraadruimte is vrijgekomen bij het afnemende werkstation. Het belangrijkste principe van het kaartensysteem is dat de input van het afnemende werkstation wordt gesynchroniseerd met de output van het producerende werkstation. Op deze manier voorkomt men onevenredige groei van tussenvoorraden en onbalans tussen opeenvolgende werkstations. Productie kanbans Naast de aanwezigheid van transport kanbans kunnen er ook productie kanbans worden ingezet. Het aanwezig zijn van een productie kanban betekent dat er geproduceerd mag worden totdat de voorraadlimiet in een voorraadunit is bereikt. Zonder de aanwezigheid van een productiekanban blijft productie op een stroomopwaarts werkstation uit. Zie bijlage B voor de werking van transport- en productie kanbans. Voor het plannen van de materiaalstromen en het afstemmen van doorlooptijden tussen afzonderlijke werkstations maken Kanban systemen geen gebruik van gedetailleerde MRP berekeningen. Om toch te kunnen voldoen aan de (dagelijkse) totale gevraagde hoeveelheid eindproducten kan gebruik worden gemaakt van stabiele planningsschema’s. Dergelijke schema’s worden vaak gekoppeld aan het laatste werkstation stroomafwaarts in de keten. Dit is dan ook de enige plek waar materiaal wordt vrijgegeven voor productie.

2.3.2 Pull: Base Stock Control Het eerste bekende pull systeem is in feite een afgeleide vorm van de traditionele bestelpuntmethode(10), maar dan in een situatie met voorraadniveaus bij diverse achtereenvolgende schakels in de productieketen. Het Base Stock systeem is eigenlijk een integraal-statistisch besturingssysteem. Bij elke schakel wordt een vaste voorraadhoeveelheid aangehouden. Dit zogenaamde “ketenbasisniveau” (Si) heeft betrekking op de hoeveelheid materiaal dat zich nog bevindt in een bepaald voorraadpunt én de hoeveelheid materiaal dat al onttrokken is uit dit voorraadpunt, maar nog niet is afgeleverd aan de klant. Dit “materiaal in bewerking” is dus nog in de keten aanwezig. Het Si niveau varieert in het Base Stock systeem wel per werkstation. Indien er op het laatste werkstation (zie figuur 5) in de keten vraag is naar een bepaalde hoeveelheid eindproducten, dan wordt deze direct doorgegeven naar alle werkstations stroomopwaarts. Op de afzonderlijke werkstations worden vervolgens de benodigde materialen bewerkt. Indien het basisniveau (= het bestelniveau) op de betreffende werkstations wordt onderschreden (en dus niet toereikend is voor bewerking) volgen er nabestellingen.

Ruw materiaal

Werkstation i

Figuur 5 Base Stock Control

(Si)

Werkstation i+1

(Si)

Werkstation i+k

Eind producten

10

Nicholas John M., Competitive Manufacturing Management: Continuous improvement, lean production, customer-focused quantity, McGraw-Hill, 1998, p. 273-277. Hoofdstuk 2


8

Het voordeel van Base Stock Control is dat alle werkstations, juist op het moment dat er vraag optreedt, tegelijkertijd kunnen produceren. Een belangrijk nadeel is dat de opeenvolgende werkstations niet op elkaar zijn afgestemd qua capaciteit en seriegrootte. Een oplossing voor dit probleem werd gevonden met de introductie van Kanban. Bij Kanban is het wel mogelijk wordt om de capaciteit en de seriegrootte tussen opeenvolgende schakels op elkaar af te stemmen (zie par. 2.3.1).

2.3.3 Pull: Reorder-Point systeem/ 2-bin systeem

Het pull systeem kan worden beschouwd als een variant van het reorder-point systeem11. Uitgaande van dit principe worden orders (ter grootte van Q; zie par. 2.4) aangevuld wanneer de voorraad van een bepaalde voorraadunit beneden dit minimum niveau daalt (reorder point). De hoogte van het reorder point (ook wel bestelniveau; zie par. 2.3.2) wordt bepaald door de benodigde (geschatte) materiaalhoeveelheid die gebruikt wordt vanaf het moment dat een order wordt geplaatst tot en met aanvulling en de werkelijke ontvangst van een aangevulde voorraadunit. Voor het berekenen van het optimale reorder point is men afhankelijk van twee factoren: 1. Voorspelde vraag. 2. Interne doorlooptijd (tussen plaatsen van order en aanvulling). ROP wordt uitgedrukt in de volgende formule:

ROP = D * (LT + VV) Bij het pull systeem heeft de voorspelde vraag (D) betrekking op de te produceren productaantallen op de aanwezige werkstations gedurende een bepaalde periode. De interne doorlooptijd (LT) van een kanban kaart wordt berekend door de sommatie van de productietijd (P) en de interne verplaatsingstijd (C). Deze variabelen worden toegelicht in bijlage C. De veiligheidsvoorraad (VV) is de hoeveelheid voorraad die wordt aangehouden om variabiliteit in vraag en doorlooptijd* enigszins te op te vangen. Hoe groter deze variabiliteit, hoe groter de veiligheidsvoorraad. Zie subparagraaf 2.5.3 voor het bepalen van de geschikte veiligheidsvoorraad. 2-bin als typisch reorderpoint systeem Ook dit type pull-systeem maakt gebruikt van kritieke vaste voorraadniveaus volgens het reorderpoint12. Bij dit systeem wordt de voorraadpositie gebruikt als middel om de bestelling te initiëren, het model houdt rekening met bestelde materialen die nog niet aangekomen zijn. De aanvulling van de voorraad wordt hierbij beheerd door twee voorraadunits: één grote unit waaruit als eerste wordt geput, terwijl de andere (vaak kleinere) unit, waarvan het minimale voorraadniveau gelijk is aan het kritieke reorder-point niveau, pas wordt ingezet indien het voorraadniveau van de grote unit zijn bodem heeft bereikt. Terwijl de voorraad in de kleine unit wordt verbruikt kan er een order worden geplaatst die groot genoeg is om naderhand de grote unit én de kleine unit samen aan te vullen. Dit is een continu proces waarbij vaak alleen de grote unit wordt verplaatst ter aanvulling van materiaal (uit het magazijn of via leveranciers…). Bij het terugkeren van de grote unit op de bestemde voorraadpositie wordt eerst de kleine unit aangevuld. Met het overige aanwezige materiaal in de grote unit gaat men vervolgens verder met produceren. Het 2-bin systeem is naast het Kanban kaartensysteem een relatief eenvoudige en visuele manier om de interne voorraden optimaal te beheersen (terugdringen voorraadkosten en realiseren van betrouwbare levertijden). Voor- en nadelen 2-bin systeem Bij het 2-bin systeem gaat men uit van een eenmalig autorisatiesignaal voor materiaalaanvulling. Hierbij circuleert één voorraadunit tussen de afhankelijke werkstations (volgens het Kanban systeem

11

Nicholas John M., Competitive Manufacturing Management: Continuous improvement, lean production, customer-focused quantity, McGraw-Hill, 1998, p. 270-271. * veroorzaakt door bijvoorbeeld machine-uitval, kwaliteitsproblemen en variërende wachttijden van geproduceerde materialen, voorraadunits en kanbans. 12 Niland, P., Production Planning, Scheduling and Inventory Control, Macmillan, 1970, p. 151. Hoofdstuk 2


9

komt dit neer op één kanban kaart). Naast interne voorraadaanvulling kan het 2-bin systeem ook worden gebruikt voor aanvulling van materialen of inkoopdelen, afkomstig van externe leveranciers. Het voordeel van 2-bin is dat materialen/onderdelen in de kleine unit gelijk kunnen worden benut, wanneer de grote voorraadunit leeg raakt. Een ander voordeel is de gehanteerde vaste bestelgrootte. Deze verkleint de kans op fouten (bijvoorbeeld door afspraken over verpakkingseenheden) en vergroot de voorspelbaarheid van de aanspraak die op het productieapparaat van de leverancier wordt gemaakt. Een nadeel van het 2-bin systeem is dat het moeilijk om kan gaan met grote bestellingen; in het bijzonder wanneer het verbruik zo hoog is dat een aanvulorder niet voldoende is om het voorraadniveau boven het bestelniveau te brengen, dit wordt “onder niveau duiken” genoemd. In zo’n situatie moet een veelvoud van Q besteld worden. Door dit “batch-effect” wordt de gemiddelde voorraad onderschat13.

2.4

Productie-seriegroottes bij push en pull

In deze paragraaf staat beschreven op welke wijze de seriegroottes bij push (MRP) en pull (Kanban) bepaald kunnen worden. Doel van deze paragraaf is om na te gaan in hoeverre de bepaalde seriegroottes effect hebben op de prestaties van MRP systemen en Kanban systemen. De meest voorkomende bestel- of seriegrootte bepalingsmethoden binnen MRP (push) zijn: Lot-for-lot (LFL) Dit is de meest eenvoudige methode om de seriegrootte te bepalen, omdat er simpelweg geproduceerd of besteld wordt wat de netto behoefte is in een bepaalde periode. Omdat dit geen voorraad achterlaat aan het einde van elke periode, minimaliseert deze methode de voorraad. Echter, vanwege het feit dat elke keer dat een product gevraagd wordt er omstelkosten worden berekend, maximaliseert deze methode juist de omstelkosten. Wel dient te worden opgemerkt dat het principe achter lot-for-lot consistent is met de pull filosofie, door alleen datgene te maken dat benodigd is14. Economic Order Quantity (EOQ) Een tweede methode is het produceren of bestellen van een vooraf vastgestelde optimale (bestel)hoeveelheid (EOQ). Deze optimale seriegrootte minimaliseert de som van de bestel- of setupkosten en de voorraadkosten. Het EOQ model kan gebruikt worden door de constante vraag te vervangen door een schatting van de gemiddelde vraag: D :

Q

=

2 AD H

Waarin: Q - de optimale (bestel)hoeveelheid per order, in aantal; D - vraag naar het item in de beschouwde periode; A - setup kosten of bestelkosten, onafhankelijk van de hoeveelheid Q, in euro per bestelling; H - de voorraadkosten per periode, in euro/stuk. Aangezien de vraag naar hoeveelheid items constant is en productie continue voortduurt (productiesnelheid: p = ∞), fluctueert het voorraadniveau zoals afgebeeld in figuur 6a. Dit niveau bereikt zijn maximum, wanneer een order of geproduceerde batch ter grootte van Q direct wordt opgenomen in de voorraad. Wanneer vervolgens in de beschouwde periode (= ordercyclus) voldaan is aan de vraag naar items (geleidelijk afleveren van de producten aan de klant) daalt het voorraadniveau weer tot een minimum van 0. Dit is tevens het moment waarop een nieuwe (productie)order met optimale seriegrootte Q gereed dient te zijn en kan worden opgenomen in de voorraad.

13

Silver, E.A. en Peterson, R., Decision Systems for Inventory Management and Production Planning, John Wily & Sons, 1985, p. 214-218. 14 Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001, p. 118-119. Hoofdstuk 2


10

Q

Q Voorraad

Voorraad

Gemiddeld voorraadniveau

0 Ordercyclus Productiecyclus

Tijd

Figuur 6a

P-D

Maximaal voorraadniveau

-D

0 Voorraadvorming a.g.v. productie

Tijd

Productiecyclus Voorraadafname a.g.v. vraag naar producten. Er wordt niet geproduceerd

Figuur 6b

Figuur 6 Voorraadfluctuatie gedurende beschouwde order- of productiecyclus

Economic Manufacturing Quantity bij pull (Kanban) Het beschreven EOQ model neemt aan dat een bestelde order of geproduceerd batch (ter grootte van de optimale hoeveelheid Q) direct en in zijn geheel wordt opgenomen in de voorraad. Dit verklaart dan ook de plotselinge stijging van het voorraadniveau (figuur 6a). Indien geproduceerd wordt met een eindige vaste productiesnelheid en waarbij geproduceerde items één voor één worden opgenomen in de voorraad, ontstaat er de situatie zoals weergegeven in figuur 6b. In deze situatie is nog steeds sprake van een geleidelijke afname van de voorraad, als gevolg van continue voortdurende vraag naar items (-D). Maar het verschil met figuur 6a is dat na gereedmelding van de geproduceerde items (en zolang de productie nog voortduurt) de voorraad geleidelijk groeit tot het vaste voorraadniveau Q. De snelheid waarmee de voorraad gedurende een productiecyclus stijgt wordt bepaald door het verschil in de gemiddelde vraag naar producten (D) en de het maximaal mogelijke aantal te produceren items in een periode (p): (p – D). EMQ bij kanban Om bij Kanban (en in een productiesituatie waarin de productiesnelheid eindig is en items één voor één worden opgenomen in de voorraad) de optimale productie-seriegrootte Q* te bepalen, kan gebruik worden gemaakt van het EMQ model. Dit model berekent het optimale voorraadniveau tussen twee werkstations, waarbij de setup kosten en de voorraadkosten zo laag mogelijk zijn. Dit maximale voorraadniveau dient telkens te worden aangevuld op een werkstation stroomopwaarts indien het afnemende werkstation hiervoor een order heeft uitgegeven (in de vorm terugkerende kanban kaarten/ voorraadunits). De EMQ formule voor optimale productie-seriegroottes15 luidt:

EMQ(Q*) =

2 AD H (1 − D / p )

Waarin: Q* - optimale aantal productitems per order (= optimale productie-seriegroottes); D - vraag naar hoeveelheid productitems per periode; A - setup costs (omstelkosten van een werkstation voor productie van een nieuwe order); H - holding costs (jaarlijkse voorraadkosten tussen twee opeenvolgende werkstations); p - productiesnelheid in de beschouwde periode (aantal items/ periode); p ≠ 0 In de formule geeft H(1–D/p) aan dat de kosten niet over alle gemaakte, maar slechts over alle op voorraad liggende items berekend wordt. Verschil seriegroottes (productieseries) push en pull Bij MRP systemen (push) wordt de data die benodigd is voor het vaststellen van de optimale seriegroottes Q ontleend aan de vraagvoorspelling voor de middellange termijn. Deze voorspelling heeft dus betrekking op de verwachte vraag naar eindproducten op MPS niveau. Om deze vraag te vertalen naar de verwachte vraag voor diverse onderdelen en halffabrikaten wordt vaak gebruik gemaakt van de voorhanden productroutings en bills of material (BOM). De prestaties van het MRP 15

Heizer, J., Render, B., Operations Management, Pearson Education International, 2004, p. 464-466. Hoofdstuk 2


11

systeem zijn dus in grote mate afhankelijk van de voorspellingen en de accuraatheid van de data die ontleend wordt aan de BOM. Bij Kanban systemen (pull) worden seriegroottes Q* juist bepaald op het niveau van de werkvloer in overeenstemming met de vraag en aanvullende eisen van voorraadbuffers stroomafwaarts in de keten. De grootte van de circulerende voorraadunits die de voorraad dragen zijn daarbij gebaseerd op het schema van de laatste productiestap, welke wordt bepaald door de informatie over de globale vraagvoorspelling (zoals bij MRP). Voordelen pull ten opzichte van push 1. Het voordeel van pull productie ten opzichte van push is dat de seriegroottes volledig zijn afgestemd op de vraag die voortkomt uit het afnemende traject; er kan pas worden gestart met productie indien er vraag ontstaat bij de stroomafwaartse trajecten. (Push reageert niet op deze interne vraag, maar produceert enkel op basis van de vraag naar eindproducten. Het gevolg hiervan is dat de gehanteerde seriegroottes vaak groter zijn dan de werkelijke gevraagde hoeveelheid.) 2. Dankzij de eindige productiesnelheid wordt bij pull voorkomen dat “dode voorraad” ontstaat ofwel: extra voorraad die blijft liggen (in de keten of op eindniveau) en waarnaar geen directe vraag is. (Het continue productiekarakter van push leidt vaak wel tot dergelijke problemen: vrijgegeven seriegroottes conform EOQ, dienen volledig te zijn afgerond voordat ze pas worden opgenomen in de (eind)voorraad.

2.5

Voorwaarden, gebruiksregels en principes bij pull

In paragraaf 2.3 is ingegaan op de meest gangbare pull-aanvulsystemen en de belangrijkste principes die achter deze systemen schuil gaan. Pull systemen zijn echter wel veeleisend in termen van vereiste voorwaarden. De belangrijkste voorwaarden worden besproken in subparagraaf 2.5.1. Indien productieorganisaties voldoen aan deze voorwaarden zou het in principe mogelijk zijn om pull te implementeren. Het succesvol functioneren van een (op kaarten gebaseerd) pull systeem vereist echter wel begrip van een aantal regels bij betrokken teamleiders, operators en materiaalplanners. Deze regels worden besproken in subparagraaf 2.5.2. Een reden voor implementatie van Kanban is vaak het onder controle willen houden van het onderhanden werkniveau in de keten, door middel van een vast aantal kanban kaarten. De formule voor het berekenen van het optimale aantal kaarten wordt gegeven in subparagraaf 2.5.3. Vervolgens staan in subparagraaf 2.5.4 prioriteitsregels centraal. Deze kunnen worden gebruikt voor het bepalen van de juiste werkprioriteit. Het doel van deze paragraaf is het verkrijgen van inzicht in de maatregelen die moeten worden ondernomen om pull systemen succesvol te laten functioneren. Deze kennis kan ook relevant zijn om de werking van het pull-element binnen Polca te begrijpen.

2.5.1 Noodzakelijke voorwaarden voor het realiseren van pull productie Om pull te realiseren dient de productieomgeving te voldoen aan een vijftal basisvoorwaarden (Nicholas, 1998): 1. Stabiele en continue vraag Een belangrijk kenmerk van pull systemen is het aanhouden van een buffervoorraad voor elk type materiaal. Om de hoeveelheid aangehouden materiaal te rechtvaardigen en om de mogelijkheid open te houden deze voorraad geleidelijk terug te dringen is men afhankelijk van een stabiele en continue vraag naar eindproducten. 2. Standaardproducten Om het totale voorraadniveau en het aantal noodzakelijke voorraadunits te reduceren beperkt pull productie zich tot relatief lage aantallen gestandaardiseerde producten of productmodules (platte stuklijsten). Door uiteenlopende modulecombinaties en assemblagemogelijkheden kan er uiteindelijk toch een relatief hoge variatie aan verschillende eindproducten worden gerealiseerd. Hoofdstuk 2


12

3. Repeterend productievermogen Repeterende productie (of herhalende productie) is het vermogen om standaard producten of standaard productitems op continue wijze te kunnen bewerken. Hiervoor dient de vraag niet te groot te zijn, maar wel stabiel genoeg zodat het productieplan een relatief vlakke dagelijkse productie kan genereren. Bij een instabiele vraag kan alleen een vlakke productie worden gerealiseerd door het eindproduct op voorraad te houden. Voorziene variaties in de vraag naar eindproducten en seizoenspatronen worden van tevoren gelijkmatig verdeeld zodat de impact daarvan op de vorige processen worden geminimaliseerd. Extra output uit periodes waarin de vraag afneemt zullen op voorraad moeten worden gehouden om tekorten in piekperiodes op te kunnen vangen (make-to-stock). 4. Realiseren van flow Het routinematige productiekarakter zoals hierboven beschreven leidt uiteindelijk tot een situatie waarbij verschuivingen in bottlenecks zoveel mogelijk worden voorkomen en waarbij een continue flow van materialen kan worden gerealiseerd. Voor het realiseren van flow tussen twee werkstations dient ieder werkstation ruwweg dezelfde capaciteit te hebben en in staat te zijn om het productieritme van het andere werkstation te kunnen volgen. Voorwaarden om flowproductie toe te kunnen passen zijn: producten met dezelfde bewerkingsvolgorde (1), bewerkingstijden die gelijk zijn voor iedere bewerking (2) en werkstations die zonder verstoring kunnen werken (3). In hoofdstuk 3 komt het realiseren van flow nog aan de orde. 5. Kleine set-uptijden en optimale seriegroottes Een belangrijke vorm van verspilling in de productieketen betreft het ontstaan van onnodige wachttijden voorafgaand aan een werkstation. Vaak zijn deze wachttijden het gevolg van lange omsteltijden, die noodzakelijk zijn om verschillende bewerkingen te realiseren. Om snel te kunnen reageren op verschillende orders van een werkstation stroomafwaarts in de keten en om de materiaalstroom tussen twee werkstations te bevorderen, dienen de machine-omsteltijden zo klein mogelijk te zijn.

2.5.2 Regels voor het gebruik van pull productie Voor het effectief functioneren van een op kaarten gebaseerd pull systeem dienen de gebruikers op de hoogte te zijn van een aantal regels (Nicholas, 1998): 1. Werkstations stroomafwaarts in het productieproces dienen slechts die hoeveelheid materialen te pakken die zij nodig hebben van het werkstation stroomopwaarts in de keten. 2. De hoeveelheid te produceren materiaal en het soort materiaal wordt gespecificeerd door het type kanban kaart en het aantal roulerende kanbans tussen twee werkstations in. (Teneinde de doorstroom van materialen te bevorderen en de werkbelasting tussen de werkstations te balanceren kan men overwegen gebruik te maken van speciale prioriteitsregels; zie hiervoor par. 2.5.4.) 3. Er mag enkel worden geproduceerd als er een (productie)kanban kaart bevestigd is aan een terugkerende voorraadunit. 4. Alleen de correct uitgevoerde materialen en orders worden toegelaten op het afnemende werkstation; defecte orders worden teruggebracht naar het producerende werkstation en vastgehouden totdat de bron van het defect is verholpen. (Operators worden als het ware gestimuleerd om problemen in de keten zo snel mogelijk op te lossen, zonder stagnatie van het productieproces en ophoping van defecte materialen.) 5. Om balans in de keten vast te houden moeten plotselinge variaties in de vraag (op het planningsniveau van het laatste werkstation) worden opgevangen via aanpassing van het aantal roulerende kanbans stroomopwaarts. 6. Deze laatste voorwaarde heeft betrekking op het kunnen identificeren en elimineren van bottlenecks* in de keten. Zo leidt reductie van het aantal kanbans tot verlaging van de

*

Een bottleneck is een capaciteitsconstraint van een werkstation. Wanneer de vraag (naar benodigde capaciteit) het aanbod (van beschikbare capaciteit op een werkstation) overschrijdt ontstaan bottlenecks. (Deze omschrijving is afgleid uit: Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 242-243.) Hoofdstuk 2


13

hoeveelheid onderhanden werk en meer mogelijkheden voor het ontdekken van allerlei vormen van verspilling(11). Deze vormen van verspilling worden in hoofdstuk 3 besproken.

2.5.3 Invloed van het aantal roulerende kanban kaarten en voorraadunits Het totale aantal kanbans bepaalt hoeveel voorraadunits maximaal in omloop zijn en daarmee de maximale hoeveelheid onderhanden werk in de keten (voorraad). Om het optimale aantal roulerende kanbans tussen twee werkstations te bepalen kan gebruik worden gemaakt van de volgende formule:

K = Waarin: K D LT Q 1+α -

D ( LT )(1 + α ) Q

aantal benodigde kanban kaarten (of voorraadunits); vraag naar onderdelen per tijdseenheid; doorlooptijd; LT = P + C (zie bijlage C); aantal onderdelen per voorraadunit; (seriegrootte EOQ zie par. 2.4); policy variabele (in de vorm van een veiligheidsvoorraad).

Bovenstaande formule komt overeen met het beschreven reorder point model, echter het bestelniveau wordt in dit geval uitgedrukt in het aantal voorraadunits in plaats van het aantal eenheden. Ook bij deze berekening wordt rekening gehouden met de wachttijd van voorraadunits en kanbans. Om te komen tot vermindering van het aantal kanbans wordt men in de regel vaak gedwongen wachttijden en overige relevante doorlooptijden te verkleinen (vereist beter organisatie op de werkvloer) of door de afname van het materiaal per tijdseenheid constant te houden Veiligheidsvoorraad (1 + α) Bij het bepalen van het aantal containers/kanbans is het gebruikelijk rekening te houden met een veiligheidsvoorraad, in de vorm van extra containers/kanban kaarten. Bij het bepalen van de juiste veiligheidsfactor (α in de policy variabele) dient men alle gebeurtenissen, die de variabiliteit in de vraag en de doorlooptijd kunnen veroorzaken, in overweging te nemen. Vuistregel bij het bepalen van de optimale veiligheidsfactor is te starten met een veiligheidsfactor van 10% en deze vervolgens af te bouwen tot een percentage welke in de praktijk het best werkbaar blijkt te zijn16.

2.5.4 Order prioriteit Teneinde de doorstroom van materialen in de keten te bevorderen en de werklast op en tussen afzonderlijke schakels zo goed mogelijk te balanceren, dient de productievolgorde van verschillende reeds vrijgegeven orders zorgvuldig gepland te worden. Hiervoor maakt men in de praktijk veel gebruik van Kanban Volgordeborden. Aan de hand van deze planningsborden wordt men in staat gesteld om de werkprioriteit van verschillende orders op een visuele manier te bepalen, bijvoorbeeld op basis van kleurcoderingen of speciale prioriteitscategorieën (Nicolas, 1998). Voor het bepalen van de juiste werkprioriteit (optimale volgorde waarin orders dienen te worden vrijgegeven) kan men, naast de aankomstvolgorde van kanban kaarten, gebruik maken van diverse prioriteitsregels (earliest due date(12), shortest processing time(13), least slack(14), shortest setup time(15),…). In de theorie is weinig geschreven over het hanteren van prioriteitsregels bij Kanban. Earliest due date, shortest processing time, least slack en shortest setup time zijn algemene regels zoals deze in de literatuur over productiebeheersing vaak worden genoemd.

2.6

Material Control Systemen in een multi-product situatie

In de vorige paragrafen werd de nadruk gelegd op de beheersing van materiaalstromen in een productieomgeving met enkelvoudige productielijnen en vervaardiging van slechts een beperkt aantal producten en productfamilies (single-stage, single-product). Stabiliteit in de vraag, het hanteren van 16

Nicholas John M., Competitive Manufacturing Management: Continuous improvement, lean production, customer-focused quantity, McGraw-Hill, 1998, p. 279. Hoofdstuk 2


14

een standaardproductassortiment en een repeterend productievermogen, bleken onder andere belangrijke voorwaarden te zijn voor effectief gebruik van Kanban. Deze paragraaf beschrijft in hoeverre pull systemen weten om te gaan met materiaalbeheersing in een multi-product situatie met meervoudige productielijnen (multi-stage, multi-product). Eerst wordt ingegaan op de prestaties van het Kanban systeem en vervolgens wordt Conwip geïntroduceerd. Conwip, als hybride material control systeem, gaat beter om met complexiteit dan het Kanban systeem17. Vervolgens worden in paragraaf 2.7, uitgaande van een reeds uitgevoerd simulatieonderzoek, de prestaties van push en pull systemen in een multi-product situatie geanalyseerd.

2.6.1 Kanban en variabiliteit in productie Het belangrijkste voordeel van Kanban is dat dit systeem in staat is om de totale hoeveelheid onderhanden werk en bijbehorende fluctuaties tot een minimum te beperken (par. 2.3.1). Hiermee kan de totale productiedoorlooptijd worden verkort en is het mogelijk om de materiaalstromen tussen werkstations te balanceren en beheersen. Daarnaast zijn er twee andere voordelen: 1. De afhankelijkheid van 2 opeenvolgende werkstations leidt automatisch tot een verbeterd interactieniveau (ieder “consumerend” werkstation is immers afhankelijk van een ander “producerend” werkstation stroomopwaarts). 2. Het Kanban systeem onderscheidt duidelijk verschillende type productstromen tussen twee werkstations in, omdat het systeem gebruik maakt van productspecifieke autorisatiesignalen (single-station loop). Het werkstation produceert enkel dat product waarnaar werkelijk vraag is stroomafwaarts. In de praktijk blijken bovenstaande twee voordelen echter niet altijd realiseerbaar, vooral als zich de situatie voordoet waarin vele verschillende producten moeten worden geproduceerd (multi-product situatie). Hiervoor zijn een tweetal redenen te noemen. 1. Het gebruik van productspecifieke kanbans leidt ertoe dat ieder werkstation tenminste één standaard voorraadunit moet aanhouden voor één specifiek productitem, om zodoende te kunnen voldoen aan de vraag stroomafwaarts. Dit is niet praktisch wanneer een veelvoud aan productitems wordt toegelaten in het systeem. 2. Het Kanban systeem biedt weinig ruimte voor het inpassen van flexibiliteit voor operators, omdat deze altijd afhankelijk zijn van de aanwezigheid van een kanban.

2.6.2 Conwip Om bovenstaande problemen de hand te bieden werd het Conwip systeem geïntroduceerd door onder andere Spearman18. Conwip wil zeggen dat er een constante hoeveelheid onderhanden werk aanwezig (CONstant Work In Process) is, niet tussen twee werkstations, maar juist over de hele keten. Het systeem maakt daarom gebruik van slechts één controle loop (autorisatiesignaal). Een order (ruw materiaal) mag pas in de productieketen worden gelanceerd indien een vorige order aan de klant is afgeleverd. Het signaal hiervoor wordt gegeven door een terugkerende “conwip kaart”, van het laatste werkstation naar het eerste werkstation in de keten. De bewerkingsspecificaties zijn niet af te leiden van de kaarten, maar staan weergegeven op de orderlijst die aan het begin van de productielijn aanwezig is. De bewerkingsvolgorde van orders wordt over het algemeen bepaald op basis van earliest due date (EDD). Daarnaast kan gebruik worden gemaakt van een in de tijd gefaseerd planningssysteem (MRP) om de juiste volgorde van te bewerken orders te bepalen. De combinatie van pull In totaal werden voor dit onderzoek een achttal Polca raamwerken ontwikkeld. Zes daarvan hebben betrekking op de productiesituatie van Eaton Holec (General Supplies). Vier van de zes Polca raamwerken presenteerden en push (in de vorm van MRP) maakt Conwip tot een hybride material control systeem. Het pull element zorgt ervoor dat de materialen snel doorstromen van werkstation i naar het laatste werkstation; i + k. MRP zorgt daarnaast voor het behalen van de vroegste productiestartdata op de verschillende stations (zie figuur 7). 17

Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001, p. 461-469. Spearman, M.L., D.L. Woodruff, and W.J. Hopp, CONWIP: a pull alternative to kanban, International Journal of Production Research, Vol. 28, No. 5, 1990, p. 879-894. 18

Hoofdstuk 2


15

Flow materiaal Flow informatie

MRP

Ruw materiaal

Bewerking Station i

WIP

Bewerking Station i + 1

WIP

Bewerking Station i + k

Eindproduct

Autorisatie

Figuur 7 Conwip: een combinatie van push en pull

Bij Conwip is het toegestaan dat er voor bepaalde werkstations een wachtrij vormt, aangezien de redenering die gevolgd wordt zegt dat dit veroorzaakt wordt door ofwel bottlenecks, ofwel door willekeurige variaties in de productietijd die zich door de keten heen verplaatsen. Flexibele arbeid moet toestaan dat operators die tijdelijk geen werk hebben kunnen inspringen bij het werkstation dat een wachtrij heeft, om deze zo snel mogelijk op te lossen. Voordelen Conwip ten opzichte van Kanban in een multi-stage, multi-product situatie Conwip heeft hebben een aantal voordelen ten opzichte van Kanban. Ten eerste creëert Conwip een situatie waarin het mogelijk is om de totale hoeveelheid onderhanden werk in een keten tot een lager niveau te brengen. Conwip is hiermee lijn-specifiek. Net zoals bij Kanban blijft bij Conwip de hoeveelheid onderhanden werk constant, door de inzet van een vast aantal kaarten. Echter de kaarten die bij Conwip worden gebruikt specificeren niet de te produceren type producten of materialen, maar geven enkel een signaal (autorisatie) om een bepaalde hoeveelheid materialen/onderdelen opnieuw te produceren. Bij Kanban is (in een situatie met veel verschillende onderdelen en uitgangsmaterialen) de hoeveelheid onderhanden werk veel groter, omdat de kaarten product-specifiek zijn. Indien er vraag is naar een bepaald onderdeel, dient deze bij Kanban in principe altijd op voorraad te liggen. Ten tweede weet Conwip beter om te gaan met veranderingen in de product-mix en productvolumes. In enkelvoudige productlijnen met slechts een beperkt aantal producten en productroutings treden bottlenecks redelijk constant op en zijn ze over het algemeen met redelijke zekerheid te identificeren. Indien de doorloop van het productieproces wordt bepaald door de bottleneck, dan zal deze bottleneck, als reactie op stilgevallen werkstations stroomopwaarts, nooit mogen stilvallen. Dit beperkt namelijk de maximale doorloop in de keten. Kanban zou hier op kunnen inspringen door extra kaarten in te zetten bij de bottleneck, zodat voorafgaand aan dit werkstation voldoende voorraad aanwezig is om de bewerking door te laten gaan. Omdat in een multi-product situatie de bottleneck per product kan verschillen is het te omslachtig op meerdere plaatsen extra kanbans in te zetten. Met Conwip echter, zal de voorraad zich vanzelf opbouwen bij de bottleneck, omdat men hier gebruik maakt van pull. Basiscondities voor Conwip Het Conwip systeem, zoals besproken in deze paragraaf, kan worden beschouwd als het basissysteem. Echter dit systeem heeft, net zoals bij pull/Kanban, ook zijn beperkingen. Voor effectieve toepassing dient het te voldoen aan een viertal voorwaarden19: 1. De sets van productroutings is redelijk constant, zodat alle onderdelen in principe dezelfde achtereenvolgende bewerkingsstappen (werkstations) volgen. Machines zijn hierbij toegewezen aan vaste, afzonderlijke routings. 2. Bewerkingstijden liggen zodanig vast, dat alle onderdelen op afzonderlijke werkstations grofweg dezelfde productietijd vereisen. 3. De doorlooptijd van afzonderlijke orders mag niet worden verstoord door het ontstaan van wachtrijen, als gevolg van machine-setups. 4. In de productielijn is geen sprake van assemblagetrajecten; de doorstroom van orders is lineair. 19

Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001, p. 461. Hoofdstuk 2


16

Onderhanden werk en aantal Conwip kaarten Voor stabiliteit en effectieve beheersing van het Conwip systeem is het belangrijk dat zich in de productieketen een bepaalde hoeveelheid onderhanden werk of WIP (Work In Process) bevindt. Het aantal hieraan gerelateerde Conwip kaarten dient, afhankelijk van de stabiliteit van het productieproces, regelmatig te worden vastgesteld en herzien. Een betrouwbare methode voor het bepalen van deze optimale hoeveelheid onderhanden werk (N) is de wet van Little20: N (WIP) = TH * CT Waarin: N - totaal aantal orders in het systeem of de hoeveelheid onderhanden werk (WIP); TH - het gemiddeld aantal te verwerken orders in de productielijn per tijdseenheid (Throughput); CT - de gemiddelde doorlooptijd van een order in het systeem (Cycle Time). De relatie tussen de gemiddelde doorlooptijd en de hoeveelheid onderhanden werk (N), stelt dat een korte doorlooptijd bereikt kan worden door het hanteren van een laag niveau onderhanden werk, ofwel het optimale aantal Conwip kaarten die in de keten aanwezig moeten zijn. De stelregel is dat hoe meer orders (onderhanden werk) in de keten aanwezig zijn, hoe langer de tijd is die zit tussen het opstart- en het aflevermoment van een order. Teveel orders in de keten (en dus te veel conwip kaarten) leidt automatisch tot het ontstaan van te lange wachtrijen, voorafgaand aan werkstations. Een praktische vuistregel voor het bepalen van het optimale aantal conwip kaarten, is door dit aantal af te stemmen op de wenselijke gemiddelde lengte van wachtrijen. Voor het bepalen van het aantal conwip kaarten kan ook de formule uit subparagraaf 2.5.3 worden gehanteerd. LT heeft in dit geval betrekking op de productietijd en de verplaatsingstijd gedurende het gehele productieproces. Tevens dient een veiligheidsfactor (1 + α). Ook bij Conwip dient men alle gebeurtenissen, die de variabiliteit in de productietijd en verplaatsingstijd kunnen veroorzaken, in overweging te nemen.

2.6.3 Tandem Conwip lijnen Naast het hanteren van een single loop over alle werkstations heen is het ook mogelijk om de productie keten op te splitsen in meerdere afzonderlijke Conwip loops (figuur 8). Binnen een afzonderlijke loop wordt de hoeveelheid onderhanden werk bepaald door de grootte van de van de daaraan gekoppelde WIP buffers. Deze interloop buffers bieden meer vrijheden aan operators om de optimale hoeveelheid onderhanden werk te bepalen. Daarnaast is het mogelijk om de gesegmenteerde productieketen (met ieder hun eigen Conwip loop) beter op elkaar af te stemmen, opdat uiteindelijke een kortere productiedoorlooptijd gerealiseerd kan worden. Het nadeel van de Tandem loop ten opzichte van een single loop is dat er meer niveaus voor onderhanden werk moeten worden bepaald (in figuur 8 drie ten opzichte van één). Echter wanneer deze situatie wordt vergeleken met een Kanban systeem, dan biedt dit het Tandem loop systeem nog steeds uitkomst. In paragraaf 2.6.2 staat vermeld dat het Conwip systeem zodanig is ingericht dat het optredende bottlenecks automatisch kan traceren. De bottlenecks liggen in deze situatie dus niet vast, maar kunnen in principe op willekeurige plaatsen binnen de productieketen optreden (bijvoorbeeld als gevolg van variabiliteit in doorlooptijd en machine-setups). De Tandem Conwip lijn is een uitzondering op deze situatie, omdat de aanwezige bottlenecks hier wél vastliggen en niet continue verplaatsen van het ene station naar het andere station.

20

Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001, p. 223-226. Hoofdstuk 2


17

Interloop buffers (WIP)

Bewerkings station

Autorisatie

Figuur 8 Tandem Conwip lijnen

2.6.4 Beschermen van bottlenecks Om een geïdentificeerde bottleneck (één werkstation of een combinatie van werkstations) te beschermen, is het noodzakelijk deze los te koppelen van de productielijn. Dit kan gedaan worden door er een aparte Conwip loop over heen te leggen. Door aanpassing van het aantal Conwip kaarten is het mogelijk de bottleneck sneller te laten produceren en kan de materiaalstroom binnen de totale keten als het ware worden gebalanceerd.

2.6.5 Wat te doen bij afwijkingen in de basiscondities van Conwip De productiesituatie wordt een stuk complexer indien wordt afgeweken van de eerste basisconditie (2.6.2). Dit betekent dat verschillende producten of complexe productfamilies niet meer kunnen worden bewerkt binnen vaste productroutings en dat hiervan moet worden afgeweken. Dit kan leiden tot een situatie waarbij één bepaalde resource (werkstation) wordt toegewezen aan twee of meerdere productroutings. Deze situatie maakt de beheersbaarheid van het Conwip systeem lastiger, omdat gekozen moet worden welke routinggebonden orders voorrang krijgen op de “gedeelde resource”. Om toch een keuze te kunnen maken worden prioriteitsregels als earliest due date en FISFO (first-insystem-first-out) vaak gehanteerd. Om er ook nog zeker van te zijn dat de gedeelde resource juist die orders bewerkt, waar stroomafwaarts de meeste vraag naar is, kan de productielijn worden gesplitst in twee aparte loops. Één voorafgaand aan de gedeelde resource en één erna (figuur 9).

Routing A

Routing A

Routing B

Routing B

Terugkerende conwip kaart Productietraject/ productrouting

Figuur 9 Gebruik van een resource bij twee productroutings

Het opsplitsen van een Conwip loop bij een gedeelde resource biedt 4 voordelen: 1. Terugkerende conwip kaarten van de loops stroomafwaarts geven precies aan naar welke type producten vraag is (A of B). 2. Een terugkerende conwip kaart geeft een indicatie van de hoeveelheid capaciteit die is vrijgekomen in het traject ná de gedeelde resource. De urgentie om een order van producttype A of B te lanceren op de gedeelde resource, kan worden bepaald door de wachttijd van een teruggekeerde conwipkaart*. (Hoe langer de wachttijd van een conwip kaart, hoe groter de noodzaak om nieuw materiaal vrij te geven op de gedeelde resource.) 3. Op basis van het aantal routinggebonden Conwip kaarten is de timing voor het omstellen van een machine (omschakelen naar bewerking van een andere productfamilie) nauwkeuriger te bepalen. *

Hierbij wordt aangenomen dat: - benodigde materialen van zowel product A als product B aanwezig zijn voorafgaand aan de bewerking op deze gedeelde resource; - Conwip kaarten van product A en product B reeds zijn geretourneerd en geplaats in de mailbox bij de inbound inventory van de gedeelde resource. Hoofdstuk 2


18

4.

Toewijzen van bewerkingscapaciteit aan verschillende productstromen is nauwkeuriger in te schatten dankzij vroegtijdig inzicht in gemiddelde bezettingsgraden per productstroom21.

Wat te doen bij afwijking in de basiscondities 2 en 3? Indien de geschetste situatie hierboven wordt uitgebreid met een aantal extra te bewerken productfamilies, dan wordt de situatie complexer en moeilijker beheersbaar, bijvoorbeeld omdat bewerkingstijden verschillen van product tot product en het aantal machine-setups ineens toeneemt. Als gevolg van verschil in bewerkingstijden en fluctuatie van de totale werklast in de keten, is het niveau van onderhanden werk in de Conwip loop moeilijker in te schatten. Om de werklast in de keten toch enigszins te stabiliseren, kan in deze situatie worden overwogen om de hoeveelheid onderhanden werk niet te koppelen aan een vaste buffervoorraad, maar aan een bepaalde capaciteitsnorm. Een mogelijkheid is om de capaciteitsnorm te baseren op de beschikbare bewerkingstijd op bottleneckmachines. Vervolgens kan de beschikbare bewerkingstijd worden toegerekend aan de verschillende te produceren producten (orders). Uiteraard heeft het toe-eigenen van bewerkingcapaciteit aan verschillende producten pas nut, als bewerkingstijden per product verschillen. Wat te doen bij afwijking in de basisconditie 4? De situatie kan extra complex worden indien twee of meer productielijnen uitmonden in één assemblagetraject. De afzonderlijke productielijnen dienen dan zodanig georganiseerd te zijn, dat het mogelijk wordt om noodzakelijke subcomponenten tijdig af te leveren. Om dit te realiseren kunnen de volgende maatregelen worden genomen: 1. Toewijzen van aparte Conwip loops aan afzonderlijke productielijnen. 2. Bepalen van het onderhanden werk (N) niveau binnen de aparte Conwip loops. 3. Afstemmen van de productielijnen op assemblagelijn. Het voltooien van een order op de assemblagelijn is het autorisatiesignaal voor vrijgave van een nieuwe order op elke productielijn (parallel terugkeren van Conwip kaarten). De volgorde van vrij te geven orders vindt plaats door middel van FISFO. 4. Om onbalans in het onderhanden werk niveau (N) tussen de productielijnen (als gevolg van onderling afwijkende doorlooptijden; CT) te voorkomen, dient rekening te worden gehouden met een extra marge onderhanden werk (N). De hoogte van de hoeveelheid onderhanden werk is afhankelijk van de variabiliteit in afzonderlijke productielijnen. Hoe groter de variabiliteit in de productielijnen, hoe hoger het onder handen werk niveau (zie par. 2.5.3).

2.7

Prestaties van push en pull systemen in een multi-product situatie

Al uitgevoerde wetenschappelijke onderzoeken naar de performancevergelijking tussen push en pull zijn grotendeels gericht op relatief simpele productiesituaties, waarin vervaardiging van slechts een beperkt aantal producten of productlijnen centraal staat. Zo is uit onderzoek van Spearman en Zazanis (1992) gebleken dat pull strategieën altijd resulteren in minder ketencongestie en een verlaagd niveau onderhanden werk, mits wordt voldaan aan de basisvoorwaarden, zoals beschreven in subparagraaf 2.5.122. Buzacott en Shanthikumar (1993) hebben soortgelijke onderzoeken uitgevoerd en concludeerden dat de betrouwbaarheid van de productiedoorlooptijd (leverbetrouwbaarheid) in sterke mate afhankelijk is van het gebruikte aantal kanbans in het systeem. Verder is gebleken dat onnauwkeurige vraagvoorspelling in push systemen resulteert in een significante verslechtering van de systeemperformance23. Het aantal wetenschappelijke onderzoeken naar de prestaties van push en pull, in een multi-product situatie (met meervoudige productielijnen en een variabele vraag), is beperkt en veelal gebaseerd op simulatiemodellen. Zhou, Luh en Tomastik (2000) hebben geobserveerd dat in bepaalde omstandigheden hybride push-pull strategieën (zoals het Conwip systeem, of andere combinaties van

21

Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001, p. 465-467. Spearman, M.L., Zazanis, M.A., Push and Pull Production Systems: Issues and Comparisons, Operations Research, Vol. 40, No. 3, 1992. p. 521-532. 23 Buzacott, J.A., Shanthikumar, J.G., Stochastic Models of Manufacturing Systems, Prentice Hall, 1993.

22

Hoofdstuk 2


19

push/pull) de prestaties van afzonderlijke push en pull systemen overtreffen24. Gebleken is dat dergelijke hybride material control systemen de meeste uitkomst bieden in situaties met hoge productvariëteit waarbij de vraag naar eindproducten variabel is. Als reactie op het bovenstaande hebben Suri, Krishnamurthy en Vernon (2004) simulaties gebruikt om, uitgaande van een multi-product situatie met variabiliteit in de vraag, de performance van push(MRP) en pull systemen (Kanban) met elkaar te vergelijken. Het basismodel voor deze simulatie bestaat uit een fictieve fabricagecel die een veelvoud aan producten levert aan meerdere assemblagecellen25. Uit de simulaties is gebleken dat het vereiste voorraadniveau voor het realiseren van een bepaald service level(16) (gegeven een lage tot gemiddelde machinebezettingsgraad) bij pull systemen (gegeven een homogene product-mix en vraag) significant hoger ligt dan bij push systemen. Dit vereiste voorraadniveau is vooral extreem in situaties met hoge machinebezettingsgraad. Bij het push systeem, blijft het vereiste voorraadniveau, onder dezelfde omstandigheden echter nog relatief laag. Dit bovenstaande is te verklaren: het aantal productspecifieke kanban kaarten in de keten moet immers altijd corresponderen met een minimale hoeveelheid onderhanden werk. Echter deze hoeveelheid onderhanden werk is totaal onafhankelijk gekozen van de vraag naar eindproducten. Push systemen daarentegen zetten juist voorraden in, wanneer er wel vraag is naar eindproducten. Hierdoor blijft de totale hoeveelheid onderhanden werk in de keten nul en ontstaan er geen “dode voorraden”. Naast het bereiken van minimale voorraadniveaus is gebleken dat push systemen duidelijk beter presteren dan pull systemen, wanneer het gaat om het behalen van service levels en het kunnen realiseren van betrouwbare levertijden. Voor het realiseren van deze optimale push-prestaties dienen vraagvoorspellingen én het inzicht in productspecifieke doorlooptijden echter wel betrouwbaar te zijn.

2.8

Conclusie en vervolg

Het prestatieverschil tussen afzonderlijke pushen pull systemen wordt groter naarmate het karakter van de product-mix en de vraag heterogener wordt. Dergelijke productiesituaties vereisen namelijk meer variabiliteit in bewerkingstijden en machine-omsteltijden en resulteren in langere en onbetrouwbaardere productiedoorlooptijden. Het toevoegen van extra kanban kaarten in de pull keten (teneinde het productieproces te beschermen tegen onzekerheid) is geen oplossing voor het verbeteren van de systeemperformance, omdat hiermee het totale voorraadniveau alleen maar wordt vergroot. Een oplossing dient juist te worden gevonden in het toevoegen van een push element. Met push wordt een productiesituatie gecreëerd, waarin productieorders mogen worden vrijgegeven wanneer er daadwerkelijk vraag (= externe vraag van de klant) is naar eindproducten en waarin “dode voorraden” in de keten zoveel mogelijk kunnen worden voorkomen. Het pull element behoudt daarbij de mogelijkheid om de productie zoveel mogelijk af te stemmen op de interne vraag (= de vraag binnen de productieketen), materialen sneller door de keten te laten stromen en de hoeveelheid onderhanden werk in de keten tot een minimum te beperken. Het Conwip systeem zou een uitkomst kunnen bieden in het beheersen van complexe materiaalstromen. Het systeem maakt namelijk gebruik van push- én pull elementen. Toch heeft dit systeem beperkende eigenschappen, wanneer sprake is van onzekere vraag naar producten en diversiteit aan bewerkingsmogelijkheden en productroutings.

24

Zhou, X., Luh, P.B., Tomastik, R.N., The Performance of a new Material Control Replenishment System, “Proceedings of the QRM 2000 Conference”, Rajan Suri, Editor, Society of Manufacturing Engineers, Dearborn, MI, 2000 p. 805-826. 25 Suri, R., Krishnamurthy, A., Vernon, M., Re-Examining the Performance of MRP and Kanban Material Control Strategies for Multi-Product Flexible Manufacturing Systems, The International Journal of Flexible Manufacturing Systems, Kluwer Academic Publishers, Vol. 16, 2004, p. 123-150. Hoofdstuk 2


20

Er is nog een ander systeem dat push en pull elementen combineert, namelijk Polca. Dit innovatieve material control systeem beoogt tegemoet te komen aan de beperkingen van de traditionele systemen en lijkt een oplossing te zijn voor aansturing van materialen in een complexe productieomgeving. Het Polca systeem, welke in hoofdstuk 5 in detail wordt beschreven en verder onderzocht in de hoofdstukken 6 en 7, komt voort uit Quick Response Manufacturing (QRM). Deze bedrijfsbrede strategie belooft een betere oplossing te zijn dan de traditionele Lean strategie, waaronder de reeds besproken pull systemen vallen (Kanban, Conwip). Welke de belangrijkste systeemgebreken zijn van Lean wordt eerst onderzocht in hoofdstuk 4. Hier wordt gekeken in hoeverre de belangrijkste Lean-technieken ten aanzien van material control nog toepasbaar zijn in een dynamische productieomgeving. Vervolgens wordt in hoofdstuk 4 gekeken in hoeverre QRM, hiertoe wél oplossingen biedt. Polca staat centraal Het belangrijkste doel van dit onderzoek is het verkrijgen van inzicht in de praktische toepassingsmogelijkheden van Polca bij een selectie van Nederlandse productiebedrijven. Hoe het verloop van dit onderzoek eruitziet en welke methoden hierbij worden toegepast staat beschreven in hoofdstuk 3.

Hoofdstuk 2


21

Hoofdstuk 3

Onderzoeksontwerp en -methode |

22

Hoofdstuk 3

Onderzoeksontwerp en -methode

De in hoofdstuk 2 beschreven uitgangspunten van push en pull kunnen worden beschouwd als oriëntatiefase op het nader te verrichten onderzoek naar Polca. Polca maakt namelijk gebruik van elementen zoals deze worden gehanteerd in beide aansturingmechanismen. De aanleiding voor de uitvoering van dit Polca onderzoek staat centraal in dit hoofdstuk. Besproken wordt de behoefte aan onderzoek naar Polca, de initiators van het onderzoek en de betrokkenheid van overige partijen. Vervolgens wordt het beoogde onderzoeksproduct vastgelegd in de vorm van een concrete doelstelling, vraagstelling en randvoorwaarden. Tot slot zal worden aangegeven op welke manier het onderzoek wordt opgebouwd en welke methoden hierbij worden gebruikt.

3.1

Aanleiding voor het onderzoek

Het Polca systeem, is in 1998 ontwikkeld door de wetenschappers Suri en Krishnamurthy. Beiden zagen de noodzaak om een systeem te ontwikkelen waarmee productiebedrijven in staat worden gesteld om de beheersing van de materiaalstromen in een snel veranderende marktomgeving te verbeteren. Met name professor Suri heeft zich de laatste jaren bezig gehouden met de ontwikkeling van diverse theorieën en systemen binnen de QRM filosofie. Zijn werk richt zich voornamelijk op productiesystemen die het mogelijk maken om snel te kunnen reageren op de veranderende vraag vanuit de markt. Suri is directeur van het centrum voor “Quick Response Manufacturing”, een joint venture tussen de universiteit van Wisconsin-Madison en een aantal plaatselijke productiebedrijven26. Tegenwoordig zet Suri zich in voor de verdere ontwikkeling van het Polca systeem. Hierbij richt hij zich op de implementatie van het Polca systeem in diverse productiebedrijven en zoekt hij naar methoden om de prestaties van Polca in de verschillende situaties te kunnen analyseren. Uit diverse case studies bij de betrokken Amerikaanse productiebedrijven is naar voren gekomen dat implementatie van QRM in het algemeen leidde tot diverse verbeteringen (Suri 2003). Kwantitatieve verbeteringen die aan het licht zijn gekomen hebben onder andere betrekking op reductie van de lead time en reductie van de bijbehorende WIP (15-30%). Daarnaast is men in staat geweest om het aantal “on-time deliveries” te vergroten (40-90%) dit als gevolg van betere coördinatie van de materiaalstromen tussen de productiecellen. De vierde noemenswaardige kwantitatieve verbetering heeft betrekking op de totale productiviteit (output), deze is gemiddeld gestegen met een percentage van 18%. Kwalitatieve verbeteringen hebben o.a. betrekking op: • Verbetering van de cultuur voor continue verbetering (met name ten aanzien van materiaalbeschikbaarheid, voorraadvermindering en WIP); • Verbeterde communicatie en betrokkenheid tussen productiecellen op de werkvloer; • Vereenvoudiging van de planningswerkzaamheden en daardoor snellere reacties op veranderingen uit de marktvraag (Suri/Krishnamurthy 2003). De resultaten zoals deze hierboven staan beschreven hebben betrekking op de implementatie of pilot fase bij slechts een aantal Amerikaanse productiebedrijven. Critici vanuit diverse wetenschappelijke fronten zijn van mening dat de resultaten te kort door de bocht zijn en niet gegrond. Met name Wemmerlöv is kritisch ten aanzien van het Polca systeem. In zijn boek “Reorganizing the Factory” doet hij enkele uitspraken over de prestaties van het systeem27. Theoretisch gezien werkt het Polca systeem wel, maar er is te weinig proefondervindelijk werk dat aantoont dat het systeem in de praktijk echt werkt. Wemmerlöv is dus met name sceptisch over de validiteit en generaliseerbaarheid van het systeem.

26

www.qrmcenter.org Wemmerlöv, U., Reorganizing the Factory: Competing through Cellular Manufacturing, Productivity Press, 2002, p. 344-346.

27

Hoofdstuk 3


23

3.2

Behoefte aan onderzoek Polca

De Polca theorie zoals deze is ontwikkeld in Amerika is innovatief en biedt duidelijk perspectief voor productiebedrijven. Duidelijk is wel dat de ontwikkeling van het Polca model nog steeds in de kinderschoenen staat. Via diverse case studies, implementatie- en simulatieprogramma’s proberen diverse wetenschappers (met name in Amerika maar ook in Nederland en andere Europese landen) inzicht te krijgen in de theoretische achtergronden en praktische toepassingsmogelijkheden van het model. Het belangrijkste doel is om de werking van Polca aantoonbaar te maken middels wetenschappelijke criteria. Daarnaast ziet men de noodzaak om Polca steeds meer onder de aandacht te brengen bij bestaande productiebedrijven om zo kennis en inzichten effectief uit te kunnen wisselen. De RuG speelt binnen dit onderzoek een participerende rol en helpt mee in het denken over mogelijkheden om het Polca systeem verder te ontwikkelen en probeert een bijdrage te leveren door de implementatie van Polca bij Nederlandse productiebedrijven mogelijk te maken.

3.2.1 Initiators van het onderzoek De Clusters Ontwerp van Productiesystemen (OPS) en Productiemanagement (PM) hebben het initiatief genomen om onderzoek te doen naar de toepassingsmogelijkheden van Polca. De clusters denken een belangrijke bijdrage te kunnen leveren aan de verbetering van Polca dankzij de brede kennis op het gebied van Werklastbeheersing, Productieplanning en Groepsgewijze Fabricage.

3.2.2 Hoe past dit onderzoek binnen het grotere onderzoeksprogramma? Vanwege het gebrek aan inzicht in de praktische kant van Polca en mogelijkheden tot implementatie van het Polca systeem is er behoefte aan een nader uit te voeren onderzoek. De achtergrond voor dit onderzoek wordt gevormd door een aantal zaken: 1. Het ontwikkelen van inzicht in de mogelijke beperkingen van het Polca systeem. 2. Het leveren van een bijdrage aan de ontwikkeling van het Polca systeem op zich. 3. Het leveren van een bijdrage aan de ontwikkeling van de Polca Scanning Tool voor Nederlandse productiebedrijven.

3.3

Probleemstelling

De probleemstelling van een onderzoek kan worden omschreven als de wetenschappelijke verantwoorde, voor het onderzoek toegankelijke formulering van het gezochte kennisproduct28. In dit geval bestaat de probleemstelling uit een doelstelling, een logisch daaruit afgeleide vraagstelling en deelvragen, die samen vastleggen wat onderzocht wordt.

3.3.1 Doelstelling De doelstelling geeft aan waarom het onderzoek wordt gedaan, wat er uitkomt en waarom het van belang is. Hierbij gaat het vooral om het vastleggen van de relevantie. Eigenlijk wordt er beargumenteerd in welk opzicht de kwaliteit van het kennisbestand toeneemt (De Leeuw 2003). Het doel van het onderzoek is: het leveren van inzicht in de ontwikkeling van het Polca systeem, door uitgaande van de theoretische benadering1, de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem te onderzoeken binnen de context van Nederlandse productiebedrijven2. Toelichting: 1. Het onderzoek is gebaseerd op theoretische uitgangspunten en technieken ten aanzien van het Polca material control systeem, zoals deze in de literatuur ter beschikking is gesteld. 2. Binnen de context van Nederlandse productiebedrijven die voldoen aan de kenmerken van “de nieuwe markt” (case studie bedrijven) dient vervolgens te worden gekeken in hoeverre het theoretische Polca concept toepasbaar is en welke situationele omstandigheden/kenmerken implementatie van het Polca systeem in de weg staan (beperkingen).

28

Leeuw, A.C.J. de, Bedrijfskundige methodologie, van Gorcum, 2003, p. 232. Hoofdstuk 3


24

3.3.2 Vraagstelling, centrale hypothese en deelvragen De vraagstelling formuleert de hoofdvraag die bij de doelstelling aansluit en omschrijft het beoogde resultaat in termen van een eindproduct. De vraagstelling is het belangrijkste aanknopingspunt voor de uitwerking in deelvragen en sluit aan bij de hypothese van het onderzoek (De Leeuw 2003). Hoofdvraag De hoofdvraag van dit onderzoek is: Hoe kan m.b.v. een Scanning Tool3 worden nagegaan of productiebedrijven voldoen aan de belangrijkste criteria voor implementatie van Polca als material control systeem? Toelichting: 3. Door na te gaan tegen welke beperkingen Nederlandse productiebedrijven aan lopen en vervolgens deze beperkingen inzichtelijk te maken kan er een bijdrage worden geleverd aan de ontwikkeling van een “Polca Scanning Tool”. Dit instrument maakt het mogelijk om op korte termijn te onderzoeken, in hoeverre een productiebedrijf klaar is voor Polca, en welke operationele veranderingen eventueel moeten worden doorgevoerd om implementatie van Polca mogelijk te maken. Hypothese De hypothese die aansluit bij de hoofdvraag en tevens centraal staat binnen dit onderzoek is dat: “Ook al voldoen Nederlandse productiebedrijven aan de generieke theoretische basisvoorwaarden, er toch specifieke omstandigheden/kenmerken zullen zijn die toepassingen van Polca minder geschikt maken” Juist deze kenmerken dienen te worden opgespoord met behulp van de “Polca Scanning Tool” Deelvragen Om een antwoord te kunnen geven op de hoofdvraag is deze opgesplitst in een reeks deelvragen. Deze deelvragen houden allemaal verband met de hoofdvraag. Ze beantwoorden de hoofdvraag niet direct, maar dienen juist tezamen informatie op te leveren waarmee de hoofdvraag uiteindelijk kan worden beantwoord: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

*

Aan welke QRM basisvoorwaarden dient voldaan te worden om implementatie van Polca mogelijk te maken? Op welke wijze maakt Polca nuttig gebruik van de elementen uit traditionele push en pull systemen? Aan welke randvoorwaarden dienen productiebedrijven te voldoen om effectieve invoering van Polca mogelijk te maken? Welke Nederlandse productiebedrijven zijn representatief voor uitvoering van een case studie? Welke data-verzamelingsmethode wordt tijdens de uitvoering van de case studies toegepast? Hoe kunnen de bevindingen uit de case studies op adequate wijze worden geanalyseerd? In hoeverre is Polca een oplossing voor de participerende productiebedrijven voor de beheersing van de interne materiaalstromen? Welke kenmerken ten aanzien van het primaire productieproces en de huidige wijze van productieplanning bij de participerende productiebedrijven maken implementatie van Polca onmogelijk?* Uit welke aspecten dient de Scanning Tool te bestaan, zodat het in de toekomst kan worden gebruikt als effectief instrument voor het onderzoeken van de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem bij Nederlandse productiebedrijven?

= verkennen van de grenzen van toepasbaarheid. Hoofdstuk 3


25

3.4

Onderzoeksontwerp en –methode

Het onderstaande onderzoeksontwerp (figuur 10) geeft de globale kijk en structuur weer die aan dit onderzoek ten grondslag ligt. Het model kan worden beschouwd als hulpmiddel om de samenhangende resultaten van de verschillende deelonderzoeken (onderzoeksvragen) overzichtelijk weer te geven. Zie subparagraaf 3.4.1 voor een nadere toelichting op dit model.

Theorie (deel A)

Praktijk (deel B)

Inleiding (Hoofdstuk 1) Achtergrond van het onderzoek, aanleiding, doelgroep en leeswijzer

Oriëntatie/ literatuur (Hoofdstuk 2) over traditionele push en pull material control systemen en performancevergelijking in een multi-product situatie Onderzoeksontwerp (Hoofdstuk 3) Aanleiding onderzoek, probleemstelling en onderzoeksontwerp en -methode

Literatuurstudie QRM (Hoofdstuk 4) Introductie QRM als totaalconcept voor de nieuwe productieomgeving

Literatuurstudie Polca (Hoofdstuk 5) Beschrijving van het Polca systeem en visualisatie push en pull aan de hand van een fictieve case studie

Uitvoeren Case Studie (Hoofdstuk 6) - Karakterisering van QRM en selectie van de case studie bedrijven; - Uitvoering van 3 case studies aan de hand van een vooraf opgestelde vragenlijst; - Vastleggen van de resultaten in de vorm van drie case studieverslagen.

N

Ontwerp “Polca Scanning Tool” (Hoofdstuk 8) Definitief ontwerp van de Scanning Tool, waarmee QRM georiënteerde productiebedrijven op praktische wijze de implementatiemogelijkheden en –beperkingen van Polca kunnen verkennen

Ontwerp (deel C)

Analyse en interpretatie (Hoofdstuk 7) Analyse van de 3 case studie bedrijven aan de hand van een zelf ontworpen procedure. Deze procedure dient als leidraad voor het verkennen van de praktische toepassingsmogelijkheden van Polca en beperkingen voor implementatie.

Conclusies en aanbevelingen (Hoofdstuk 9) Aandacht wordt besteed aan de belangrijkste bevindingen ten aanzien van de onderzoeksvragen en implicaties voor toekomstig vervolgonderzoek naar Polca

Figuur 10 Onderzoeksontwerp Hoofdstuk 3


26

3.4.1 Toelichting onderzoeksontwerp en –methode In de huidige literatuur is momenteel nog weinig aandacht besteed aan de praktische toepasbaarheid van het Polca systeem. Ook in Nederland is nog geen ervaring met implementatie van het Polca systeem. Een belangrijk doel van dit onderzoek is dan ook het verkrijgen van inzicht in de praktische toepasbaarheid van het Polca concept en de beperkingen voor implementatie bij Nederlandse productiebedrijven. Het totale onderzoek is globaal in te delen in drie fasen: de theoretische fase, de praktijk fase en de ontwerpfase. Deel A Theoretische fase Voor het onderzoeken van de toepassingsmogelijkheden dienen eerst de theoretische uitgangspunten en technieken ten aanzien van QRM te worden achterhaald. Een eerste aanzet voor het beschrijven van deze generieke criteria wordt gedaan in hoofdstuk 4. Hier wordt ingegaan op de organisatorische veranderingen die dienen plaats te vinden om een QRM gerichte productieomgeving te creëren, en de basisvoorwaarden waaraan voldaan moet worden om implementatie van QRM mogelijk te maken (antwoord deelvraag 1). Aan de hand van de beschikbare theorieën over Polca, interviews met betrokkenen vanuit de RuG en deelname aan een tweedaagse Polca-workshop in Madison-Wisconsin wordt in hoofdstuk 5 het Polca systeem nader beschreven. Allereerst wordt verklaard op welke wijze Polca nuttig gebruik probeert te maken van elementen uit push en pull (antwoord deelvraag 2). Vervolgens wordt inzicht gegeven in de randvoorwaarden waaraan productiebedrijven moeten voldoen om de effectiviteit van het Polca systeem te garanderen (antwoord deelvraag 3). Deel B Praktijkfase In samenwerking met de participerende productiebedrijven dient vervolgens de toepasbaarheid van het theoretische Polca systeem te worden getoetst aan de praktijk. Om hiertoe te komen is gekozen voor een case studie georiënteerd onderzoek. Een belangrijk kwaliteitscriterium is dat de productiebedrijven op een adequate wijze worden geselecteerd. Ze dienen namelijk representatief te zijn voor de uitvoering van de case studie. Om hiertoe te komen worden in hoofdstuk 6 allereerst de belangrijkste criteria ten aanzien van de QRM organisatie geoperationaliseerd en samengevoegd in een model. Dit model kan vervolgens worden beschouwd als onderzoeksdomein voor de uit te voeren case studies. Bedrijven worden dus alleen geselecteerd indien zij voldoen aan de criteria binnen dit domein (antwoord deelvraag 4). Bij de operationalisatie zal worden uitgegaan van de QRM basisprincipes, zoals beschreven in hoofdstuk 4 én de theoretische beschrijving van het Polca systeem, zoals beschreven in hoofdstuk 5. Na uitvoering van de drie case studie onderzoeken, aan de hand van een vooraf opgestelde vragenlijst, zijn de resultaten verwerkt in de vorm van drie case studie verslagen (antwoord deelvraag 5). Deze verslagen dienen inzicht te geven in de bedrijfsspecifieke omstandigheden die bij toepassing van het Polca systeem relevant worden geacht. Centraal staat het doorlichten van het primaire productieproces of een onderdeel daarvan. (Deze informatie dient uiteindelijk als input voor de analyse.) Deel C Ontwerpfase In hoofdstuk 7 volgt de analyse en interpretatie van de drie case studieverslagen. Het uitgangspunt van deze analyse is om meer inzicht te krijgen in de praktische toepassingsmogelijkheden van Polca (antwoord deelvraag 7) en het verkennen van de kenmerken die implementatie van Polca onmogelijk maken (antwoord deelvraag 8). De leidraad voor deze analyse wordt gevormd door een zelf ontwikkelde procedure (antwoord deelvraag 6). Deze procedure wordt beschouwd als basismodel voor de nader te ontwerpen “Polca Scanning Tool”. Op basis van het verkregen inzicht in de praktische toepassingsmogelijkheden en de beperkingen wordt in hoofdstuk 8 het basismodel voor de Polca Scanning Tool aangepast en verfijnd tot een definitief ontwerp. De tool dient uiteindelijk te worden gebruikt als praktisch communicatieinstrument (Quick Scan) bij productiebedrijven (antwoord deelvraag 9).

Hoofdstuk 3


27

3.4.2 Generaliseerbaarheid Voor het vergroten van de theoretische generaliseerbaarheid is het noodzakelijk dat het aantal uit te voeren Quick Scans bij productiebedrijven in de loop van de tijd toeneemt. Door in dit onderzoek uit te gaan van een drietal case studies bij drie verschillende QRM georiënteerde productiebedrijven wordt het generalisatieprobleem enigszins ondervangen. De tool dient daarom te worden beschouwd als basis model welke in de toekomst dient te worden verfijnd.

3.4.3 Dataverzameling Voor het verzamelen van de juiste data wordt, naast de beschikbaar gestelde literatuur, gebruik gemaakt van kwalitatieve verzamelingmethoden. In het begin van het onderzoek (inzichtelijk maken van het Polca model) zal dit voornamelijk betrekking hebben op het afnemen van diepte-interviews met betrokkenen vanuit het cluster Ontwerp van productiesystemen en Productiemanagement. In een later stadium, gedurende de uitvoering van de case studies, wordt uitgegaan van een gestructureerde vragenlijst en staat het afnemen van diepte-interview met betrokkenen vanuit de participerende productiebedrijven centraal. Ter afsluiting van het onderzoek heeft in april 2005 een deelname plaatsgevonden aan de Polca workshop in Madison-Wisconsin29. Het informatieve karakter van deze workshop heeft geleid tot een verbeterd inzicht in de prestaties van het Polca systeem. Deze resultaten zijn dan ook meegenomen bij de beschrijving van het Polca systeem (hoofdstuk 5) en de analyse van de case studies (hoofdstuk 7).

3.4.4

Randvoorwaarden

Randvoorwaarden die worden gesteld aan de uitwerking van dit onderzoek zijn: • De case studies worden uitgevoerd bij Nederlandse productiebedrijven; • Polca past binnen QRM als bedrijfsbrede strategie; de uit te voeren case studies beperken zich tot het primaire productieproces of een onderdeel daarvan; • De selectie van productiebedrijven en de afbakening van het onderzoeksgebied gebeurt op basis van de vooraf gestelde criteria; • Het resultaat van de case studie zal zijn: - een rapport waarin op gestructureerde wijze antwoord wordt gegeven op de vragen uit de vragenlijst; - analyse en interpretatie van de data zoals vermeld in de rapportage (= verkennen van de grenzen van Polca en implementatiemogelijkheden); - geven van feedback aan het participerende productiebedrijf (= advies over implementatiemogelijkheden van Polca).

29

Suri, R., Proceedings of the 2005 POLCA Implementation Workshop, Center for Quick Response Manufacturing, University of Wisconsin-Madison, April 5-6, 2005. Hoofdstuk 3


28

Hoofdstuk 4

Opkomst Quick Response Manufacturing

Uit hoofdstuk 2 is gebleken dat met name pull georiënteerde systemen slecht omgaan met variabiliteit in vraag en productsamenstellingen (multi-product situaties) en dat push systemen zich enigszins weten te handhaven. Echter, wanneer de markt wordt bepaald door een hoge variëteit aan productsamenstellingen en een onvoorspelbaar vraagpatroon, hebben beide systemen tekortkomingen om effectief te reageren op veranderingen uit de markt. Om inzicht te krijgen in deze systeemgebreken wordt gekeken in hoeverre de belangrijkste technieken van de overkoepelende Lean strategie (par. 4.1) toepasbaar zijn in een productieomgeving volgens de “de nieuwe markt” (par. 4.2). Paragraaf 4.2 is voor een groot deel gebaseerd op de visie en mening van Suri (1999). Vervolgens wordt Quick Response Manufacturing (QRM) geïntroduceerd (par. 4.3). Dit bedrijfsbrede totaalconcept levert diverse uitgangspunten en technieken waarmee productiebedrijven in staat worden gesteld sneller te reageren op de dynamische productieomgeving dan traditionele Lean material control systemen. De voor dit onderzoek relevante QRM uitgangspunten en -technieken worden besproken in de paragrafen 4.4 en 4.5.

4.1

Lean Manufacturing

Lean Manufacturing is momenteel het meest bekende productieconcept. Het centrale idee achter deze filosofie is het vermijden van verspilling11 in alle mogelijke vormen30. Het is moeilijk om precies te definiëren wat Lean Manufacturing is, omdat er meerdere varianten bestaan en bedrijven het concept verschillend invullen. Uitgaande van het “National Institute of Standards and Technology”31 wordt Lean Manufacturing als volgt gedefinieerd: “A systematic approach to identifying and eliminating waste through continuous improvement, flowing the product at the pull of the customer in pursuit of perfection.” Binnen deze definitie zijn een tweetal elementen te herkennen. Allereerst gaat het om het vermogen van een organisatie om op gestructureerde wijze een overkoepelend plan op te zetten, waarin de doelen en de middelen om die doelen te bereiken vast worden gelegd. Zoals is aangekondigd, hebben deze doelen voor een groot deel betrekking op het initiëren van activiteiten, waarmee diverse vormen van verspilling kunnen worden geëlimineerd en waarmee uiteindelijk de tijd tussen klantorder en orderlevering kan worden verkort. In totaal zijn er zeven vormen van verspilling32: 1. Overproductie: het produceren van meer materiaal dan nodig is. Dit leidt tot verspilling in de vorm van “dode voorraden”. 2. Dode voorraden: aanleggen van hoeveelheden onder handen werk waar geen directe vraag naar is, of extra voorraden die geen waarde toevoegen aan het product. Deze vorm van verspilling veroorzaakt onnodige voorraadkosten, neemt extra ruimte in beslag en belemmert het zicht op de productie. 3. Produceren van defecte producten: afgekeurde en kwalitatief slechte producten belemmeren de materiaalstroom in het productiesysteem en resulteren in extra (verspilde) handelingen. 4. Wachttijden: materialen die, om welke reden dan ook, liggen te wachten op een bewerking, voegen geen waarde toe en resulteren in tijdverspilling en onnodige voorraadkosten. 5. Bewerkingen: extra processen of onnodige handelingen die voor de klant geen extra waarde toevoegen. 6. Transport: het onnodig verplaatsen van materialen, producten of halffabrikaten voegt voor de klant geen extra waarde toe. 30

Ernst & Young Bedrijfsadviseurs & RuG, cluster Ontwerp van Productiesystemen, Het Lean Manufacturing Netwerk, Voorlichtingsbrochure 2004. 31 32

www.nist.gov

Hines, P., Rich, N., The seven value stream mapping tools, International Journal of Operations & Production Management, Vol. 17, No 1, 1997, p. 2-5. Hoofdstuk 4

Opkomst Quick Response Manufacturing |

29

7.

Beweging: onnodige handelingen die geen waarde toevoegen aan het product is een vorm van verspilling, mits deze kan worden voorkomen door de werkplek beter in te richten.

Het tweede element, continue verbetering, moet het iteratieve en oneindige karakter van Lean Manufacturing weergeven en heeft betrekking op het streven naar perfectie. Perfectie kan nooit bereikt worden, dus er zullen altijd bronnen van verspilling te identificeren zijn. Hieruit blijkt dat “Lean thinking” geen doelstelling is die te bereiken is, maar een proces dat nooit zal eindigen. Vanuit de bovenstaande optiek dient bij Lean te worden gezocht naar technieken waarmee het productiesysteem sneller, goedkoper en beter functioneert. Naast het realiseren van pull (zie par. 2.3) dient een productieorganisatie onder andere te voldoen aan een tweetal belangrijke technieken: het realiseren van flow productie én het realiseren van tacttijden33:

4.1.1 Het realiseren van flow productie Flow-productie is een voorbeeld van een productgeoriënteerde organisatie op de werkvloer, waarbij de bewerkingsstructuur van het af te leveren product bepalend is voor de inrichting van de productieprocessen. Flow is daarbij gericht op het kunnen produceren van relatief kleine batches in een continue lopende stroom, waarbij34: • alle producten de bewerkingsstappen in dezelfde volgorde doorlopen, én waarbij • de bewerkingstijden voor deze bewerkingen ongeveer gelijk kunnen zijn. Bij flow-productie sluiten de werkstations zodanig op elkaar aan, dat een batch direct kan worden doorgegeven aan het volgende werkstation in de keten, wanneer bewerking op het voorafgaande werkstation is afgerond (realiseren van pull-productie). Door gebruik te maken van relatief kleine batchgroottes wordt vertraging in de verplaatsingstijd zoveel mogelijk voorkomen en wordt de opeenhoping van tussenvoorraden zoveel mogelijk voorkomen. Cellular Manufacturing Flow kan worden gerealiseerd door invoering van Cellular Manufacturing (CM)35. CM kan worden gedefinieerd als “een systeem dat is onderverdeeld in cellen, waarin mensen en middelen zijn gegroepeerd om een productfamilie te bewerken”. De aanwezige mensen en machines zijn zodanig gegroepeerd, dat zij een vast aantal stappen in een proces kunnen uitvoeren. De machines worden volgens de processtappen georganiseerd en dragen bij tot de realisatie van twee doelstellingen van “Lean Manufacturing”: 1. vloeiende materiaalstroom door het proces heen (realiseren van flow), zonder onderbreking (reductie van het aantal machine-setups) of groei van wachtrijen. Dit resulteert uiteindelijk in korte productiedoorlooptijden. 2. flexibiliteit voor het vervaardigen van uiteenlopende producttypen, dankzij gegroepeerde machines en aanwezige keuzemogelijkheden en vrijheden in bewerkingsvolgorde.

4.1.2 Het realiseren van tacttijden De “tacttijd” is gelijk aan het afleveringsinterval; dat is de tijd die verstrijkt tussen het beschikbaar komen van twee opeenvolgende producten ofwel de tijd dat een product verblijft op een werkstation. Voor het realiseren van flow dient het betreffende productiesysteem te zijn ontworpen op basis van een bepaalde tacttijd. De vastgestelde tacttijden tussen werkstations bepalen niet alleen de doorstroom van materialen, maar hebben ook als functie om de synchronisatie tussen de productietijd en de afgesproken levertijd richting de klant te verwezenlijken36. 33

Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 227-232. 34 Bertrand, J.W.M., Wortmann, J.C., Wijngaard, J., Productiebeheersing en material management, Stenfert Kroesse, 1998, p. 144-145. 35 Li, J., Barnes, D.J., Kanban based production control, International Journal of Production Research, 2000, Vol. 38, No. 18, p. 4684-4685. 36 Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 229. Hoofdstuk 4


30

4.2

Tekortkomingen van Lean Manufacturing

Invoering van pull systemen, het realiseren van flow en het vaststellen van de optimale tacttijd zijn de drie belangrijkste technieken om Lean productie te verwezenlijken. Deze technieken hebben zich in de praktijk veelvuldig bewezen als bijzonder effectief. Zo blijken pull systemen (onder ideale omstandigheden) bijzonder geschikt te zijn voor het elimineren van verspilling in de keten en zorgen ze voor een gebalanceerde materiaaldoorstroom tussen werkstations (hoofdstuk 2). Uiteindelijk wordt hiermee de productiedoorlooptijd tot een minimum beperkt en kan verspilling in de keten zoveel mogelijk worden voorkomen (Lean gedachte). “De nieuwe markt” gedefinieerd Op basis van onderstaande drie marktvereisten wordt gesuggereerd dat de performance van de huidige Lean systemen ondermaats zijn en er ruimte dient te komen voor verbetering van deze theorie37. De achtergrond waarop deze mening is gebaseerd, heeft betrekking op de productiesystemen die opereren in een omgeving volgens “de nieuwe markt”. Deze markt wordt gekarakteriseerd aan de hand van de volgende kenmerken of combinaties38: • Productie van één of meerdere productfamilies met hoge variëteit aan productvarianten of productsamenstellingen (high variety); • Veranderlijke vraag naar eindproducten of productsamenstellingen (high variability); • Productie op basis van klantspecificatie (make-to-order en engineer-to-order) en als gevolg daarvan, het kunnen doorvoeren van relatief kleine batchgroottes (low volume). Uit de resultaten van (simulatie)onderzoeken van Suri en Krishnamurthy is gebleken dat huidige Lean systemen niet optimaal presteren in een productieomgeving volgens “de nieuwe markt”. Om hier inzicht in te krijgen wordt in de onderstaande subparagrafen beschreven wat de tekortkomingen zijn van de belangrijkste technieken van Lean in een productieomgeving volgens “de nieuwe markt”39. Het doel van deze subparagrafen is om aan te tonen dat een productiesituatie als “de nieuwe markt” vraag om een verbeterd concept die de tekortkomingen ten aanzien van pull, tacttijd en flow wel ondervangt.

4.2.1 Tekortkomingen pull systemen Uit hoofdstuk 2 is gebleken dat pull systemen oorspronkelijk zijn ontworpen voor productieomgevingen met een stabiele vraag en een repeterend productieproces van gestandaardiseerde producten (par. 2.5.1). In de productieomgeving volgens “de nieuwe markt” kan moeilijk rekening worden gehouden met veranderingen in productspecificaties, productmix-verschuivingen, ongewone orders en een hoge variatie in de vraag. Dit zou namelijk betekenen dat er altijd zeer grote tussenvoorraden aanwezig moeten zijn om aan deze vraag te kunnen voldoen (par. 2.7). Vanuit kostenoogpunt is dit ondenkbaar. Ten slotte is het vaak onzinnig om voorraden aan te leggen, omdat de specificaties van een product pas bekend zijn op het moment dat de order daadwerkelijk wordt geplaatst. Dit laatste is met name van toepassing op engineer-to-order productieomgevingen.

4.2.2 Tekortkomingen bij vaststellen van tacttijden De synchronisatie tussen de productietijd en de afgesproken levertijd met de klant kan redelijk eenvoudig gerealiseerd worden door middel van standaard werkzaamheden en standaard producten met voorspelbare en vaste (item)doorlooptijden. Standaardisatie maakt het mogelijk om een productiesysteem volledig te ontwerpen op basis van een bepaalde tacttijd. Echter in de situatie van “de nieuwe markt” is dit bijna onmogelijk. Deze dynamische marktomgeving veroorzaakt grote variatie in bewerkingsen omsteltijden, doordat verschillende en vaak “ongewone producten” moeten worden vervaardigd. Men zou in dit geval een gemiddelde tijd kunnen hanteren, gebaseerd op een gemiddelde van een groep orders in een bepaalde periode. Toch is dit niet praktisch, omdat de vraag voor de productie op bijvoorbeeld een afzonderlijke machine zo verschillend kan zijn dat het tacttijd 37

Suri, R., Krishnamurthy, A., How to Plan and Implement POLCA, Technical Report, Center for Quick Response Manufacturing, May 2003, p. 2. 38 Schönsleben, P., Integral Logistics Management, Planning and Control of Comprehensive Supply Chains, St. Lucie Press, 2003, p. 351-355. 39 Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 227-233. Hoofdstuk 4


31

concept niet werkt. Om hier toch adequaat mee om te kunnen gaan, dient de organisatiestructuur als geheel meer flexibel te zijn ingericht en moet men in staat worden gesteld om unieke samenstellingen van productieprocessen te realiseren. De technieken die hiervoor beschikbaar zijn worden besproken in paragraaf 4.3.

4.2.3 Tekortkomingen bij realiseren van flow productie De nieuwe marktsituatie legt een belangrijke beperking op voor het realiseren van flow productie: Verschuiving in Bottlenecks Wanneer geen duidelijke trend is te zien in de vraag naar producten, dan wordt het moeilijk de productiesituatie zodanig in te richten, zodat deze optimaal functioneert. Variabiliteit in de vraag en onvoorspelbaarheid leidt namelijk tot continue verschuiving van de bottlenecks en fluctuaties van de werklast in de keten (onbalans als gevolg van verschil in bewerkingstijden en het aantal machinesetups). Mogelijke “worst case” oplossingen voor het stabiliseren van de werklast in de keten zijn aan de orde geweest. Zo maken Kanban systemen gebruik van de inzetbaarheid van extra kaarten, zodat voorafgaand aan een bottleneck werkstation voldoende voorraad aanwezig is om de bewerking door te laten gaan. Conwip daarentegen, gaat beter om met variabiliteit dan Kanban, omdat dit systeem de hoeveelheid onderhanden werk niet koppelt aan een vaste buffervoorraad, maar aan een bepaalde capaciteitsnorm (op basis van de beschikbare bewerkingstijd op bottlenecks) en deze vervolgens toeeigent aan de verschillende producten tussen opeenvolgende werkstations. Bovenstaande oplossing is een gerichte maatregel om de performance van de productielijn(en) enigszins te verbeteren. Toch treden er beperkingen op die de toepassing van Kanban en Conwip minder geschikt maken: • De systemen zijn gericht op het in evenwicht brengen van alle activiteiten, zodanig dat de bottleneck minder wordt belast. Dit is in onvoorspelbare productieomgevingen met een hoge variëteit aan producten en uiteenlopende bewerkingsmogelijkheden onmogelijk. Men kan de verschillende doorlooptijden en benodigde capaciteiten voor de werkstations wel voorspellen, maar men kan de variëteit tussen de individuele orders niet voorspellen. Deze systemen zijn dus niet flexibel genoeg om onzekerheden in een engineer-to-order omgeving op te vangen; • Het continue moeten aanpassen van het aantal Kanban kaarten of hoeveelheid onderhanden werk (Conwip) aan variërende capaciteitsafwisselingen op werkstations leidt op den duur tot nerveus besturingsgedrag. Dergelijke situaties vereisen te veel discipline van operators om continue een optimale productieperformance na te streven; • De basisgedachte dat pull systemen leiden tot overzichtelijke productiesituaties en het vermogen om aanwezige bottlenecks op te sporen en terug te dringen, wordt volledig teniet gedaan, omdat men het ontstaan van bottlenecks juist accepteert. Om de materiaalstromen tussen deze bottlenecks zo goed mogelijk te balanceren worden extra hoeveelheden onderhanden werk ingezet. Deze maatregel leidt juist tot opeenhoping van verspilling. Daarbij wordt tevens een tweede basisgedachte achter pull systemen genegeerd: het tot een minimum reduceren van de totale hoeveelheid onderhanden werk. Niet alleen de technieken pull, tacttijden en flow hebben tekortkomingen als ze worden gehanteerd in een productiesituatie als “de nieuwe markt”, maar ook tradiotionele MRP systemen bieden beperkende eigenschappen. In subparagraaf 4.2.4 wordt hier kort op ingegaan.

4.2.4 Tekortkomingen push (MRP) systemen Push systemen zijn beter in staat onzekerheden op te vangen door de inzet van veiligheidsmaatregelen (par. 2.7). Echter, wanneer de marktomstandigheden dynamischer worden, leidt het inbouwen van speling (veiligheidsvoorraden en –tijden) tot een grote bron van verspilling; zoals “dode voorraad” en onnodig lange doorlooptijden (par. 2.2.2). Toch blijken MRP-achtige toepassingen uitkomst te bieden in de coördinatie van materialen in een omgeving volgens “de nieuwe markt”. Hoe dat kan worden

Hoofdstuk 4


32

gerealiseerd en in hoeverre doorlooptijden toch kunnen worden verkort met behulp van MRP wordt onder andere besproken in de volgende paragraaf.

4.3

Opkomst Quick Response Manufacturing (QRM)

Om de tekortkomingen van Lean georiënteerde productiesystemen in een omgeving als “de nieuwe markt” te ondervangen is Quick Response Manufacturing (QRM) ontwikkeld. Daar waar Lean systemen veiligheidsmaatregelen nemen om onzekerheden op te vangen en extra onderhanden werk inzet om de werklast tussen interne afdelingen te stabiliseren, ziet QRM deze maatregelen juist als een bron van verspilling40. Het belangrijkste uitgangspunt van QRM, als organisatiebrede strategie, is dan ook het terugdringen van de doorlooptijd (lead time reductie(17)) binnen alle onderdelen van een organisatie én het flexibel en snel kunnen reageren op wisselende klantbehoeften. De wijze waarop QRM te werk gaat wordt besproken in de paragrafen 4.3 tot en met 4.5. Hierbij: • legt QRM de basis door allereerst organisatorische veranderingen door te voeren. De voor dit onderzoek belangrijke veranderingen worden besproken in paragraaf 4.3.1 t/m 4.3.3; • Vervolgens gaat QRM uit van een aantal fundamentele basisprincipes om te komen tot het maximaal terugbrengen van de doorlooptijd in de productie. De meest relevante principes worden besproken in paragraaf 4.4

4.3.1 Karakterisering QRM georiënteerde productieafdelingen Er zijn een tweetal hoofdfactoren te onderscheiden die bepalend zijn voor de logistieke kenmerken van een productieafdeling, te weten: capaciteitscomplexiteit en materiaalcomplexiteit 41. Capaciteitscomplexiteit In een QRM omgeving dient de capaciteitscomplexiteit hoog te zijn om in te kunnen springen op de onzekere vraag en om te kunnen gaan met variëteit in bewerkingsvolgorde (met een sterk wisselend capaciteitsbeslag). Deze situatie is juist het tegenovergestelde van een repeterend productieproces, waarbij integratie van opeenvolgende bewerkingen optreedt en specialisatie van de capaciteit naar het product mogelijk is. Ten gevolge van de lage herhalingsgraad dienen beschikbare capaciteitsbronnen (machines en mensen) juist breed inzetbaar te zijn. Een oplossing om hiertoe te komen is het creëren van productiecellen met zelfsturende teams. Dit komt in de volgende paragraaf aan de orde. Materiaalcomplexiteit Het realiseren van klantspecifieke productsamenstellingen en een hoge variëteit aan eindproducten vereist vaak aanwezigheid van uiteenlopende materiaalsoorten en componenten. Vaak is in dergelijke situaties sprake van een sterk convergerende materiaalstructuur en dus een hoge materiaalcomplexiteit. QRM: Projectgewijze fabricage Een combinatie van bovenstaande kenmerken leidt tot een afdelingssituatie die het beste kan worden getypeerd als projectgewijze fabricage of “job shop” (figuur 11). Een bijzondere vorm van projectgewijze fabricage is engineer-to-order (ETO) fabricage. ETO productie sluit in wezen het best aan op een omgeving volgens “de nieuwe markt”. Het kenmerkende van ETO is dat het product (deels) klantspecifiek is en dat ook (een deel van) het ontwerpproces onderdeel is van de klantordercyclus. Hierdoor, en door de hoge onzekerheid over zowel de vraag naar type producten als over de vraag naar en inzetbaarheid van capaciteit op de werkvloer, ontstaat een productiesituatie die alleen kan worden beheerst met het creëren en benutten van productieflexibiliteit. QRM: Kleinseriefabricage Ook kleinseriefabricage is een situatie die goed aansluit op de omgeving volgens de nieuwe markt. Dergelijke afdelingen (vaak make-to-order georiënteerd) zijn in staat een breed assortiment aan producten te vervaardigen. De lage herhalingsgraad van de vraag naar individuele producten leidt er 40

Suri, R., QRM and POLCA: A Winning Combination for Manufacturing Enterprises in the 21st Century, Technical Report, Center for QRM, May 2003. 41 Bertrand, J.W.M., Wortmann, J.C., Wijngaard, J., Productiebeheersing en material management, Stenfert Kroesse, 1998, p. 108-113. Hoofdstuk 4


33

vaak toe dat capaciteitsbronnen (machines, mensen) niet gespecialiseerd zijn in bepaalde producten. Dankzij uiteenlopende productroutings zijn ze juist in staat zijn een grote diversiteit aan producten te vervaardigen met een relatief beperkt aantal componenten of uitgangsmaterialen. Ook dergelijke situaties vragen om verbeterde coördinatie van de materiaalstromen.

Capaciteitscomplexiteit

hoog Kleinserie fabricage

Projectgewijze fabricage

(componenten)

QRMomgeving

(Job-shop)

Seriegewijze fabricage

Grootserie assemblage

Procesgewijze fabricage

laag

Materiaalcomplexiteit

hoog

Figuur 11 Kleinseriefabrikage en Projectgewijze fabricage in een QRM-productieomgeving

4.3.2 Cellular Manufacturing De beschreven marktsituatie in subparagraaf 4.3.1 dwingt steeds meer projectgeoriënteerde productiebedrijven ertoe hun productie flexibeler en efficiënter te beheren door middel van Cellular Manufacturing (CM). CM maakt het mogelijk om de productiecapaciteit beter te beheren door alle productiemiddelen te hergroeperen op basis van productkenmerken of een marktsegment. CM is reeds aan de order geweest bij de beschrijving van Lean Manufacturing (par. 4.1.2). De toenemende variëteit aan eindproducten, bewerkingsmogelijkheden en de beschikbaarheid van flexibele machines (die een complex aantal verschillende bewerkingen kunnen uitvoeren) brengen deze methode opnieuw onder de aandacht. Voor succesvolle aansturing van materialen, waarbij het realiseren van korte doorlooptijden centraal staat, is een belangrijke voorwaarde dat productieafdelingen volledig georganiseerd zijn in productiecellen. Voor het realiseren van uiteenlopende productsamenstellingen dienen orders te worden geproduceerd middels een combinatie van de voor die order geschikte reeks productiecellen. Dit betekent dat orders voor verschillende klanten niet gebonden hoeven te zijn aan één vaste routing, maar dat uiteenlopende relaties tussen productiecellen kunnen worden gecreëerd. QRM cellen zijn als het ware flexibel georganiseerd en vereisen geen lineaire flow van producten, zoals dit het geval was bij Lean.

4.3.3 Relaties tussen cellen Voor het coördineren van de materiaalstromen tussen cellen is het belangrijk inzicht te verkrijgen in aanwezige onderlinge relaties tussen cellen. Tevens bepaalt het aantal relaties de complexiteit aan productvarianten die binnen het primaire productieproces van de cel kunnen worden vervaardigd en dus ook het vermogen te kunnen voldoen aan de uiteenlopende vraag naar type eindproducten (= productieflexibiliteit). Hiermee is het aantal relaties tussen cellen direct gekoppeld aan de mogelijke uit te voeren productieorders. Vanuit theoretisch oogpunt zijn er een drietal relaties∗ tussen cellen mogelijk42. Sequentiële relaties Sequentiële relaties hebben betrekking op aanwezige en geobserveerde materiaalstromen tussen cellen onderling. Deze materiaalstromen kunnen zich voordoen tussen cellen in hetzelfde stadium van het productieproces of tussen cellen in achtereenvolgende stadia van het productieproces. Er zijn 5 belangrijke vormen van sequentiële relaties tussen cellen te onderscheiden (zie figuur 12):

In het kader van dit onderzoek wordt uitgegaan van materiaal- en bijbehorende informatiestromen tussen bewerkingsafdelingen. Deze relaties vormen het uitgangspunt voor de nader uit te voeren case studies. 42 Riezebos, J., Design of a Period Batch Control Planning System for Cellular Manufacturing, University of Groningen, 2001, p. 23-37. ∗

Hoofdstuk 4


34

1. 2. 3.

4.

5.

Ruwe materialen (componenten) worden voorbewerkt of gereed gemaakt om vervolgens verder bewerkt te worden in een ander stadium (cel) van het productieproces. Materiaaluitwisseling tussen cellen binnen hetzelfde stadium van het productieproces. Overwegingen voor deze uitwisseling kunnen zijn: machinestoringen op cel B of het nodig zijn van een bewerking die niet in cel B beschikbaar is. De derde relatie heeft betrekking op de uitwisseling van materialen tussen een cel (C) en een externe cel (vanuit een andere afdeling binnen de eigen organisatie of een externe leverancier). Overwegingen voor deze uitwisseling kunnen zijn: uitbesteding als gevolg van capaciteitsgebrek of beperkte aanwezigheid van productiemiddelen. Dit betreft uitwisseling van materialen aan een cel in een volgend stadium stroomafwaarts. Deze relatie is belangrijk in productiesituaties waarin gebruiker D afhankelijk is van de aanvoer van werk, afkomstig uit verschillende producerende cellen in een stadium stroomopwaarts (zie ook figuur 12). De vijfde relatie heeft betrekking op de uitwisseling van werk tussen diverse cellen in de (voor)bewerking stroomopwaarts en een assemblage cel stroomafwaarts. Dergelijke relaties vereisen een adequaat coördinatiemechanisme en laten zich tevens kenmerken als simultane relaties. Voorbewerking

Bewerking

Nabewerking 4

A 1

Assemblage

D

5 E

B 2 C

Intern 3

Productiecel

Extern

Materiaal- en informatiestromen

Figuur 12 Verschillende vormen sequentiële relaties

Simultane relaties Geïdentificeerde productiecellen verrichten hierbij die activiteiten voor dezelfde order, zonder dat ze onderling aan elkaar gerelateerd zijn in de vorm van materiaaluitwisseling. De cellen zijn slechts aan elkaar gerelateerd of afgestemd op basis van informatie (informatie ten aanzien van de voortgang van bijvoorbeeld een bepaalde order). Simultane relaties doen zich bijvoorbeeld voor in productiesituaties waarbij meerdere cellen producent zijn voor één bepaalde assemblagecel (figuur 13). Het delen van de informatie tussen de cellen is daarbij nuttig voor het synchroniseren van het afgiftemoment van materialen aan de assemblagecel.

Figuur 13 Simultane relaties tussen cellen (convergerend)

Latente relaties Latente relaties bieden productieflexibiliteit. Dit is het vermogen van een productieproces om relaties tussen cellen (sequentieel of simultaan) te creëren of te wijzigen. Deze relaties stellen productieorganisaties in staat alternatieve productroutings te creëren, door af te wijken van bestaande Hoofdstuk 4


35

productroutings (figuur 14a). Ook is het mogelijk om op werkorder niveau te kiezen voor vervolgbewerking in alternatieve cellen (cel A of cel B) stroomafwaarts (figuur 14b). Cel A

14a.

Cel B

14b.

Figuur 14 Kiezen van een alternatieve productrouting (divergerend)

4.4

Belangrijkste QRM principes

Naast het doorvoeren van organisatorische veranderingen, zoals besproken in subparagraaf 4.3.2 gaat de QRM strategie uit van een aantal basisprincipes, waarmee de doorlooptijd maximaal kan worden teruggebracht. Het uiteindelijke doel hiervan is de leverprestaties, kwaliteit en productiviteit te verbeteren en tegelijkertijd de kosten te laten dalen. De belangrijkste QRM-basisprincipes, die in het kader van dit onderzoek centraal staan, worden in de subparagrafen 4.4.1 t/m 4.4.5.

4.4.1 Systeemdynamica Om te komen tot optimale productieprestaties (effectieve/flexibele capaciteitsbenutting en optimale leverprestaties) en eenduidige wisselwerking en materiaalbeheersing tussen afzonderlijke productiecellen is inzicht in systeem dynamica noodzakelijk. Een belangrijke voorwaarde voor invoering van QRM is het begrijpen van de onderlinge relaties tussen de belangrijkste logistieke parameters in een cel en tussen cellen onderling. Aan de hand van dit inzicht kunnen beslissingen worden genomen ten aanzien van optimale doorlooptijden, bezettingsgraden en seriegroottes. Voor het berekenen van optimale doorlooptijden en bezettingsgraden voor afzonderlijke werkstations zijn diverse algemene formules voorhanden43. QRM regel 1: Inplannen strategische overcapaciteit De bezettingsgraad is het gevolg van het aantal toegewezen orders aan een werkstation. Bij een lage bezettingsgraad treden weinig tot geen wachtrijen op en blijft de doorlooptijd normaal. Echter, bij een hoge bezettingsgraad (richting 100%) groeit de doorlooptijd aanzienlijk (Figuur 15a). Daarbij stelt de “Law of Utilization” dat de doorlooptijd omhoog gaat in een non-lineaire manier. Dit wil zeggen dat de afwijking in de voorspelling (variabiliteit in aankomsttijden van orders) van enkele procenten een significante impact kan hebben op de doorlooptijd van alle orders (Figuur 15b). Hoge variëteit Doorlooptijd

Doorlooptijd

60

30

Lage variëteit

15a.

0

Bezettingsgraad 500

100

15b.

0

Bezettingsgraad

70

Figuur 15 Effect van bezettingsgraad en variabiliteit op de doorlooptijd

Voor het behalen van korte doorlooptijden dienen wachtrijen zoveel mogelijk vermeden te worden. Volgens de QRM strategie is het noodzakelijk dat machines niet 100% bezet zijn. Als vuistregel dient

43

Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 153-162. Hoofdstuk 4


36

de bezettingsgraadnorm van de resources juist rond de 80% te liggen44. (N.B. Onder resources wordt verstaan werkstations/machines). QRM regel 2: Streven naar optimale (minimale) seriegroottes De traditionele prestatiemetingen ten aanzien van bezettingsgraad en efficiency stimuleren operators om de bezetting van resources te maximaliseren via de inzet van relatief grote seriegroottes en minimale machine-setups (figuur 16a). Echter deze opvatting gaat niet op wanneer sprake is van een hoge variëteit aan te bewerken orders en onvoorspelbare vraag (de nieuwe markt). In dergelijke situaties heeft de inzet van relatief grote seriegroottes juist negatieve gevolgen voor de bezettingsgraad en de doorlooptijd. Een hoge variatie aan te bewerken orders in combinatie met grote seriegroottes leidt juist tot langere bewerkingstijden (lange doorlooptijd: zie figuur 16b). Voor het realiseren van een maximaal reactievermogen op variëteit en veranderlijke vraag dient de (optimale) seriegrootte (L∗) zodanig te zijn bepaald, dat dit gepaard gaat met een minimale doorlooptijd. Ook hiervoor zijn algemene formules voorhanden (Suri, 1999).

16a.

Doorlooptijd

Efficiency en bezettingsgraad

100%

Seriegrootte (L)

16b.

L min.

L*

Seriegrootte (L)

Figuur 16 Effect seriegroottes op efficiency en doorlooptijd

Toepasbaarheid van EOQ model voor bepalen van optimale seriegroottes Voor het bepalen van de optimale seriegrootte kan gebruik worden gemaakt van de EOQ formule (zie par. 2.4). EOQ minimaliseert daarmee setup kosten en kosten voor de hoeveelheid onderhanden werk. Een beperking van EOQ is dat deze alleen kan worden toegepast in een productieomgeving met een relatief voorspelbaar en stabiel (constant) vraagpatroon. Toelichting De vraag naar artikelen is vaak onregelmatig. Als de vraag onregelmatig is, wordt niet voldaan aan de aanname dat de vraag constant is. De variatiecoëfficiënt (VC) kan gebruikt worden om te bepalen of de aanname van constante vraag redelijk is. Wanneer de VC klein is geeft dit een indicatie dat de aanname van constante vraag redelijk is. Onderzoek heeft uitgewezen dat de EOQ formule gebruikt kan worden als de VC<0.20 is; in de andere gevallen is het vraagpatroon te onregelmatig om het gebruik van het EOQ model te rechtvaardigen45. In een QRM-omgeving, waar de variatiecoëfficiënt (VC) veelal groter is dan 0.20, biedt EOQ weinig uitkomst. In dergelijke situaties leidt gebruik van EOQ veelal tot slecht op elkaar afgestemde seriegroottes, waardoor wachtrijen groter worden en daarnaast continue fluctueren (de seriegrootte van het ene product heeft namelijk effect op de wachtrijtijden van andere producten). Als de VC>0.20, dan kan bijvoorbeeld een techniek als de Silver-Meal heuristiek (Winston, 1994) worden gebruikt om de optimale bestelhoeveelheid vast te stellen.

4.4.2 Capaciteitsmanagement en het creëren van een flexibele organisatie Voor het opstellen van consistente doelstellingen ten aanzien van productiedoorlooptijden en het ontvangen van betrouwbare gegevens over de prestaties van afzonderlijke productiecellen is mogelijk de wet van Little toe te passen (par. 2.6.2). QRM beschouwt deze wet als een van de belangrijkste algemene instrumenten in het bepalen van de noodzaak om de capaciteit uit te breiden. Wanneer zich 44

Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 164-165. 45 Winston, W.L., Operations Research: Applications and Algorithms, Duxbury Press, 1994, p. 703-704. Hoofdstuk 4


37

de situatie voordoet, waarin de maximale hoeveelheid onderhanden werk (optimale aantal productieorders; N) in een bepaalde cel wordt overschreden, bijvoorbeeld als gevolg van de plotselinge toename in de vraag, dienen correctieve capaciteitsmaatregelen te worden ondernomen om de prestaties van de cel te verbeteren. Maatregelen kunnen zijn: • Vroegtijdig (in MRP) plannen van strategische overcapaciteit; • Flexibilisering van de capaciteit. Dit komt neer op het tijdelijk kunnen uitbreiden of inkrimpen van de capaciteit (dagelijkse werkuren) wanneer er respectievelijk veel of weinig werk is; • Toewijzen van orders aan cellen waar wél capaciteit beschikbaar is. De wijze waarop dit tot stand kan komen wordt beschreven in hoofdstuk 5 (subpar.5.4.1; punt 4). QRM regel 3: Creëren van een flexibele productieorganisatie Voor het inbouwen van flexibiliteit is een praktische QRM techniek voorhanden: Overlapping tussen cellen Dit kan worden gerealiseerd door directe medewerkers bewerkingen uit te laten voeren op verschillende, aan elkaar gerelateerde, productiecellen. Een belangrijk uitgangspunt van QRM is dat medewerkers juist aangestuurd worden op basis van de vraag en ingezet op plaatsen waar ze het meest nodig zijn. (De medewerkers dienen daarbij de bevoegdheid en de verantwoordelijkheid te hebben voor het onderhoud van de middelen en voor de operationele afstemming binnen de cel, mits zij zich aan de beoogde kwaliteits- en doorlooptijddoelstellingen houden).

4.4.3 Doorlooptijd als belangrijkste prestatie-indicator De belangrijkste prestatie-indicator die bij QRM van belang is, is de reductie in de interne productiedoorlooptijd. Deze wordt op een bepaald moment gemeten en de daarop volgende periodes wordt vergeleken hoeveel reductie er is behaald. De kwaliteit ten aanzien van afgeleverde producten is hierbij de randvoorwaarde waaraan dient te worden voldaan. De theorie gaat ervan uit, dat de kwaliteit automatisch zal toenemen als gevolg van alsmaar toenemende efficiëntie en procesverbetering. (technieken en methoden voor efficiëntie- en procesverbetering staan vermeld in (Suri, 1998).

4.4.4 Push element: High Level MRP (HL/MRP) Traditionele push systemen (MRP) voldoen relatief slecht in dynamische marktomgevingen zoals MTO en ETO. Om in dergelijke situaties onzekerheden op te kunnen vangen wordt er vaak gezocht naar maatregelen (inbouwen van speling) om onzekerheden op te kunnen vangen. Echter, deze maatregelen leiden nog te vaak tot onbalans in de keten, het ontstaan van niet-productief werkkapitaal tussen werkstations in en onnodige lange doorlooptijden (par. 2.2.2). Ondanks deze gebreken, mag de impact van MRP gerelateerde coördinatiesystemen toch niet worden onderschat. Zo is uit paragraaf 2.7 gebleken dat traditionele MRP systemen altijd nog beter presteren dan pure pull systemen, wanneer het karakter van de productmix en de vraag naar producten heterogener wordt. In dergelijke situaties bieden push systemen altijd nog uitkomst in het kunnen behalen van de beoogde levertijden. Toepassing MRP in QRM De QRM strategie biedt een oplossing voor de onnodige lange levertijden die bij toepassing van het traditionele MRP systeem ontstaan. Toelichting ontstaan van onnodig lange levertijden: MRP systemen zijn zodanig samengesteld dat precies wordt bepaald welke materialen op een bepaalde datum benodigd zijn om uiteindelijk (precies) te kunnen voldoen aan de beoogde levertijd. Om dit te realiseren wordt er gewerkt aan de hand van een vaste planningshorizon, met vaste doorlooptijden voor afzonderlijke productieafdelingen. Deze interne doorlooptijden worden vaak nageleefd, ondanks het feit dat men toch veel kortere interne doorlooptijden kan realiseren. Men wil namelijk vaak enige zekerheid inbouwen om te kunnen omgaan met onzekerheden (inbouwen van veiligheidstijd). In QRM Hoofdstuk 4


38

georiënteerde productiebedrijven die vaak zijn samengesteld uit meerdere achtereenvolgende productieafdelingen leidt dit juist tot extreem lange geplande levertijden. Release Autorisation volgens High Level MRP Om een lange geplande doorlooptijd zoveel mogelijk terug te dringen dient een productieorganisatie volgens QRM allereerst te worden hergestructureerd in productgeoriënteerde productiecellen. Een belangrijk principe is daarbij het kunnen creëren van flexibele productroutings (par. 4.4.2). Vervolgens gebruikt QRM een High Level MRP (HL/MRP) systeem voor de planning en coördinatie van materialen tussen de opeenvolgende productiecellen. De bedoeling van dit systeem is dat HL/MRP er alleen zorg voor draagt, dat materialen beschikbaar zijn bij een cel, op het moment dat ze daar daadwerkelijk nodig zijn. Wanneer een klantorder komt, gebruikt het HL/MRP systeem de doorlooptijden van de afzonderlijke productiecellen om te bepalen wanneer iedere cel in de productrouting mag beginnen aan een order (figuur 17). Klantvraag/ voorspelling

HL/ MRP

Cel 1

Cel 2

Cel N

celdoorlooptijden

Figuur 17 Toepassing van HL/MRP bij cellen

Deze logica is niet anders van het standaard MRP systeem, met uitzondering dat HL/MRP is gebaseerd op simpele BOM’s en daarbij gebruik maakt van doorlooptijden voor complete cellen in plaats van individuele werkstations. De wijze waarop celdoorlooptijden worden bepaald wordt beschreven in het volgende hoofdstuk. Voor het bepalen van de te doorlopen productroutes en het kunnen plannen van de materiaalstromen tussen afzonderlijke productiecellen is het noodzakelijk dat stuklijsten van alle type eindproducten of productsamenstellingen voorhanden zijn. Het aantal niveaus op een afzonderlijke stuklijst dient in de regel overeen te komen met het totale aantal te doorlopen productiecellen. Er is daarom sprake van “platte stuklijsten”.

4.4.5 Voorspellingen als basis voor capaciteitsplanning Het HL/MRP wordt gebruikt voor het aansturen en plannen van de orders in de loop van de tijd. Deze planning heeft betrekking op de reeds vastgelegde orders en de voorspelde producten die zijn vastgelegd in geaggregeerde productfamilies. QRM gebruikt deze voorspellingen, net zoals traditionele MRP systemen, voor het bepalen van de routes die de orders moeten volgen en de bewerkingstijden per cel (globale doorlooptijden). Toch is er een verschil in de wijze waarop het traditionele MRP systeem en het QRM systeem gebruik maken van deze voorspellingen. MRP zet namelijk materiaal in op basis van voorspellingen en de beschikbare capaciteit, terwijl QRM de voorspellingen alleen maar gebruikt voor het plannen en afstemmen van de benodigde capaciteit tussen opeenvolgende cellen in de keten. De wijze waarop deze capaciteit wordt toegekend aan cellen staat beschreven in hoofdstuk 5. Hiermee komt de QRM benadering in de buurt van de wijze waarop het Conwip systeem probeert om te gaan met variëteit in bewerkingstijden en de toename in het aantal machine-setups (situatie met hoge capaciteitscomplexiteit). Ook hier wordt de werklast in de keten gestabiliseerd door de hoeveelheid onderhanden werk niet te koppelen aan een vaste buffervoorraad (materiaalinzet), maar aan een bepaalde capaciteitsnorm.

Hoofdstuk 4


39

4.5


In veel markten wordt de vraag gekenmerkt door een behoefte aan klantspecifieke producten, een hoge productvariëteit en onzekere behoefte. De verwachting is dat in de toekomst nog een sterkere behoefte zal ontstaan naar klantspecifieke producten, in kleine series en met een korte levertijd, maar zonder dat daarvoor meer moet worden betaald dan standaard producten. Het traditionele Lean Manufacturing concept en de daaraan gerelateerde pull methoden voor materiaalbeheersing blijken onvoldoende in staat om de kenmerken uit deze nieuwe productiesituatie tegemoet te komen, omdat: • deze situatie leidt tot verspilling in de vorm van “dode voorraden” en het ontstaan van onnodig lange wachttijden (als gevolg van maatregelen op MRP niveau); • deze systemen te weinig flexibiliteit bieden om veranderingen in vraag naar producten en productsamenstellingen op te vangen en om variëteit tussen individuele orders te voorspellen; • deze situatie leidt tot onbalans in de productieketen (continue verschuiving van bottlenecks en fluctuaties van de werklast in de keten). Om hier toch adequaat mee om te kunnen gaan is het Quick Response Manufacturing concept ontwikkeld. Deze algemene beheersingsstrategie biedt oplossingen en technieken om de organisaties en als geheel flexibel in te richten. Quick response kan worden bereikt indien een productiebedrijf (ETO/MTO) voldoet aan de volgende basisvereisten: • Opstelling van opeenvolgende productiecellen die elk een vast onderdeel van het productieproces vertegenwoordigen (cellulair productiesysteem); • Het kunnen realiseren van klantgerichte orders middels een combinatie van de voor die order geschikte reeks productiecellen (kleinseriefabricage of job shop); • Mogelijkheid voor het creëren van uiteenlopende routingmogelijkheden tussen de opeenvolgende productiestadia en binnen de afzonderlijke cellen (flexibele productie lay-out); • Realisatie van een grote mate van capaciteitsflexibiliteit binnen de cellen; • Voorhanden hebben van betrouwbare gegevens over interne doorlooptijden van complete cellen (realisatie van HL/MRP). Met behulp van de inzet van HL/MRP heeft QRM een materiaalbeheersingssysteem ontwikkeld dat gebruik maakt van de voordelen van push en pull, maar niet de nadelen heeft van beide concepten. Dit systeem, genaamd Polca belooft effectiever om te kunnen gaan met de materiaalstromen in een omgeving volgens “de nieuwe markt” dan traditionele systemen (zoals Kanban en Conwip). Daar waar Kanban en Conwip systemen lijnspecifiek zijn, is het Polca systeem juist ontworpen voor cellulaire productiesystemen (kleinseriefabricage of job shops). Aangezien op dit moment nog weinig bekend is over de prestaties en toepassingsmogelijkheden van het Polca systeem, is nader onderzoek gewenst. Na een theoretische beschouwing van Polca (hoofdstuk 5) staan in dit onderzoek een drietal case studies centraal (Hoofdstuk 6). Doel van deze case studies is inzicht te krijgen in de toepassingsmogelijkheden, de beperkingen en het functioneren van het Polca systeem bij een selectie van Nederlandse productiebedrijven.

Hoofdstuk 4


40

Hoofdstuk 5

Polca als innovatief material control systeem

In de context van QRM, waar cellen zijn georganiseerd om de totale doorlooptijd terug te dringen, hebben push en pull een aantal nadelen. De oplossing die hiervoor is gezocht ligt in het ontwerp van het nieuwe material control systeem: Polca (Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization). Dit hybride systeem beoogt wel effectief te zijn, omdat het elementen uit push en pull combineert. In dit hoofdstuk zal eerst worden verklaard hoe Polca, bij vrijgave van materialen tussen cellen, nuttig gebruik maakt van push en pull. Zo beschrijft paragraaf 5.1 de wijze waarop Polca doorlooptijden tussen cellen probeert te plannen door middel van MRP (push element). Naast het toepassen van een MRP autorisatieprocedure probeert Polca de feitelijke productie zelf de aanvoer van materialen te laten regelen. Dit gebeurt door middel van terugkerende autorisatiekaarten (pull element). Dit principe en de voordelen ervan worden aan de orde gesteld in de paragrafen 5.2 en 5.3. Ter verduidelijking voor de lezer wordt in paragraaf 5.4, via een stapsgewijze beschrijving en visualisatie, inzicht gegeven in de manier waarop Polca push en pull combineert voor het vrijgeven van productieorders over cellen. Tot slot beschrijft paragraaf 5.5 nog een drietal ontwerptechnieken die bij implementatie van Polca kunnen worden toegepast.

5.1

Gebruik van push-element in de vorm van HL/MRP

Het HL/MRP systeem beschouwt iedere productiecel als een “black box” en wordt alleen toegepast om de materiaalstromen (productieorders) tussen de afzonderlijke cellen te plannen. Hiermee geeft Polca iedere cel de mogelijkheid zelf te bepalen hoe en wanneer er intern geproduceerd wordt en hoe materiaalstromen binnen de cel worden gecoördineerd. Dit is een verschil met traditionele MRP systemen, Polca beoogt flexibiliteit in te passen binnen cellen. Een wijze waarop celflexibiliteit kan worden benut staat beschreven in subparagraaf 4.4.2. Overige methoden en technieken staan beschreven in Suri46. HL/MRP stelt voor iedere productieorder de vrijgavetijden vast voor de te doorlopen cellen binnen de productieroute. Deze vrijgavetijden geven aan wanneer een cel in de route mag starten met een bepaalde bewerking. De vrijgave van een productieorder voor een bepaalde cel kan namelijk alleen plaatsvinden indien een corresponderende Polca kaart is gearriveerd. Dit pull element zal worden besproken in paragraaf 5.2. Het gebruik van HL/MRP laat het uiteindelijk toe een ordergerichte productiewijze te creëren (maketo-order, engineer-to-order). Polca reageert namelijk niet alleen op de vraag die intern optreedt (afkomstig vanuit de productieketen stroomafwaarts, zoals dat bijvoorbeeld bij pull/Kanban het geval is), maar probeert de productieorders ook nog zodanig te plannen dat de vereiste levertijden worden behaald. Dit kunnen bijvoorbeeld interne levertijden zijn (tijdig afleveren van halffabrikaten aan een volgende bewerking of productieafdeling), maar ook levertijden conform klantafspraak (tijdig afleveren van gerede producten). Een belangrijk verschil met traditionele MRP systemen is dat Polca de voorspellingen op MPS niveau alleen maar gebruikt voor het vooraf bepalen van de routes die de producten moeten volgen én het zichtbaar maken en plannen van de capaciteitsbehoefte voor individuele productiecellen. Polca baseert deze capaciteitsbehoefte op het vaststellen van globale celdoorlooptijden. Deze celdoorlooptijden gebruikt Polca vervolgens voor het vaststellen van de productiedoorlooptijden tussen cellen en de bijbehorende autorisatietijden (release data voor productieorders). Deze paragraaf beschrijft hoe de capaciteitsbehoefte van vrijgegeven werk zichtbaar kan worden gemaakt en op welke wijze individuele celdoorlooptijden kunnen worden berekend en gepland. 46

Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998, p. 127-129, 264-265. Hoofdstuk 5

Polca als innovatief material control systeem |

41

5.1.1 Capaciteitsplanning en bepalen van celdoorlooptijden Polca bepaalt voor ieder (nieuw) te produceren product eerst de geschikte productieroute (toewijzen van producten aan cellen). Vervolgens kan voor elk nieuw productitem de productie-seriegrootte worden bepaald, waarmee de gemiddelde doorlooptijd binnen de vooraf bepaalde productieroute wordt geminimaliseerd. Het realiseren van juiste seriegroottes is een van de belangrijkste uitgangspunten van QRM in het streven naar minimale doorlooptijden (par. 4.4.1). Indien het aantal klantorders dat in een bepaalde periode dient te worden vrijgegeven bekend is, dan worden deze orders gecombineerd en omgezet in productieorders voor (eind)producten. Om dit te realiseren wordt onder andere gebruik gemaakt van de in MRP voorhanden productroutings en de bills of material. Hiermee kan uiteindelijk worden bepaald hoeveel van ieder van de materialen of componenten (eventueel inkoopdelen) benodigd is en in welke aantallen deze geproduceerd (of ingekocht) moeten worden. Deze behoefte in productieaantallen kan vervolgens in overeenstemming worden gebracht met de berekende seriegrootte of een veelvoud aan deze seriegroottes. Het combineren van klantorders tot productieorders is een techniek zoals deze in de theorie beschreven staat (Suri, 1998 en Vandaele en Lambrecht, 2003). Deze techniek beoogt een oplossing te zijn voor het terugdringen van de productiedoorlooptijden (par. 4.4.1). Het genereren van productieorders op basis van optimale seriegroottes is echter geen voorwaarde waaraan QRM georiënteerde bedrijven dienen te voldoen. Simpele seriegrootte bepalingsmethoden zoals lot-for-lot en EOQ (indien VC < 0.20) kunnen ook worden gehanteerd. Hoe worden de release data bepaald? Voor elke productieorder wordt een tijdsvenster gecreëerd. Dit is een vorm van bezettingsplanning en wordt gebruikt om de capaciteitsconsequenties van het uitgegeven werk zichtbaar te maken. Dit gebeurt door de gegenereerde productieorder toe te wijzen aan de specifieke bewerkingsmomenten, zoals gegeven in de productroute. Op basis van het capaciteitsverbruik op de bewerkingsmomenten, bepaalt HL/MRP per cel de celdoorlooptijd en vertaalt deze celdoorlooptijd vervolgens naar autorisatietijden (release data) voor de opeenvolgende cellen. In het onderstaande voorbeeld wordt een toelichting gegeven op de wijze waarop celdoorlooptijden kunnen worden bepaald. In deze situatie zijn de bewerkingsmomenten gespecificeerd tot productiecellen ten behoeve van Voormontage, Montage en Assemblage (zie figuur 18). Na Assemblage wordt de productieorder als gereed gemeld (Expeditie) en is deze klaar voor transport richting de klant. Doorlooptijden van Voormontage, Montage en Assemblage dienen in deze situatie zodanig te worden gepland dat de productieorder op tijd (earliest due date) kan worden afgeleverd aan de klant. De productspecifieke tijdsvensters worden gecreëerd door gebruik te maken van MRP leadtime offsetting. Deze offset-time geeft een schatting van de periode (in dit geval de celdoorlooptijd in dagen) dat de betreffende capaciteitsinzet ten behoeve van de geplande productieorder van het eindproduct nodig is, vóór deze productieorder beschikbaar moet komen voor bewerking op een volgende cel. De offset-time per product (in een bepaalde cel) wordt berekend aan de hand van de productspecifieke bewerkingstijd (B) en de productspecifieke setup-tijd (S), zoals veelal is vastgelegd in MRP. Daarnaast dient gebruikt te worden gemaakt van de gemiddelde wachttijd (W). Deze wachttijd kan worden bepaald door eerst een schatting te doen van de wachttijden die zullen gaan ontstaan op de verschillende locaties (machines) binnen de productspecifieke route. (Deze wachttijd op machineniveau is veelal gebaseerd op de gemiddelde wachttijd van alle producten die daar mogelijk bewerkt kunnen worden). Vervolgens wordt de gemiddelde wachttijd op celniveau berekend door de geschatte wachttijden op machine-niveau bij elkaar op te tellen. Op basis van de berekende celdoorlooptijden (= offset-time voor Voormontage, Montage en Assemblage) worden de tijdstippen berekend (earliest release dates) waarop de productieorder dient te worden vrijgegeven op de verschillende cellen in de route. De release data zijn in dit voorbeeld achtereenvolgens 9-02 (Voormontage), 11-02 (Montage) en 15-02 (Assemblage). Hoofdstuk 5


42

Tot slot dient er rekening gehouden met een veiligheidstijd (VT = LT * 1+α). Hiermee wordt een productiecel in staat gesteld om variabiliteit (als gevolg van machine-uitval, vertraagde materiaallevering) in de verwachte doorlooptijd op te vangen*. HL/MRP

VOORMONTAGE W

S

B

VT

MONTAGE W

S

V

W

4

2

9-02

B

11-02

Earliest order due

ASSEMBLAGE S

B

VT

Expeditie/ Transport

3

15-02

18-02 Tijd

Figuur 18 Bepalen van releasetijden in HL/MRP

HL/MRP gebruikt dus de doorlooptijden van cellen om te bepalen wanneer een cel binnen de gegeven productrouting mag beginnen aan een order. Deze wijze van calculeren is niet anders dan het backscheduling principe van het standaard MRP systeem, met uitzondering dat HL/MRP de productiedoorlooptijden voor complete cellen gebruikt. (N.B. Bij standaard MRP systemen zijn de doorlooptijden altijd gericht op afzonderlijke bewerkingsmomenten: bijvoorbeeld de afzonderlijke werkstations binnen een cel). Met HL/MRP autorisatie wordt uiteindelijk onnodige voorraadvorming in de productieketen voorkomen. In tegenstelling tot pull/Kanban, produceert Polca juist wanneer er vraag is naar een bepaald type (eind)product (= klantvraag) en niet omdat er in de productieketen een pull signaal is opgetreden. Polca voorkomt dus dat bij iedere bewerkingsstap (cel, werkstation) een standaard voorraad moet worden aangehouden voor specifieke productitems, waarmee voldaan kan worden aan de vraag stroomafwaarts. Met name in een multi-product situatie biedt autorisatie door middel van HL/MRP uitkomst (zie ook par. 2.6.1).

5.1.2 Materiaalbevoorrading Polca gaat er dus vanuit dat bedrijven hoofdzakelijk produceren op klantorder. Dit houdt in dat er in principe geen voorraden van tussenproducten (ruw materiaal, componenten) of eindproducten worden aangehouden. Immers, in een QRM georiënteerde omgeving is de productdiversiteit vaak zo groot dat het gewoonweg niet geoorloofd is om materialen op (eind)voorraad te houden. Materialen dienen zoveel mogelijk Just-In-Time te worden geleverd.

5.2

Gebruik van pull-element in de vorm van terugkerende Polca kaarten

Bij het Polca systeem worden productieorders voor bewerking op een bepaalde cel pas vrijgegeven, indien voor die cel HL/MRP autorisatie is gegeven én indien een Polca kaart is teruggekeerd van een afnemende productiecel in de keten. Polca kaarten (voortaan “Polcas”) zijn dus bedoeld voor coördinatie van materialen tussen twee cellen. De functie van de Polcas wordt besproken in deze paragraaf. Polcas zijn vergelijkbaar met traditionele kanban kaarten. Toch zijn er 2 verschillen (Suri, 1998): 1. Een Polca stroomt in een lange loop over 2 opeenvolgende schakels (cellen), terwijl een kanban kaart circuleert tussen 2 opeenvolgende schakels. De voordelen van de lange Polca loop wordt besproken in subparagraaf 5.2.1. Toelichting lange loops De loop bij Polca is lang, omdat een autorisatiekaart pas wordt losgekoppeld indien de daaraan gerelateerde productieorder de tweede schakel (cel) binnen de loop heeft verlaten. De loop bij Kanban is kort, omdat de autoristiekaart al wordt losgekoppeld voordat de productieorder wordt gelanceerd in de tweede schakel. Zie verder subparagraaf 5.2.1. *

De lengte van de veiligheidstijd hangt af van de variabiliteit in de gemiddelde vraag en productiedoorlooptijd van de cel. Zie par. 2.3.3. Hoofdstuk 5


43

2.

Teruggekeerde kanban kaarten afkomstig van een schakel stroomafwaarts specificeren het soort materiaal en de benodigde hoeveelheid materiaal dat opnieuw moet worden aangevuld door een schakel stroomopwaarts. Een kanban kaart is hiermee productspecifiek. Een teruggekeerde Polca specificeert juist de hoeveelheid vrijgekomen capaciteit op een afnemende productiecel stroomafwaarts. Hiermee geeft de Polca autorisatie om een nieuwe hoeveelheid werk (productieorders) te lanceren op de producerende cel stroomopwaarts. Aangezien de Polca anoniem is kan deze aan iedere willekeurige productieorder worden gekoppeld.

Voordeel anonieme Polcas Polcas worden niet gekoppeld aan genummerde productonderdelen of specifieke materiaalunits, maar slechts aan een capaciteitshoeveelheid (in de vorm van productieorders). Hierdoor, en met name in situaties met een hoge variëteit aan te bewerken producten of onderdelen, blijft het aantal roulerende autorisatiekaarten beperkt en kan wildgroei aan voorraden (en onderhanden werk) in de keten zoveel mogelijk worden voorkomen.

5.2.1 Introductie lange Polca loops De wijze waarop Polca gebruik maakt van deze loops vertoont veel gelijkenis met de principes van het Conwip systeem (Zie par. 2.6.3), in die zin dat: • Beide systemen de hoeveelheid onderhanden werk in de keten constant houden door de inzet van een vast aantal anonieme kaarten, die als het ware over de loops stromen; • Terugkerende autorisatiekaarten het signaal geven dat capaciteit in de keten is vrijgekomen en gestart mag worden met bewerking aan een nieuwe productieorder; • Beide systemen tussen opeenvolgende loops gebruik kunnen maken van gedeelde resources. Deze resources kunnen worden toegewezen aan meerdere productroutings. Echter, er zijn ook verschillen: • Het (tandem) Conwip systeem is lijnspecifiek en geschikt voor slechts een beperkt aantal productroutings. Polca probeert dit bewerkingsniveau juist uit te breiden door uit te gaan van productiecellen. Hiermee ontstaat een productiesituatie waarin uiteenlopende producten of productfamilies kunnen worden gerealiseerd (zie par. 4.3.2); • Iedere productiecel wordt bij Polca gezien als een gedeelde resource welke kan worden toegewezen aan uiteenlopende productroutings. Bij Conwip is pas sprake van een gedeelde resource indien een productiecel zich bevindt tussen twee aparte loops in; • Conwip kan de autorisatiekaarten laten stromen als een loop over een specifiek productietraject (dit traject kan bestaan uit één of meerdere cellen), terwijl Polca (theoretisch gezien) de kaarten altijd laat stromen als een loop over 2 gerelateerde cellen. De wijze waarop Polca gebruik maakt van lange loops staat afgebeeld in figuur 19. Dit voorbeeld gaat uit van een productiesituatie met 1 voortraject (voormontagecel A) en 2 mogelijke vervolgtrajecten (montagecellen B en C). De situatie maakt het mogelijk diverse productstromen te creëren, zowel via alternatieve routings binnen cellen als alternatieve routings tussen cellen. Tevens wordt uit de figuur duidelijk op welke wijze Polca loops legt over 2 cellen. De bovenste loop in de figuur heeft betrekking op de celrelatie A-B en de onderste op celrelatie A-C. Omdat Polca loops legt over alle gerelateerde cellen, kan iedere cel worden beschouwd als een gedeelde resource. Hierdoor ontstaat meer systeemflexibiliteit en wordt een situatie gecreëerd waarin de totale werklast beter kan worden beheerst. De wijze waarop Polca de werklast beheerst en hoe systeemflexibiliteit kan worden gecreëerd wordt nader toegelicht

Hoofdstuk 5


44

Productiecel

B2

werkstation

B1

B4 B3

LT[B]

A2 A1 A3

C2

LT[A]

C1

C4 C3

LT[C]

Polca loop

Figuur 19 Polca loops over productiecellen (voormontage-montage)

5.2.2 Lange Polca Loops voor beheersing van de werklast Door de hoeveelheid onderhanden werk te koppelen aan een bepaalde capaciteitsnorm creëert Polca een situatie waarin de totale werklast tussen twee cellen optimaal kan worden beheerst. Om dit te realiseren maakt het systeem gebruik van een vast aantal Polca kaarten. Door deze autorisatiekaarten juist in een lange loop over 2 cellen te laten stromen, functioneren reeds vrijgegeven productieorders binnen de loop (dus tussen twee cellen) als een soort buffer. Toelichting Indien alle A-C Polca kaarten (kaarten 1 t/m 4) zijn gekoppeld aan de productieorders die in bewerking zijn in de cellen A en C (zoals afgebeeld in figuur 20), dan betekent dit dat er binnen het traject A C geen “ruimte” (of capaciteit) aanwezig is voor vrijgave van nieuwe productieorders. In de situatie van figuur 20 wordt dus de capaciteit die aanwezig is in de cellen A en C optimaal benut/beheerst. Uitgaande van het Polca principe kunnen productieorders dus pas worden vrijgegeven in cel A indien een nieuwe Polca kaart, afkomstig van een stroomafwaartse cel, arriveert. Zo verklaart de bij cel A aangeleverde Polca kaart (afkomstig van cel B) dat er in het traject A B wél “ruimte” (of capaciteit) aanwezig is voor vrijgave van nieuw werk. Deze hoeveelheid werk wordt vervolgens bij cel A doorvertaald naar een aantal opnieuw vrij te geven productieorders. Na vrijgave zullen deze orders dus cel A en C aandoen. Cel B

1

Cel A

3

2

Vrij te geven order

4 4

Order in bewerking 3

Cel C

2

1

A-B Polca kaart A-C Polca kaart

Figuur 20 Beheersing van de werklast d.m.v. lange loops

Uiteindelijk wordt door middel van de loops een situatie gecreëerd waarbij de beschikbare capaciteit van een cel (in dit geval cel B en C) optimaal wordt afgestemd op de bestaande productmix (productieorders die nog moeten worden vrijgeven voor productie in cel A). Daarbij wordt de vrijgave-urgentie van een productieorder op de voormontage (cel A) bepaald door de aanwezige en vrijgekomen capaciteit bij de montagecellen (B en C). Om de effectiviteit van de lange loops te garanderen dienen 2 factoren aanwezig te zijn: • Tussen cellen onderling zijn duidelijke from-to-relaties te herkennen; • Iedere cel is gekoppeld aan een gelimiteerd aantal andere cellen, waardoor de interactie tussen deze cellen beter kan worden gemanaged bij probleemsituaties. Hoofdstuk 5


45

5.2.3 Lange Polca loops voor het benutten van systeemflexibiliteit Onzekerheid over de hoeveelheid te produceren werk wordt niet alleen veroorzaakt door onvoorspelbare vraag en diversiteit aan te produceren producten, maar kan ook het gevolg zijn van productiestoringen. Productiestoring vormt een bedreiging voor de tijdige doorstroom van orders en wordt veelal veroorzaakt door plotselinge uitval van productiemedewerkers (ziekte, werkoverleg) of machines (onderhoud, technische problemen). Dankzij de inzet van lange loops voorkomt Polca dat in een stroomopwaartse cel productieorders worden vrijgegeven, die later in het stroomafwaartse traject kunnen stagneren. Tevens kan de producerende cel stroomopwaarts, als gevolg van uitblijvende Polcas van een cel stroomafwaarts, gedwongen worden maatregelen te nemen om de doorstroom van materialen te bevorderen, bijvoorbeeld: • door niet-storingsgevoelige orders tijdelijk voorrang te geven, totdat de storing is verholpen; • door productieorders toe te wijzen aan een alternatieve cel stroomopwaarts waar zich geen storing voordoet (indien er sprake is van latente relaties; par. 4.3.3).

5.3

Polca: productievrijgave op basis van push/pull

Terugkerende Polcas geven een signaal dat verklaart dat er in de stroomafwaartse cel capaciteit is vrijgekomen. De Polcas kunnen niet bepalen welke order in de cel stroomopwaarts de volgende is. Om deze beslissing te nemen dient gebruik te worden gemaakt van de autorisatietijden zoals vastgelegd in HL/MRP. Indien een productieorder niet is geautoriseerd op basis van de HL/MRP release data, dan wordt deze order ook niet vrijgegeven aan de cel, ondanks de aanwezigheid van één of meerdere Polcas. Polca geeft dus alleen producten vrij indien er een interne vraag (vrijgekomen productiecapaciteit) en een externe vraag (klantvraag, zoals vastgelegd in MRP) optreedt . Het Polca systeem voorkomt dus dat orders te vroeg worden gelanceerd en dat orders met een hoge prioriteit worden opgehouden. De werkwijze voor het vrijgeven van productieorders kan worden verklaard aan de hand van het volgende voorbeeld. Hierbij wordt uitgegaan van productuitwisseling tussen voormontagecel A en montagecel B (figuur 21) Dagelijks aantal beschikbaar gekomen Polcas bij cel B.

Totale Polcas in omloop (in loop A-B)

Reeks 1 Reeks 2 Reeks 3

(2 = 2 * 10 min. = 20 min)

HL/MRP Productieplan voor Cel A op 9/02/05 bew. setup werkvolgende tijd tijd inhoud vrij te cel (min) (min) (min) geven?

order nr.

release datum

CL002 CL003

9-feb 9-feb

B B

30 40

10 -

40 40

Ja Ja

ST253 CL015

9-feb 9-feb

B B

20 25

20 15

40 40

Ja Nee

HY563 ST237

10-feb 10-feb

B B

10 20

10 10

20 30

Nee Nee

Figuur 21a

36 34 32 30 28 26 24 .. .. 4 2

2 +2 Capaciteit (machine werkuren) per dag in cel B

+6

+4 Bezettingsgraad in cel B = 75%

+2

8-feb

9-feb

10-feb

Figuur 21b

Figuur 21 Voorbeeld productieplan (a) en vrijgekomen Polcas bij montagecel B (b) Kwantiteit van een Polca kaart: 10 min. (werkinhoud) Capaciteit van montagecel B: 360 min./dag

Capaciteitsbezetting op montagecel B Vrijgekomen capaciteit

Het productieplan zoals deze op 9-02 beschikbaar is gekomen (figuur 21a), beschrijft de productieorders die nog moeten worden bewerkt in de voormontagecel. De vermelde orders dienen enkel te worden vrijgegeven voor productie in deze cel indien de release datum, zoals bepaalt op HL/MRP niveau, is verstreken én indien capaciteit (in de vorm van werkuren/periode) op montagecel B vrij is gekomen en toereikend is voor de specifieke orders die zich bevinden bij cel A (inbound inventory). (N.B. De in figuur 21a vermelde productieorders zijn gesorteerd op basis van oplopende release data.) Hoofdstuk 5


46

Deze benodigde capaciteit voor de productieorders is in het productieplan gespecificeerd in de kolom “werkinhoud” (= noodzakelijke bewerkingstijd + setup-tijd). Het dagelijkse beschikbare capaciteitsbeslag voor cel B samen staat weergegeven in figuur 21b. In deze grafiek wordt uitgegaan van een strikte bovengrens. Dit betekent dat het maximale capaciteitsbeslag binnen iedere periode gelijk is. Het dagelijkse totale capaciteitsbeslag is in dit geval 6 werkuren (bezettingsgraad * 8 uur). Bij het vrijkomen van capaciteit op de montagecel dient de voormontage cel hiervan op de hoogte te worden gesteld. Dit gebeurt door middel van één of meerdere terugstromende Polcas die zich bevinden in loop A-B. Elke gearriveerde Polca bij de voormontagecel geeft een indicatie van de hoeveelheid vrijgekomen capaciteit in cel B. Toelichting figuur 21a en 21b Het aantal terugkerende Polcas op 9-02, zoals gegeven in figuur 21b, verklaart het vrijgeven van de productieorders CL002, CL003 en ST253. Zo komt de benodigde werkinhoud van CL002 overeen met de capaciteitsindicatie van de eerste 4 teruggekeerde Polcas (2 resterende van 8-02 + 2 uit de eerste reeks van 9-02). De tweede reeks terugkerende Polcas (6x) is voldoende om order CL003 vrij te geven. Hiervoor zijn namelijk 4 Polcas benodigd. De 2 Polcas die uit deze tweede reeks over blijven zijn niet voldoende om order ST253 vrij te geven. De 2 overgebleven Polcas sluiten dus aan bij de derde reeks terugkerende Polcas. Dit totaal van 6 stuks is wél voldoende om ST253 vrij te geven. Ten slotte, CL015 kan worden vrijgegeven op basis van de overeenkomende release data, maar het aantal Polcas wat nog resteert (2 stuks) is niet voldoende om de order in één keer te voltooien. Productie is dus afhankelijk van nog 2 extra Polcas. Deze verschijnen pas in de vierde reeks op 10 februari.

5.3.1 Bepalen van de hoeveelheid werk op een Polca kaart De vermelde capaciteit op een Polca komt in het voorbeeld van figuur 21 overeen met een gemiddelde werkinhoud van 10 minuten. Indien de capaciteitsindicatie van één of meerdere Polcas overeenkomt met de benodigde capaciteit van een of meerder productieorders, dan dient/dienen deze order(s) te worden vrijgegeven. Hiermee fungeert een Polca (naast autorisatie via HL/MRP) als een nieuwe productieopdracht. Het is dus verboden om te produceren zonder een Polca, omdat dit zou betekenen dat men werkt aan materialen/producten die verderop in de keten kunnen stagneren (als gevolg van storingen stroomafwaarts, overbezette werkstations,…). Voor het bepalen van de geschikte capaciteits-kwantiteit op een Polca kaart zijn geen technieken voorhanden. De hoeveelheid dient daarom gevoelsmatig te worden vastgesteld. Daarbij leidt een te grote kwantiteit tot een situatie waarin te weinig kaarten in omloop zijn en waarbij de signalering voor vrijgave van nieuw materiaal onregelmatig verloopt. Aan de andere kant leidt een te kleine kwantiteit weer tot een buitensporige grote hoeveelheid kaarten die in omloop zijn. Het in roulatie houden van al deze kaarten is tijdrovend en vergt veel discipline van de operators die ermee moeten werken. Deze twee tradeoffs moeten in beschouwing worden genomen als het kwantum wordt bepaald. De gemiddelde werkinhoud is geen standaard capaciteitseenheid voor vrijgave van nieuwe orders. Andere eenheden, zoals een bepaalde materiaalhoeveelheid (één order of een aantal orders) of aantal onderdelen ten behoeve van een eindproduct, zouden ook kunnen worden gebruikt als capaciteitsindicatie op Polca kaarten.

5.3.2 Bepalen van het aantal Polca kaarten Net zoals bij het Conwip systeem kan het aantal Polcas binnen iedere loop bepaald worden door gebruik te maken van de wet van Little (zie par. 2.6.2).

=

( LT A + LT B )(1 + α )( D A − B ) Q

Waarin: LTA-B -

gemiddelde doorlooptijd van een Polca kaart (in dagen) in cel A+B gedurende de geplande tijdsperiode Q;

Hoofdstuk 5


47

D

-

Q

-

1+α

-

het aantal orders dat wordt verplaatst van cel A naar cel B gedurende de geplande tijdsperiode Q; aantal werkdagen in de geplande tijdsperiode (deze tijdsperiode kan een week, maand kwartaal of een jaar zijn); policy variabele (variabiliteit in de vraag en doorlooptijd).

N.B. Indien wordt uitgegaan van een gemiddelde doorlooptijd in dagen dan geeft, na berekening van de formule, één Polca kaart één vrij te geven order weer. Samenstelling van de doorlooptijd** LTA-B wordt berekend door sommatie van de productietijd en interne verplaatsingstijd. De interne verplaatsingstijd (C) is de gemiddelde tijd die nodig is om orders te verplaatsen van cel A naar cel B. De productietijd (P) is de totale tijd om een order te voltooien op cellen A en B en bestaat uit: S gemiddelde omsteltijd in cel A + B; B gemiddelde bewerkingstijd in cel A + B; W gemiddelde wachttijd in cel A +B, welke bestaat uit: Wk - de wachttijd de wachttijd van de Polcas in de mailbox van cel A, totdat ze worden gekoppeld aan een vrijgegeven order voor cel A; Wb - de wachttijd van een order voorafgaand aan bewerking in cel A + B; Bovenstaande resulteert in een formule voor het bepalen van de doorlooptijd van een Polca kaart:

LT = P + C = [S + B + (Wk + Wb)] + C Bij gebruik van de formule wordt er van uitgegaan dat gegevens over de toekomstige vraag (D) voorhanden zijn. Indien dat niet het geval is dan kan worden overwogen om historische vraagcijfers te gebruiken voor de berekening van het aantal Polca kaarten.

5.4

Beschrijving en visualisatie van het Polca systeem

In de paragrafen 5.2 en 5.3 is ingegaan op de wijze waarop Polca gebruik maakt van push en pull elementen. Push wordt feitelijk gebruikt voor materiaalplanning en vrijgave over de cellen en pull dient om de doorstroom van producten te versnellen, zonder dat daarbij opstoppingen in het productieproces ontstaan. Ter verduidelijking wordt in deze paragraaf inzicht gegeven in de wijze waarop Polca pushen pull elementen combineert voor het vrijgeven van productieorders over cellen. Voorafgaand aan deze beschrijving dient eerst inzicht te worden verkregen in de voorwaarden waaraan productiebedrijven moeten voldoen om (effectieve) invoering van Polca mogelijk te maken.

5.4.1 Basisvoorwaarden Polca Productiesituaties die worden getypeerd als kleinseriefabricage, projectgewijze fabricage of job-shop zijn het meest geschikt voor toepassing van de QRM strategie. Dergelijke ETO/ATO organisaties sluiten immers het beste aan op de omgeving volgens “de nieuwe markt”. Voor aansturing van materialen middels Polca dienen deze typische QRM organisaties te voldoen aan drie basisvoorwaarden47: 1. Aanwezigheid van een cellulair productiesysteem. Dit systeem maakt het mogelijk klantgerichte orders te creëren middels een combinatie van de voor die order geschikte reeks productiecellen. Definitie Productiecel: **

Dit is een uitbreiding op de formule zoals gegeven in de theorie van Suri (“Quick Response Manufacturing”, p. 256 ). De theorie van Suri verklaart namelijk niet de samenstelling van de gemiddelde interne doorlooptijd (LTAB). Naast de parameters C en P is in de bovenstaande formule ook een policy variabele (1+α) toegevoegd. Bij het bepalen van het aantal autorisatiekaarten is het namelijk gebruikelijk rekening te houden met veiligheidsvoorraad (zie par. 2.3.8). Dit geldt vooral voor een productieomgeving als QRM, waarin de vraag naar producten en interne doorlooptijd van producten erg onbetrouwbaar is. De uitbreiding van de formule, door toevoeging van de variabelen P en C, is gebaseerd op de theoretische beschrijving van bijlage C. 47 Deze theoretische basisvoorwaarden zijn afkomstig uit: Suri, R., Quick Response Manufacturing: A ompanywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998. Hoofdstuk 5


48

In de theorie van Suri wordt een productiecel gedefinieerd als: “een subsysteem waarin mensen en middelen zijn gegroepeerd om een productfamilie of een familie onderdelen te bewerken, zonder daarvoor afhankelijk te zijn van bewerkingen uit andere productiecellen”(Suri, 1998, p.90-91). 2.

Voorhanden zijn van een adequaat HL/MRP systeem (zie par. 5.1)

3. Betrouwbaar capaciteitsplan/Rough Cut Capacity Check (RCCC) Zoals beschreven in het vorige hoofdstuk is het inplannen van strategische overcapaciteit een belangrijke voorwaarde voor het realiseren van kortere doorlooptijden. Daarom is het noodzakelijk om vast te kunnen stellen in hoeverre op de betrokken resources (machines en mensen) extra capaciteit benodigd is om een effectieve invoering van Polca mogelijk te maken. Naast de basisvoorwaarden zijn er ook een viertal randvoorwaarden te benoemen die implementatie van Polca aantrekkelijk maken: 1. Betrouwbare productspecifieke celdoorlooptijden Polca probeert de geplande doorlooptijd zoveel mogelijk terug te dringen door de productieorganisatie te herstructureren in productiecellen (vereiste 1) en vervolgens gebruik te maken van HL/MRP voor de planning en coördinatie van materialen tussen deze cellen (vereiste 2). HL/MRP draagt er zorg voor dat materialen beschikbaar zijn op een cel precies op het moment dat ze daar benodigd zijn. HL/MRP wordt uitsluitend gebruikt om de totale doorlooptijd voor iedere productiecel te bepalen. Om dit te realiseren dienen productdoorlooptijden die worden nageleefd op de verschillende resources wel betrouwbaar te zijn. 2. Voorhanden zijn van productielijsten Noodzakelijk is dat bij iedere productiecel een lijst met productieorders aanwezig is. De belangrijkste gegevens die op deze lijst moeten staan zijn de release data, de volgende cel in de routing en de werkinhoud voor de gegeven productieorders (zie figuur 21a als voorbeeld). 3. Zelfsturende teams en multi-inzetbaarheid van medewerkers Binnen dit onderzoek worden zelfsturende teams gedefinieerd als: “Groep medewerkers die zijn verantwoordelijk voor de coördinatie van materialen binnen een cel. Zij zijn vrij in het bepalen van de (optimale) route waarin materialen worden bewerkt binnen een cel en welke machines daarvoor worden gebruikt, mits uiteindelijk wordt voldaan aan de geplande doorlooptijd zoals deze is vastgelegd op HL/MRP niveau” Binnen dit onderzoek wordt de multi-inzetbaarheid van medewerkers gedefinieerd als: “Het vermogen van de directe medewerkers om bewerkingen uit te voeren op meerdere productiecellen” Toelichting multi-inzetbaarheid bij Polca: Capaciteitsproblemen kunnen voor een groot deel worden opgelost door flexibel inzetbare medewerkers tussen de verschillende productiecellen te verplaatsen. Hierdoor kan de capaciteit van de ene cel worden vergroot ten koste van de vrije (mens)capaciteit op een of meer andere cellen. Operators dienen uiteindelijk te worden ingezet op plaatsen waar ze het hardst nodig zijn. 4. Creëren van routingflexibiliteit Individuele klantgerichte orders dienen te worden geproduceerd middels een combinatie van de voor die order geschikte reeks productiecellen (zie basisvoorwaarde 1). Hierbij dienen duidelijke sequentiële relaties (from-to) tussen opeenvolgende productiecellen aanwezig te zijn (zie par. 4.3.3). De aanwezigheid van latente relaties maakt het zelfs mogelijk een productiesituatie te creëren waarin kan worden afgeweken van bestaande productroutings en de interactie tussen cellen beter kan worden gemanaged. Het creëren van routingflexibiliteit maakt implementatie van Polca extra aantrekkelijk. Voorbeeld van een routingflexibiliteit Hoofdstuk 5


49

In figuur 22 staat een voorbeeld van een dergelijke productie lay-out weergegeven. Binnen deze layout zijn de eerste drie productiestadia uit figuur 18 te herkennen: Voormontage (V), Montage (M) en Assemblage (A)). In figuur 22 is na Assemblage nog Verpakken (P) toegevoegd. Na Verpakken gaan de gerede producten naar Expeditie en worden ze gereedgemaakt voor transport richting de klant. In totaal zijn er 9 productiecellen te onderscheiden. Voor het inpassen van productieflexibiliteit is iedere cel in staat om uiteenlopende producttypen of halffabrikaten te vervaardigen, dankzij gegroepeerde machines en de aanwezige keuzemogelijkheden en vrijheden in bewerkingsvolgorde.

Voormontage

Product 1

Montage

Assemblage

Verpakken (Packing)

A1

V1 M1 V2

A2

P1

Expeditie/ transport

M2

Product 2

V3 A3

Figuur 22 Geschikte productie lay-out voor Polca

Voor alle eindproducten zijn binnen deze lay-out de mogelijke productroutings vastgesteld. Deze zouden ideaal kunnen zijn en dus vast liggen. Mogelijkerwijs kan er tijdens de productie nog een alternatieve route worden gekozen. In figuur 22 zijn voor een tweetal producten de ideale productroutings vastgesteld. Product 1 volgt de opeenvolgende cellen V1-M1-A1-P1, product 2 volgt de route V3-M2-A1-P1. Gegeven alle productroutings, identificeert Polca de aanwezige loops en het aantal Polca kaarten die binnen iedere loop circuleren. Lettend op de routing van product 2, dan zijn er drie Polca loops te onderscheidden: V3/M2 – M2/A1 en A1/P1.

5.4.2 De werking van de Polca kaarten Zoals beschreven in paragraaf 5.2.1 is een Polca kaart altijd verbonden met een loop over 2 cellen en geeft het een indicatie van de beschikbare capaciteit tussen de productiecellen. Om de loop V3/M2 te kunnen maken moet de kaart V3/M2 beschikbaar zijn. Deze kaart blijft gekoppeld aan een productieorder gedurende bewerking door beide cellen V3 en M2. Bijvoorbeeld: de V3/M2 kaart blijft bevestigd aan een order, wanneer deze order wordt gelanceerd in cel V3, wordt bewerkt in cel V3, vervolgens wordt gelanceerd in cel M2, wordt bewerkt in cel M2 en ten slotte wordt afgerond in cel M2. Op het moment dat de order doorstroomt richting Assemblage (cel A1) keert de V3/M2 kaart terug naar cel V3 om te indiceren dat er capaciteit beschikbaar is in de loop V3/M2. Vervolgens, aan het begin van cel M2, vergezelt de kaart M2/A1 de productieorder gedurende bewerking in de cellen M2 en A1. Op het moment dat de order doorstroomt richting Verpakken (cel P1) keert de M2/A1 kaart terug naar cel M2 om te indiceren dat er capaciteit beschikbaar is in de loop M2/A1.Ten slotte, aan het begin van cel A1, vergezelt de kaart A1/P1 de productieorder gedurende bewerking in de cellen A1 en P1. Op het moment dat de order wordt afgeleverd aan Expeditie keert de A1/P1 kaart terug naar cel A1 om te indiceren dat er capaciteit beschikbaar is in de loop A1/P1. De Polca kaarten zijn anoniem; dit betekent dat een vrijgekomen A1/P1 kaart kan worden gekoppeld aan zowel productieorder 1 als productieorder 2.

Hoe zien de Polca kaarten eruit? Hoofdstuk 5


50

Bij het ontwerp van de Polca kaarten dient rekening te worden met een uniforme basis lay-out. Zo dient iedere Polca kaart minimaal de volgende informatie te communiceren (figuur 23): • De namen van de producerende cel en de afnemende cel in een loop; • De afkortingen van de twee cellen (= de naam van de loop waarvoor de kaart wordt gebruikt); • De twee kleurkenmerken van de opeenvolgende cellen. (Zo wordt elke kleur met een cel geassocieerd. Zonder het routingplan te raadplegen weten de operators en de material handlers welke cel in de routing de volgende is.) • Een kaartgebonden serienummer (aan de hand van dit nummer kunnen material handlers de kaarten traceren die in omloop zijn). Bedrijfsnaam/Productieafdeling

A1/P1 Producent: Assemblagecel 1 Afnemer: Verpakken Serienummer kaart: A1/P1-007

Figuur 23 Voorbeeld van een Polca kaart in loop A1/P1

5.4.3 Visualisatie van het Polca systeem De wijze waarop productieorders worden vrijgegeven in cellen V3, M2 en A1 én de wijze waarop Polcas stromen tussen deze cellen wordt hieronder stapsgewijs toegelicht: Noodzakelijk is dat er bij iedere productiecel een lijst met productieorders aanwezig is met daarop de release data van de uit te voeren productieorders (= productieplan; zie figuur 21a). Daarnaast dient het HL/MRP systeem een routingplan vrij te geven voor iedere order die in het productiesysteem terecht komt. Het routingplan begeleidt de order en verschaft informatie, zoals de volgorde, de routing (in dit geval cellen: V3-M2-A1-P1), de te verrichten werkzaamheden, te gebruiken materialen en componenten op verschillende momenten in het proces en overige relevante informatie. Een productieorder wordt gelanceerd in cel V3 (figuur 24) indien benodigd materiaal bij de inbound inventory aanwezig is én indien er één of meerder Polca(s)* (V3/M2) beschikbaar is/zijn gekomen (aan het begin van cel V3). Deze kaarten verzekeren de V3-cel dat er op de volgende stroomafwaartse cel (M2) capaciteit vrij is gekomen. De order kan enkel worden gelanceerd in cel V3 indien wordt voldaan aan de expliciete release datum. Beschikbare V3/M2 kaarten

productiecel V3

Polca kaart

V3/M2

productieorder Materiaal inbound inventory V3

M2

vrijgegeven order in productie stroomrichting Polcas

Figuur 24 Ordervrijgave voor voormontagecel V3

De Polca kaart blijft aanwezig in een productiecel, maar de materiaalstromen tussen de werkstations binnen de cel worden niet beheerst door middel van de Polca kaart. Iedere cel is bij voorkeur verantwoordelijk voor de wijze waarop materiaalstromen intern worden aangestuurd

*

en waarbij de capaciteitsindicatie op de polca(s) overeenkomt met de benodigde werkinhoud van de vrij te geven productieorder. Hoofdstuk 5


51

en welke procedures hiervoor worden gehanteerd. Belangrijk is wel dat de orders op tijd (overeenkomstig de release datum) worden afgegeven aan Montage (M2). Indien cel V3 klaar is met bewerking, gaat de order + V3/M2 kaart naar de inbound inventory van cel M2. In de regel gebeurt dit door het team van cel V3. Voordat het team in cel M2 begint aan de desbetreffende order (met als vervolgbewerking cel A1, zoals aangegeven op het routingplan), dienen eerst één of meerdere Polca kaarten (M2/A1) beschikbaar te komen (figuur 25). Indien een M2/A1 Polca kaart aanwezig is in de inbound inventory van cel M2 (en indien wordt voldaan aan de expliciete release datum) dan kan worden begonnen met bewerking aan de order in cel M2 (1). V3/ M2 Loop V3

M2/ A1 Loop

1

Materiaal inbound inventory V3

V3/M2 M2/ A1

M2

2

A1

Figuur 25 Ordervrijgave voor montagecel M2

Gedurende bewerking in cel M2 zijn er twee Polca kaarten gekoppeld aan de productieorder: één V3/M2 kaart en één M2/A1 kaart (2).

Indien de order in cel M2 is afgerond (en dus de eerste loop verlaat) dan gebeuren er 2 dingen (Zie figuur 26): 1. De V3/M2 kaart wordt verwijderd en teruggebracht naar het begin van de eerste cel stroomopwaarts (V3). In dit geval wordt de kaart teruggebracht door het team van cel M2 (hun verantwoordelijkheid is hiermee beëindigd); 2. De order wordt geleverd aan de volgende cel in de route stroomafwaarts (A1) met de M2/A1 kaart nog bevestigd;

Het hele proces zoals hierboven beschreven herhaalt zich op cel A1 en cel P1. Om te kunnen beginnen op cel A1 dient er eerst een A1/ P1 kaart beschikbaar te zijn, et cetera. V3/ M2 Loop V3 V3/M2 M2/ A1 Loop M2 M2/ A1 A1

Figuur 26 Ordervrijgave op assemblagecel A1

Hoofdstuk 5


52

Overlapping loops In het voorbeeld draagt een order in cel M2 twee Polca kaarten met zich mee, één van loop V3/M2 en één van loop M2/A1. Dit verklaart het principe van “overlapping loops”. Alle cellen, behalve de eerste en de laatste in de routing, hebben twee kaarten bevestigd aan de orders die in bewerking zijn. De groepering van cellen in loops en het overlappende karakter van Polca heeft 2 voordelen: 1. De “Polca loop” laat het toe dat iedere cel zelf bepaalt hoe de capaciteit wordt verdeeld over de werkstations; 2. Het is een vereiste dat een cel eerst de order afrondt alvorens de Polca kaart wordt geretourneerd naar de producerende cel stroomopwaarts. Hiermee wordt voorkomen dat bepaalde orders met problemen of stagnatie opzij worden gezet om de doorstroom van andere orders te versnellen. De Polca kaart kan dus worden gezien als een stimulans voor de afronding van reeds vrijgegeven orders en kan uiteindelijk leiden tot reductie in de gemiddelde doorlooptijd.

5.5

Overige ontwerptechnieken

De overige technieken die bij implementatie van Polca kunnen worden toegepast worden in deze slotparagraaf besproken.

5.5.1 Inzet van veiligheidskaarten Veiligheidskaarten kunnen worden ingezet op plaatsen waar men in grote mate afhankelijk is van onderdelen van externe leveranciers. Indien werkzaamheden voor een bepaalde order moeten worden stilgelegd, als gevolg van een plotseling tekort aan deze onderdelen, dan kan deze order tijdelijk opzij worden gezet dankzij een tijdelijk toegevoegde veiligheidskaart. De Polca kaart die aan deze order bevestigd zit wordt losgekoppeld en vervolgens teruggebracht naar het begin van de eerste cel. Aangezien de losgekoppelde Polca kaart direct weer in omloop wordt gebracht kunnen andere wachtende order sneller worden vrijgegeven. Het tijdelijk opzij zetten van incomplete orders bevordert dus de materiaaldoorstroom. Alleen wanneer de vereiste onderdelen arriveren, wordt de veiligheidskaart weer ingeruild voor de oorspronkelijke Polca kaart. Het aantal veiligheidskaarten in omloop bedraagt een klein percentage van het totaal aantal Polca kaarten (rond 10%). De veiligheidskaart is visueel afwijkend van de normale kaarten (figuur 23), maar omvat dezelfde informatie. Regels bij hanteren van veiligheidskaarten 1. Veiligheidskaarten worden alleen gebruikt om Polca kaarten opnieuw in roulatie te brengen. 2. Omdat het aantal veiligheidskaarten is gelimiteerd, functioneren ze als tijdelijke oplossing. Ze zijn dus niet geschikt voor het camoufleren van alledaagse probleemsituaties. 3. Na afronding van de order in de tweede cel wordt de veiligheidskaart niet teruggebracht naar het begin van de eerste cel, maar blijft in de desbetreffende cel aanwezig. 4. Gebruik van de veiligheidskaarten biedt goede mogelijkheden voor continue verbetering. Het verzamelen van gegevens over het ontbrekende onderdeel (type onderdeel, leverwijze, levertijdstip, vertragingsduur…) leidt tot concrete inzichten in de oorzaken van de tekorten.

5.5.2 Overige regels met betrekking tot vrijgave van orders Voor het omgaan met typische situaties waarbij diverse orders staan te wachten voor productie op een bepaalde cel dienen de volgende regels te worden toegepast: • Indien HL/MRP autorisatie heeft gegeven voor een bepaalde order bij een cel dan is deze order geautoriseerd voor die cel. In andere gevallen is de order vroegtijdig. (Orders die arriveren in een inbound inventory voor een cel kunnen visueel worden geordend aan de hand van autorisatie tijden, met de vroegste autorisatietijd als eerste.) • Polca kaarten die terugkomen van een cel stroomafwaarts worden geplaatst in de buurt van de inbound inventory en worden vaak in alfabetische volgorde gerangschikt zodat ze makkelijker herkenbaar zijn.

Hoofdstuk 5


53

•

•

•

Indien een celteam klaar is om te beginnen aan een nieuwe order dan kiest men de eerstvolgende geautoriseerde order (met kortste earliest due date). Vervolgens kijkt men of er voldoende Polca kaarten beschikbaar zijn gekomen die overeenkomen met de “destination cell” van de desbetreffende order. Indien Polcas uitblijven voor deze order, kiest het team de eerstvolgende geautoriseerde order en kijkt of daarvoor wel kaarten beschikbaar zijn gekomen. (De order waarvoor nog geen kaarten beschikbaar is gekomen blijft wel in zijn positie staan.) Indien meerdere orders tegelijkertijd kunnen worden vrijgegeven, bijvoorbeeld omdat ze dezelfde order release date hebben, dan kan worden overwogen andere prioriteitsregels toe te passen (bijvoorbeeld: Shortest Setup Time, Shortest Processing Time, Least Slack,…) Zolang er geen order kan worden vrijgegeven voor productie moet het celteam wachten totdat: 1. er een nieuwe order arriveert van een cel stroomopwaarts; 2. er nieuwe Polca kaarten arriveren (van de destination cell stroomafwaarts); 3. een vroegtijdige order verandert in een geautoriseerde order.

5.5.3 Coördinatie van convergerende trajecten Convergerende trajecten doen zich voor in geval van assemblage. Hierbij zijn meerdere halfproducten en onderdelen nodig voor één bepaalde assemblage.

M1

A1

P1

M2

MRP-informatie Figuur 27 Dubbele Polca loops voor coördinatie van twee convergerende trajecten

Zo zijn in figuur 27, voorafgaand aan assemblage op cel A1, twee type halffabrikaten nodig die afkomstig zijn van de montagecellen M1 en M2. Deze halffabrikaten dienen samen aanwezig te zijn op A1 voordat hier kan worden begonnen met assemblage. Voor het coördineren van de twee convergerende trajecten en het bepalen van het juiste afgiftemoment maakt Polca gebruik van een dubbele Polca loop. Toelichting Na bewerking in cel A1 worden beide Polca kaarten (M1/A1 en M2/A1) losgekoppeld van de desbetreffende productieorder en vervolgens teruggebracht naar het begin van de corresponderende cellen stroomopwaarts (M1 en M2). De dubbele loop zorgt voor vrijgave en coördinatie van de halffabrikaten, afkomstig van cellen M1 en M2. Deze halffabrikaten zijn vervolgens samen benodigd in cel A1 en vormen daar dus een nieuwe productieorder. In deze situatie blijven alle Polca kaarten uit de cellen M1 en M2 aanwezig in assemblage cel A1, totdat deze cel zijn bewerkingen heeft voltooid. Tijdens productie bevinden zich dus drie Polcas in cel M1: 1. M1/A1 2. M2/A1 3. A1/P1 Voor de coördinatie van halffabrikaten uit beide trajecten en het bepalen van de exacte vrijgavemomenten (release data) kan gebruik worden gemaakt van de informatie zoals vastgelegd in MRP.

Hoofdstuk 5


54

5.6


Het recent ontwikkelde Polca systeem, zoals beschreven in dit hoofdstuk, beoogt een effectief logistiek concept te zijn voor de aansturing en beheersing van complexe materiaalstromen in een cellulaire productieomgeving. Om hiertoe te komen maakt Polca gebruik van een aantal technieken die verwantschap hebben met het traditionele MRP- en pull systeem. Zo dient MRP bij te dragen aan de planning van materiaalstromen tussen opeenvolgende cellen, opdat gerede producten tijdig aan de klant kunnen worden geleverd. De pull techniek, in de vorm van terugkerende autorisatiekaarten, zorgt daarnaast voor de communicatie, sturing en beheersing van deze materiaalstromen tussen cellen. Gezien het geringe aantal implementaties bij bestaande productiebedrijven is het inzicht in het functioneren van het Polca systeem en de prestaties van de push en pull elementen nog onvoldoende. Polca is een systeem dat wel volop in ontwikkeling is, maar het centrale idee erachter is nog niet succesvol. Zo is tijdens het bezoek aan de Polca Implementation Workshop in Madison-Wisconsin zelfs gebleken dat het Polca concept met de overlappende loops tussen meervoudige toeleverende productiecellen en een afnemend productie-traject (zoals afgebeeld in figuur 27) nergens met succes is geïmplementeerd. Op basis van deze achtergrondinformatie wordt aangenomen dat implementatie van het Polca systeem complexer is dan wordt vermoed. Meer theoretisch inzicht en praktijkkennis is dan ook nodig om uit te zoeken in hoeverre dit systeem nog wél toepasbaar is. Om dit te realiseren en om uiteindelijk aan de doelstelling van dit onderzoek te kunnen voldoen, is het nodig een aantal case studies uit te voeren bij bestaande productiebedrijven. De uitvoering en analyse van deze case studies staat centraal in de hoofdstukken 6 en 7. Hierbij wordt uitgegaan van de volgende hypothese: “Ook al voldoen Nederlandse productiebedrijven aan de generieke theoretische basisvoorwaarden, er toch specifieke omstandigheden/kenmerken zullen zijn die toepassingen van Polca minder geschikt maken” Via deze case studies dient te worden onderzocht in hoeverre het theoretisch Polca concept implementeerbaar is en welke beperkingen implementatie in de weg staan.

Hoofdstuk 5


55

Hoofdstuk 6

Presentatie van de case studies |

56

Hoofdstuk 6

Presentatie van de case studies

Voor de uitvoering van de case studies dienen productiebedrijven op adequate wijze te worden geselecteerd. Welke criteria hiervoor worden gebruikt, hoe de case studies worden aangepakt en welke data-verzamelingsmethoden worden gehanteerd staat beschreven in dit hoofdstuk. Na verantwoording van deze onderzoeksaanpak worden de resultaten van drie case studies gepresenteerd.

6.1

Operationalisatie en onderzoeksdomein

Bij de selectie van productiebedrijven is expliciet uitgegaan van een model met relevante criteria ten aanzien van het organisatiebrede QRM strategie en het Polca systeem, als onderdeel van QRM. Dit model kan worden beschouwd als het onderzoeksdomein voor de uit te voeren case studies. De gedachtegang is dat naarmate de onderzochte case studie bedrijven meer lijken op dit onderzoeksdomein, de generalisatie meer valide is48. Een belangrijk uitgangspunt is dat bedrijven het meest geschikt zijn voor uitvoering van een case studie, indien zij voldoen aan alle harde voorwaarden (●) binnen dit domein. Indien de geselecteerde bedrijven ook nog voldoen aan de zachte voorwaarden (-) dan maakt dit de uitvoering van de case studie (en daarnaast implementatie van Polca) extra aantrekkelijk. Een zachte voorwaarde is dus niet direct een selectiecriterium. De harde- en zachte criteria zijn in figuur 28 onderverdeeld in 4 categorieën en worden toegelicht in subparagrafen 6.1.1 t/m 6.1.4. 2: Structuur productieproces

Productieomgeving • ETO, MTO of ATO • Job Shop of Kleinseriefabricage

Productiecellen • Vast onderdeel van het productieproces Productie lay-out • Sequentiele relaties

Veranderlijke vraag • VC > 20%

QRM omgeving

- Simultane relaties (-) - Latente relaties (+)

Cellulaire productie

3: Materiaalmanagement

MRP planning • Betrouwbare celdoorlooptijden - Inzicht in productdoorlooptijden - Genereren adequate productielijsten - Materiaalbevoorrading

Doorlooptijdreductie

Figuur 28 Onderzoeksdomein van de case studies

4: Capaciteitsmanagement

Polca case studie

1: Organisatie kenmerken

Capaciteitsplanning • Betrouwbaar capaciteitsplan (RCCC)

- Capaciteitsmaatregelen

Capaciteitsflexibiliteit ● = harde voorwaarde - = zachte voorwaarde

6.1.1 Organisatiekenmerken

Uit subparagraaf 4.3.1 is al gebleken dat QRM organisaties te typeren zijn als engineer-to-order (ETO) of make-to-order (MTO). Ook organisaties die assembleren op order (ATO) worden binnen dit onderzoek beschouwd als typische QRM organisaties. ATO organisaties vertonen namelijk veel overeenkomst met MTO organisaties. Bij ATO productie ontbreekt alleen de ontwerpfase en liggen materialen (uitgangsmateriaal, componenten en halffabrikaten) zoveel mogelijk op voorraad. ETO, MTO en ATO productieorganisaties, ook wel job shops of kleinseriefabricage, zijn veelal flexibel georganiseerd en daarmee in staat om onzekerheden op te vangen. Deze onzekerheid wordt veelal veroorzaakt door de onregelmatige vraag naar eindproducten. Om tijdens de selectie te bepalen of de aanname van deze onregelmatige vraag juist is wordt de variatiecoëfficiënt (VC) gehanteerd (harde voorwaarde). Indien uit historische vraagcijfers (afkomstig uit bijvoorbeeld MRP systemen) is gebleken dat de standaard afwijking in de vraag naar eindproducten groter is dan 20% van het 48

Swanborn, P.G., Case-study’s: Wat, wanneer en hoe?, Boom, 1996, p. 68-69. Hoofdstuk 6


57

gemiddelde, dan is de aanname dat de organisatie te maken heeft met “veranderlijke vraag” gerechtvaardigd. De afwijking in de vraag naar eindproducten kan worden gekwantificeerd aan de hand van de schommelingen in omzet/of aantal orderregels per week.

6.1.2 Structuur productieproces Productieflexibiliteit kan bij QRM alleen worden gerealiseerd indien het productieproces is samengesteld uit productiecellen. De definitie van een productiecel is gegeven in subparagraaf 5.4.1. Deze definitie (Suri, 1998) veronderstelt dat een productiecel ook verantwoordelijk kan zijn voor de productie van een familie producten. Voor de uitvoering van de case studies wordt dit niet als voorwaarde gezien. De beschrijving van het Polca systeem, zoals opgenomen in paragraaf 5.4 (en grotendeels afkomstig uit de theorie van Suri), gaat immers ook niet uit van productiecellen die afzonderlijk verantwoordelijk zijn voor vervaardiging van een afzonderlijke productfamilie. Daarnaast worden de producten na bewerking in dergelijke cellen vaak direct afgeleverd aan de klant en blijven materiaalstromen tussen cellen uit. Of de productiecellen zoals Suri deze heeft gedefinieerd een beperking leggen op de toepasbaarheid van het Polca systeem, dient te worden onderzocht tijdens de case studies. Wél dienen de geïdentificeerde productiecellen verantwoordelijk te zijn voor de bewerking van een familie onderdelen of halffabrikaten. Een “productiecel” dient hiermee een “vast onderdeel van het totale productieproces” te vertegenwoordigen (harde voorwaarde). Alleen zo is aansturing door middel van Polca mogelijk. Toelichting productiecellen In zijn definitie wijst Suri op het feit dat een afzonderlijke cel niet afhankelijk mag zijn van bewerkingen uit andere cellen (par. 5.4.1). De aanwezigheid van dergelijke “zeldzame bewerkingen” zou volgens Suri de stroom binnen de cel alleen maar verstoren en leiden tot onnodige buffervoorraden voor en na de bewerking. Zeldzame bewerkingen zouden volgens Suri juist zoveel mogelijk voorkomen moeten worden in het streven naar optimale doorlooptijden. In hoeverre zeldzame bewerkingen echt beslag leggen op de effectiviteit van Polca systeem dient tijdens de case studies te worden onderzocht. Productie lay-out Cel relaties (from-to-relaties) zijn noodzakelijk voor het realiseren van klantgerichte productieorders. Voor onderzoek naar de toepassingsmogelijkheden van Polca zijn sequentiële relaties tussen cellen een vereiste (harde voorwaarde). Het aanwezig zijn van simultane en latente relaties is geen vereiste, maar wel een goede mogelijkheid om tijdens de case studies de materiaalstromen in convergerende productietrajecten te onderzoeken én te onderzoeken in hoeverre het mogelijk is routingflexibiliteit te creëren (zachte voorwaarden). Simultane relaties hebben een negatieve invloed op de effectiviteit van Polca: het systeem biedt namelijk geen inzichten in de coördinatie van materialen tussen meerdere convergerende trajecten en een één afnemend traject. Latente relaties hebben daarentegen een positieve invloed op de effectiviteit van Polca: hiermee zou namelijk productieflexibiliteit kunnen worden gerealiseerd

6.1.3 Materiaalmanagement Het Polca systeem gaat ervan uit dat materiaalbeschikbaarheid (aanwezig zijn van de juiste materialen, op de juiste plaats en op het juiste tijdstip) bij de afzonderlijke cellen vanzelfsprekend is. De huidige wijze van materiaalbevoorrading dient dus geschikt te zijn voor Polca. Om te komen tot de release data voor afzonderlijke cellen is het belangrijk dat de celdoorlooptijden voor de te bewerken producten betrouwbaar zijn (harde voorwaarde). Het is handig als het MRP systeem van de organisatie hierop berekend is en dat informatie over productdoorlooptijden voorhanden is (zachte voorwaarde). Voor een overzichtelijke productieplanning en coördinatie van productieorders tussen de opeenvolgende cellen is het tevens belangrijk dat een organisatie in staat is om adequate productielijsten te genereren (zachte voorwaarde). De productielijsten communiceren voor de Hoofdstuk 6


58

gegeven productieorders minimaal: de release data, de volgende cel in de routing en de werkinhoud per productieorder.

6.1.4 Capaciteitsmanagement De organisatie dient globaal vast te kunnen stellen hoe groot de bezettingsgraadnorm op de betrokken cellen is (harde voorwaarde). Dit komt neer op het realiseren van een Rough Cut Capacity Check (tot een niveau van minimaal 30% en maximaal 80%; zie par. 4.4.1). Toelichting bezettingsgraadnorm Voor effectieve toepassing van Polca dienen de bezettingsgraden* van de betrokken resources (in dit geval machines/werkstations) niet hoger te zijn dan 80% (zie par. 4.4.1). Gekeken wordt in hoeverre de betrokken resources hieraan voldoen. Aan de andere kant dienen de bezettingsgraden ook weer niet te klein te zijn. Polca zorgt er namelijk voor dat de aanwezige capaciteit van de resources optimaal wordt ingezet voor productie, maar indien de bezettingsgraden juist laag zijn dan biedt Polca hiertoe nog steeds weinig uitkomst (capaciteit is immers altijd voorhanden en orders kunnen gemakkelijk doorstromen). Een indicatie voor een optimale bezettingsgraadnorm voor Polca is 30-80%. Daarnaast dient de organisatie in staat te zijn correctieve capaciteitsmaatregelen te nemen om uiteindelijk te komen tot een optimale bezettingsgraadnorm. Hiermee kunnen de prestaties van de afzonderlijke productiecellen worden verbeterd (zie par. 4.4.2). Het kunnen doorvoeren van capaciteitsmaatregelen is geen voorwaarde voor implementatie van het Polca systeem, maar garandeert wel de effectiviteit van het systeem (zachte voorwaarden).

6.1.5 Conceptueel model Indien wordt voldaan aan alle criteria die binnen het onderzoeksdomein vallen, dan zou invoering van het Polca systeem theoretisch gezien haalbaar zijn. Zo vormt volgens de theorie een cellulair productieproces de basis voor het Polca-raamwerk en leidt het realiseren van capaciteitsflexibiliteit (als gevolg van betrouwbare capaciteitsplanning) en doorlooptijdreductie (als gevolg van nauwkeurige MRP planning) tot betere prestaties van het Polca systeem (Suri, 1998). Uitgaande van de geformuleerde hypothese uit subparagraaf 3.3.2 wordt echter verondersteld dat dit niet altijd het geval hoeft te zijn. Zo kunnen in de praktijk omstandigheden voordoen die de toepasbaarheid van het Polca systeem in de weg staan. Het doel van de uit te voeren case studies is juist het achterhalen van dergelijke beperkende omstandigheden (zie figuur 29).

Toepasbaarheid van Polca

QRM organisatie

(binnen de criteria van QRM)

Achterhalen door middel van case studies

Beperkende omstandigheden Polca

Figuur 29 Conceptueel model: verkennen van de grenzen van toepasbaarheid

6.2

Selectie van de cases en voorbereiding

Het aantal te kiezen case studie bedrijven is tijdens dit onderzoek bepaald door de gemiddelde onderzoeksperiode van 7 maanden. Aangenomen is dat de voorbereiding, uitvoering en analyse van een drietal case studies uitvoerbaar is binnen deze periode. Met het aantal van drie case studies wordt geprobeerd het generalisatieprobleem verder te ondervangen. *

Onder “bezettingsgraad” wordt verstaan: de verwachte waarde van het quotiënt van de gevraagde capaciteit (op basis van bewerkingstijd in uren) en de beschikbare capaciteit (normale capaciteit van machines/werkstations in uren/week). Hoofdstuk 6


59

Voorafgaand aan de selectie van geschikte bedrijven zijn een tweetal voorbereidende activiteiten ondernomen: 1. Verspreiding van het “Polca informatie bulletin” via onder andere het Lean Manufacturing Netwerk van Ernst & Young Bedrijfsadviseurs en de RuG (Zie bijlage D). 2. Deelname aan de “Round Table bijeenkomst” van het Lean Manufacturing Netwerk op 2 December 2004. Op basis van deze promotieactiviteiten hebben de volgende vier productiebedrijven interesse getoond in de uitvoering van een onderzoek: 1. Eaton Holec General Supplies, Hengelo. 2. Power-Packer BV, Oldenzaal. 3. Parker Filtration BV, Arnhem. 4. Varco Systems, Etten-Leur Na een oriënterend gesprek met de betrokken Operations Managers én de beoordeling van de harde voorwaarden uit het onderzoeksdomein, op basis van een globale scan, zijn de eerste drie bedrijven geselecteerd voor de case studies. Het vierde case studie bedrijf: Varco Systems, diende aanvankelijk als controlegroep en mogelijkheid om de praktische bruikbaarheid van de ontworpen Scanning Tool nader te onderzoeken. Bereidheid om hier medewerking aan te verlenen bleef echter uit; het bedrijf had de toepassingsmogelijkheden van Polca reeds verkend. Tijdens de uitvoering van de drie case studies (zie par. 6.4 t/m 6.6) en de daaropvolgende analyse (zie hoofdstuk 7) zijn alle genoemde criteria uit het onderzoeksdomein diepgaander onderzocht. De werkwijze die hierbij gehanteerd is staat beschreven in paragraaf 6.3. Tevens staat in deze paragraaf beschreven op welke wijze de beperkende omstandigheden uit figuur 29 zijn achterhaald.

6.3

Uitvoering van de case studies en data-verzameling

Het doel van de case studies, zoals blijkt uit het conceptueel model, is het onderzoeken van de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem bij een drietal Nederlandse productiebedrijven. Gebruik van een vragenlijst De case studies bestaan uit observatierondes van het primaire productieproces en het afnemen van interviews met betrokkenen. Op basis van het hieruit verkregen inzicht is antwoord gegeven op een veertig tal vragen (zie vragenlijst in bijlage E). Deze vragenlijst geeft inzicht in de bedrijfsspecifieke omstandigheden die bij de toepassing van het Polca systeem relevant worden geacht. Bij de samenstelling van de vragenlijst is gebruik gemaakt van de theoretische voorkennis zoals beschreven in hoofdstuk 2, 4 en 5. (Zie subparagraaf 6.3.1 voor een toelichting op deze vragen.) In deze vragenlijst zijn 9 vragen opgenomen die gericht zijn op het checken van de harde voorwaarden uit het onderzoeksdomein. Deze vragen zijn dus als eerste beantwoord (doel: globaal scannen in welke mate het bedrijf geschikt is voor de case studie). Na deze selectie komen de overige vragen aan bod. Deze vragen zijn allereerst gericht op het onderzoeken naar toepassingsmogelijkheden van Polca. Daarnaast zijn deze vragen gericht op het onderzoeken van de zachte voorwaarden uit het onderzoeksdomein. De bevindingen die hieruit zijn voortgekomen geven inzicht in de effectiviteit van het Polca systeem, bijvoorbeeld: • Welke beperkingen komen aan het licht wanneer het bedrijf Polca wil implementeren? én • In hoeverre blijkt Polca effectief te zijn voor de huidige productiesituatie?

6.3.1 Verantwoording van de vragenlijst In totaal telt de vragenlijst 43 vragen, verdeeld in 5 onderwerpen: 1. Bedrijfsoverzicht (vragen 1 t/m 4) Doel van deze vragen is het verkrijgen inzicht in de omvang van de organisatie (afdelingen, medewerkers), de type producten die worden vervaardigd en de strategieën die worden gehanteerd ten aanzien van het voortbrengingsproces (bijvoorbeeld: pull, continue verbetering, Lean, Kaizen,…). Hoofdstuk 6


60

Daarnaast wordt inzicht gegeven in de omgeving waarin de producten worden afgezet (afzetmarkten en type klanten). Tot slot wordt onderzocht hoe de productieomgeving (ETO/MTO) kan worden gekarakteriseerd en hoe de productiesituatie kan worden getypeerd (kleinseriefabricage/job shop). Vragen t.b.v. checken van de harde voorwaarde (“productieomgeving”): 3 en 4. 2. Productassortiment en marktvraag (vragen 5 t/m 13) Het doel van deze deelvragen is het onderzoeken in hoeverre de organisatie te maken heeft met een hoge variëteit aan eindproducten en productsamenstellingen. Een hoge productcomplexiteit vereist namelijk een beter coördinatievermogen en beheersbaarheid. Daarnaast is het belangrijk te achterhalen of de organisatie te maken heeft met een veranderlijke vraag naar eindproducten. Vragen t.b.v. checken van de harde voorwaarde (“veranderlijke vraag”): 12 en 13. 3. Primaire productieproces (vragen 14 t/m 27) Om de toepasbaarheid van Polca te onderzoeken is het noodzakelijk om de structuur van het productieproces in kaart te brengen. Centraal staat de identificatie van de relevante productiecellen, de onderlinge relaties tussen cellen en de diverse productroutings over cellen heen. Door middel van observaties van het productieproces en bijbehorende materiaalstromen (op basis van geïdentificeerde relaties en productroutings) dient inzicht te worden verkregen in de effectiviteit van het logistieke uitwisselingsproces van materialen tussen cellen. Op basis van dit inzicht kunnen uitspraken worden gedaan over de mogelijkheden om het materiaaluitwisselingsproces te verbeteren door middel van Polca óf over de omstandigheden die toepassing van Polca juist in de weg staan. Vragen t.b.v. checken van de harde voorwaarden (“productiecellen” en “lay-out”): 14 en 22.. 4. Materiaalbeheersing (vragen 28 t/m 37) Doel van deze vragen is in eerste instantie het verkrijgen van inzicht in de prestaties van de aanwezige bevoorradingstechnieken. Onderzocht wordt in hoeverre de externe en interne bevoorradingssystemen in staat zijn om deze materiaalbeschikbaarheid te garanderen. Daarnaast dient informatie te worden verzameld over de huidige productieplanning. Onderzocht wordt hoe productieorders worden gegenereerd en in hoeverre het huidige MRP systeem geschikt is voor planning en coördinatie van materialen tussen afzonderlijke cellen (ontwikkelen van HL/MRP). 5. Logistieke parameters (vragen 38 t/m 43) Om de effectiviteit van het Polca systeem te garanderen dienen de parameters ten aanzien van de doorlooptijd en gemiddelde bezettingsgraden voorhanden te zijn. Zo gebruikt Polca het MRP systeem uitsluitend voor het bepalen van de totale doorlooptijd voor de afzonderlijke cellen. Om dit te realiseren dienen de productdoorlooptijden betrouwbaar te zijn en vertaald in MRP. Op basis van gegevens over gemiddelde bezettingsgraden kan worden vastgesteld of het noodzakelijk is op de betrokken resources (machines/werkstations) extra capaciteit vrij te houden. Vragen t.b.v. checken van de harde voorwaarden (“MRP-” en “ capaciteitsplanning”): 39, 41 en 42.

6.3.2 Data-verzameling Voor het creëren van draagvlak bij betrokken medewerkers en ter informatie over Polca, is per case studie bedrijf eerst een inleidende presentatie gegeven. Hierbij zijn de volgende punten besproken: • Achtergrond en doel van de uit te voeren case studie; • Introductie van de QRM strategie; • Gebreken van de traditionele push en pull systemen in een QRM productieomgeving; • Introductie van het Polca systeem; • Voorvereisten voor succesvolle toepassing van Polca; • Beschrijving en visualisatie van het Polca systeem.

Hoofdstuk 6


61

Vervolgens is door middel van interviews met de betrokkenen personen (zie tabel) en observatie van het primaire productieproces, gedurende 5 tot maximaal 10 dagen, getracht een antwoord te vinden op de (relevante) onderzoeksvragen. Deze antwoorden (resultaat van de case studies) zijn op gestructureerde wijze geordend in 3 case studie verslagen. Deze verslagen komen in de paragrafen 6.4 t/m 6.6 aan de orde. Bedrijf: Eaton Holec General Supplies Geïnterviewde: Functie: Han Busschers Operations Manager Jan Hazelaar Supervisor Planning Rene Wermer Materiaal Inkoop Dennis van der Zalm Orderacceptatie; MRP Bedrijf: Power-Packer BV Geïnterviewde: Functie: Jan Smit Global Director Truck Rene van Assen Operations Manager Jos Rikhof Hoofd Productie en Logistiek Bedrijf: Parker Arlon BV. Geïnterviewde: Functie: Frank te Hennepe Operations Manager Frans Jansen Productie Manager Jack van der Kemp Planner

Periode november 2004 Geïnterviewde: Functie: Jan Broekhuis Distribution Manager Bart-Jan van Duuren Kanban specialist Niels Langhout Afstudeerder TBW Periode december 2004 - januari 2005 Geïnterviewde: Functie: Frank de Wit Planner John Wooldrik Teamleider Productie Periode maart 2005 Geïnterviewde: Henk Regelink Jan Wouters Henk Wandel

Functie: Teamleider Productie Teamleider Productie Teamleider Productie

6.3.3 Structuur van de case studieverslagen De paragraafindeling van de case studie verslagen komt grotendeels overeen met de gehanteerde indeling van de vragenlijst: 1. Bedrijfsoverzicht. 2. Productassortiment en vraag vanuit de markt. 3. Huidige productiestructuur op fabrieksniveau. 4. Huidige productiestructuur op afdelingsniveau. 5. Materiaalbeheersing en voorraadbeheersing. 6. Logistieke Parameters (Doorlooptijden en bezettingsgraden).

6.3.4 Verkennen van de grenzen van toepasbaarheid Voor het bereiken van de doelstelling van dit onderzoek dienen de gegenereerde case studie verslagen op juiste wijze te worden geanalyseerd en geïnterpreteerd. De leidraad voor de drie analyses wordt gevormd door een stapsgewijze procedure, bestaande uit 6 fasen. Deze procedure, welke in hoofdstuk 7 nader wordt beschreven, geldt tevens als voorlopig ontwerp voor de “Polca Scanning Tool”.

6.4

Case studie verslag General Supplies

6.4.1 Bedrijfsoverzicht General Supplies Eaton Holec General Supplies (General Supplies) maakt deel uit van Eaton Electric NV. De unit produceert onderdelen en halffabrikaten voor elektrische systemen die bij Eaton Holec Low Voltage en Eaton Holec Medium Voltage worden geassembleerd. Bij General Supplies zijn ongeveer 130 mensen werkzaam. Low Voltage en Medium Voltage kunnen worden gezien als directe afnemers van General Supplies. Deze units ontwikkelen, produceren, verkopen en onderhouden systemen en componenten die gebruikt worden om elektrische energie (120 Volt tot 38k Volt) te schakelen, distribueren en beheersen. Low Voltage en Medium Voltage maken naast General Supplies deel uit van Eaton Electric NV en bedienen ieder hun eigen nationale en internationale markten. Het klantenoverzicht van Low Voltage Hoofdstuk 6


62

en Medium Voltage bestaat onder andere uit elektriciteitsbedrijven, transformatiestations, grote industriële bedrijven, kantoorgebouwen, winkelcentra en woonwijken.

Figuur 30 Klantenoverzicht Eaton Holec

Realiseren van flow-productie Om de productie van General Supplies beter aan te sluiten op de vraag van Low Voltage en Medium Voltage is de productie lay-out van General Supplies sinds de zomer van 2004 drastisch gewijzigd. Zo heeft men de ruimte die nodig is voor tussenopslag zoveel mogelijk geminimaliseerd (doel: terugdringen onderhanden werk). Daarnaast heeft men met behulp van cellular manufacturing een eerste aanzet gedaan om de productie binnen de productiecellen zoveel mogelijk in lijnen te positioneren (flow-gerichte omgeving), zodat de productstromen op de werkvloer duidelijker te onderscheiden zijn, binnen een relatief functionele indeling*. Cellular manufacturing gaat daarbij uit van het produceren van productfamilies in productiecellen (deze cellen zullen in subparagraaf 6.4.3 worden beschreven). General Supplies streeft naar het ontwikkelen van flexibele en multifunctioneel inzetbare teams (doelstelling). Identificeren van productstromen via from-to tabellen Voor het creëren van productielijnen (hergroeperen en dichterbij plaatsen van machines) bleek identificatie van de belangrijkste productstromen noodzakelijk. Om deze stromen in kaart te brengen is gebruik gemaakt from-to-tabellen. Deze clusteringmethode identificeert de belangrijkste productstromen op basis van noodzakelijke bewerkingen op machines én de vaste machinebewerkingsvolgorde (afleiden van de relaties tussen machines). Na de reorganisatie zijn de resultaten positief. Zo is de totale productiedoorlooptijd teruggebracht van gemiddeld 9 dagen (voor de reorganisatie) naar 5 dagen (oktober 2004) en de leverbetrouwbaarheid is gestegen van 74% naar 92%. Dit geldt voornamelijk voor de gestandaardiseerde producten. Klantspecifieke producten kennen een langere doorlooptijd, uitlopend tot ongeveer 10 dagen (afstemming met de klant).

*

Voorheen was de lay-out volledig functioneel ingericht en werden voor iedere bewerking grote hoeveelheden buffervoorraden aangehouden. Dit leidde tot aanzienlijke wachtrijen met als gevolg lange doorlooptijden en onbetrouwbare levertijden. Bij de reorganisatie is de functionele indeling behouden gebleven, maar de nadruk werd juist gelegd op het realiseren van flow (dichter bij elkaar plaatsen van machines). Hoofdstuk 6


63

6.4.2 Productassortiment en vraag vanuit de markt Productassortiment Globaal is het productassortiment van Genarals Supplies in te delen in vier productfamilies. Achter elk van de hieronder vermelde families is een voorbeeld gegeven van een onderdeel of halffabrikaat: 1. Plaatwerkproducten (frames voor elektriciteitskasten; drie- en vierveld bakken). 2. Verspanende producten (schakelaarcontacten en aandrijfassen). 3. Koper producten (hoofdstroomgeleiders en koperen aandrijfassen). 4. Geponste producten (metalen strips voor allerlei vervolgbewerkingen). Binnen afzonderlijke productfamilies is de variëteit aan artikelnummers aanzienlijk. Het totale artikelenbestand (afkomstig uit MRP) telt ruim 14000 verschillende artikelnummers. Dit zijn artikelen die van elkaar verschillen op basis van informatie over type bewerking en routing. Naast deze informatie verschaft MRP per artikelnummer gegevens over productdoorlooptijden, seriegroottes, bestelhoeveelheden en vraagprognoses. De jaarlijkse vraag naar eindproducten is ruim 40.000. Alle producten kunnen worden beschouwd als “simpele producten” (primair proces: grondstof bewerking eindproduct) met een lage productcomplexiteit (de producten bestaand uit slechts één of enkele componenten). Op basis van enkelvoudige uitgangsmaterialen (plaatwerk, staafmateriaal en strips) en via uiteenlopende bewerkingsmogelijkheden en productroutings binnen de productieafdelingen is General Supplies in staat een breed spectrum aan eindproducten te produceren. (het grote aantal mogelijke eindproducten wordt mede verklaard door de hoge variëteit aan uitgangsmaterialen).

Vraag De vraag naar eindproducten bestaat voor 80% uit gestandaardiseerde en voor 20% uit klantspecifieke producten. Binnen de gestandaardiseerde groep zijn slechts twee grote productlijnen te onderscheiden. Een voorbeeld hiervan is de Xiria productlijn en de Hoofdstroomgeleiders (zie par. 6.4.4). De vraag naar dit type producten is stabiel en voorspelbaar. De vraag naar de overige producten (grote aantal overige productlijnen) binnen de gestandaardiseerde groep is dynamischer (lage herhalingsgraad) en minder voorspelbaar. Daarnaast worden deze producten, in tegenstelling tot de grote productlijnen, afgenomen in kleinere volumes. De productie van standaard producten kan het best worden getypeerd als kleinseriefabricage, in een make-to-order productieomgeving. Bij de klantspecifieke producten wordt tijdens het productontwerp gekeken in hoeverre het gevraagde haalbaar is (kijkend naar de beschikbare bewerkingsmogelijkheden en het standaard productassortiment) en wordt eventueel gezocht naar oplossingen. Voor elk geaccepteerd product wordt vervolgens een nieuw artikelnummer aangemaakt en wordt de ideale productrouting bepaald. Uiteindelijk wordt het product ingepland in MRP. De productie van klantspecifieke producten is te typeren als projectgewijze fabricage, in een make-to-order of engineer-to-order productieomgeving. Veranderlijkheid in de vraag Het gemiddeld aantal wekelijkse orderregels in de periode 2005 bedraagt +/- 800. De berekende maandelijkse standaard afwijking in de vraag naar eindproducten (orderregels) binnen deze periode bedraagt 6 - 35%. (De gegevens over de orderregels, afkomstig uit de periode januari tot en met juni 2005, zijn voldoende om de betreffende variatiecoëfficiënt te berekenen.)

6.4.3 Huidige productiestructuur op fabrieksniveau General Supplies is met name gespecialiseerd in diverse vormen van metaalbewerking, zoals plaatbewerking, poedercoaten, ponsen, kanten, stripbewerking, galvaniseren, draaien en frezen.

Productieafdelingen Deze bewerkingen worden uitgevoerd in 4 productgebonden productieafdelingen (zie figuur 31). De afdelingen zijn daarbij gegroepeerd op basis van gelijksoortige bewerkingen, machines en grondstofsoort. De 4 afdelingen zijn: Verspanen (I), Ponserij (II), Plaatwerk (III) en de Koperstraat (IV). Deze afdelingen worden in de volgende subparagraaf beschreven. Hoofdstuk 6


64

Montage (VI) en Magazijn (VII) Alvorens de gerede producten (afkomstig van een van de 4 afdelingen) worden ontvangen in het Magazijn (VII) kunnen deze nog worden afgemonteerd in de Montage (VI). Dit geldt met name voor de plaatwerkproducten (drie- en vierveldbakken). Deze worden handmatig geassembleerd tot eindproduct (= montage van diverse strips, deuren, en panelen aan de frames).

VI

V

VII

1 2

8

I

7b 7c

9

IV

III

3

9

4 7b

10

5

II

11a 11b

Xiria

7a

6

Legenda (productie)afdelingen: I (nr. 1-3) = Verspanen II (nr. 4-6) = Ponserij III (nr. 7-11) = Plaatwerk IV = Koperstraat V = Poedercoatlijn VI = Montage VII = Magazijn

Figuur 31 Fysieke productie lay-out op fabrieksniveau

Intern transport De plaatsing van het Magazijn is zodanig bepaald dat intern transport efficiënt kan plaatsvinden. Zo is de afdeling Verspanen dichtbij geplaatst om zwaar transport te minimaliseren. Dit geldt eveneens voor de Koperstraat. De interne materiaalstroom bij de Ponserij is gering vergeleken met Verspanen en de Koperstraat en is daarom op een grotere afstand geplaatst.

6.4.4 Huidige productiestructuur op afdelingsniveau In deze subparagraaf zal het productieproces van de afzonderlijke productieafdelingen worden besproken. Iedere afdeling is in principe gericht op het produceren van een eigen productfamilie. (De afdelingen zijn dus zo weinig mogelijk aan elkaar gerelateerd). Per afdeling wordt ingegaan op de verschillende bewerkingsmomenten en de belangrijkste interne materiaalstromen. Tevens wordt binnen iedere afdeling gezocht naar opvallende en belangrijke relaties tussen de cellen en worden voorraadposities in kaart gebracht (de cellen in figuur 31 worden aangeduid middels de cijfers 1 t/m 10). Inzicht in de materiaalstromen en relaties tussen cellen is verkregen na analyse van de geproduceerde from-to-tabellen, uit een reeds uitgevoerd afstudeeronderzoek49. Gestandaardiseerde productstromen als basis voor Polca De from-to-tabellen zijn gebaseerd op een groot aantal artikelnummers en geven een indicatie van de meest voorkomende routings binnen een afzonderlijke afdeling. Het zegt alleen niets over de volumes waarin deze artikelen jaarlijks geproduceerd worden. Dit probleem is tijdens de case studie ondervangen, door alleen die artikelnummers mee te nemen, die een jaarlijks afzetvolume hebben van groter dan 200 stuks. Daarnaast is de analyse van de from-to-tabellen gericht op de gestandaardiseerde groep producten, welke worden vervaardigd in een discontinu productieproces.

49

Langhout, N., Van HAT naar General Supplies, Afstudeerverslag, Rijksuniversiteit Groningen, oktober 2004, p. 58-71. Hoofdstuk 6


65

I

Verspanen

Deze afdeling produceert voornamelijk gedraaide en gefreesde onderdelen. Dit zijn onderdelen zoals aandrijfassen, schakelaarcontacten en geleiders met koelribben. Binnen Verspanen zijn drie functioneel ingerichte cellen te onderscheiden: zagen (1), CNC draaien en frezen (2) en conventioneel draaien en frezen (3). Hierbij gaat het voornamelijk om specialistisch werk. Naast het frezen of draaien zijn vaak nog kleine bewerkingen nodig zoals: afbramen, tappen of boren. Productstromen en routings De productfamilie binnen deze afdeling kent zeer veel artikelgroepen. Dit valt op te maken uit de uiteenlopende routingmogelijkheden. Onderscheid in hoofdproductstromen is dus nauwelijks te maken. Uit de from-to-tabellen is gebleken dat de CNC draaien freesmachines (2) centraal staan, maar ook niet binnen een duidelijke productstroom passen. De meeste producten worden alleen bewerkt op deze machines, voordat ze als gereed product worden afgeleverd aan het magazijn. Deze groep producten is dus weinig gerelateerd aan (machines uit) andere cellen. De overige producten (maar uiteindelijk nog een klein percentage), afkomstig van de CNC draaien freesmachines zijn in te delen drie kleine groepen. De eerste, en meest opvallende groep, bestaat uit producten die voor het CNC draaien of frezen gezaagd moeten worden (1). (rode productstroom 1.1)

1 Zaagmachines

2

CNC Draai- en Freesmachines

1.1 1.2

1.2

Bankwerken 3

1.3

6

1.3 Solderen,Trommelsl.,Ontvetten)

Figuur 32 Fysieke productie lay-out Verspanen*

Een tweede, maar veel minder opvallende groep, stroomt na het zagen (1) en CNC draaien of frezen (2) door naar bankwerken (3) en wordt vervolgens afgeleverd (blauwe productstroom 1.2). Bij de bankwerkgroep, bestaande uit conventionele frees-, boor-, tap- en afbraammachines, worden nietstandaard bewerkingen uitgevoerd die bij de CNC draai- of freesmachines zelf niet gedaan kunnen worden. De bankwerkgroep kan ook dienen als werkplaats voor specifieke bewerkingen. Na bankwerken kunnen producten nog doorstromen naar andere werkplaatsen buiten Verspanen (zoals 6: solderen, trommelslijpen en/of ontvetten = productstroom 1.3) en kunnen ze terecht komen in de poedercoatlijn om daar gespoten te worden. Het productieproces van Verspanen kan worden samengevat in het onderstaande stroomschema: CNC Draaien Zagen

CNC Frezen

Bankwerken

Elders

Poederc.

Zeldzame bewerking Figuur 33 Productieproces Verspanen *

De vermelde codes 1.1, 1.2 en 1.3 in figuur 31 verwijzen naar de drie belangrijkste productstromen. De cijfers 1, 2, 3 en 6 hebben geen verband met de genoemde productstromen; ze duiden de geïdentificeerde cellen aan, zoals tevens vermeld in figuur 30 Hoofdstuk 6


66

Voorraden De benodigde materialen/grondstoffen (met name metalen staven en buizen) worden uit het Magazijn (VII) gehaald en vervoerd op karren naar de eerste bewerking. Vaak is dat zagen. Na het zagen verspreiden de materialen zich naar de overige werkplekken. De hoeveelheid onderhanden werk, voorafgaand aan de overige bewerkingen (draaien, frezen), is direct gekoppeld aan de in MRP berekende vraag naar het type materiaal (prognoses + harde reserveringen).

II

Ponserij

De tweede productfamilie kent als hoofdbewerking ponsen. In totaal zijn er acht ponsmachines, waarmee met behulp van zware productgebonden stempels uiteenlopende componenten kunnen worden vervaardigd. De grondstoffen die bewerkt worden zijn voornamelijk metalen rollen of stripmateriaal. De kleine componenten, zoals schakelaars en contacten, zijn hoog volume producten. Productstromen en routings De bewerkingsmogelijkheden (cellen) binnen deze afdeling (figuur 34) zijn zagen/knippen (4a), ponsen (4b), tappen, boren, solderen en trommelslijpen (5) én ontvetten (6). De meeste bewerkingen centreren zich rond de ponsmachines. Net zoals bij Verspanen telt de Ponserij zeer veel verschillende routingmogelijkheden.

2.3 4a

2.2

2.3 4b 2.1

Na een analyse van from-to-tabellen is gebleken dat een drietal productstromen het meest opvallen. Zo wordt een aantal producten na het ponsen (4b) en ontvetten (6) direct afgeleverd (rode productstroom 2.1). De tweede “hoofdstroom” bestaat uit artikelen die na het ponsen worden getapt, geboord, gesoldeerd of afgebraamd (blauwe productstroom 2.2). Een derde “hoofdstroom” heeft betrekking op producten die voorafgaand aan het ponsen eerst nog geknipt of gezaagd moeten worden (groene productstroom 2.3).

A

5 2.2 2.2

2.1 C

B

6

D

Figuur 34 Fysieke productie lay-out Ponserij

Voorraden Voorafgaand aan de bewerking (zagen/knippen of ponsen) worden metalen grondstoffen aangevoerd vanuit het magazijn (ook weer met loopkarren). Binnen de Ponserij is ruimte vrijgehouden voor de opslag van eindproducten en halffabrikaten. De hoeveelheid onderhanden werk is gering en volledig afgestemd op de in MRP geplande behoefte. Ook hier gaat het immers om kleine hoogvolume producten. Productieproces Ponserij Het productieproces concentreert zich voornamelijk rondom het ponsen (zie figuur 35). Daarnaast zijn diverse voor- en nabewerkingen mogelijk. De belangrijkste voorbewerking betreft zagen of knippen van bandmateriaal of strips. Als nabewerking worden de meeste producten eerst ontvet, vervolgens getapt, geboord of gesoldeerd en kunnen ze nog terecht komen bij trommelslijpen (verwijderen van overtollig materiaal). Het komt voor dat materialen nog elders in de fabriek worden bewerkt. Ook bij de Ponserij doen zich dus zeldzame bewerkingen voor. Het productieproces van Verspanen kan worden samengevat in het onderstaande stroomschema:

Hoofdstuk 6


67

Ponsen

Ontvetten

Zagen

Boren Tappen

Knippen

Solderen Trommel -slijpen Elders

Figuur 35 Productieproces Ponserij

Hoofdstroomgeleiders Een belangrijke productstroom binnen de Ponserij is die van de hoofdstroomgeleiders. Dit type product wordt op dedicated machines gemaakt. Dit betekent dat uiteenlopende producten worden vervaardigd via een vaste reeks bewerkingen: Draaien (A)

Ontvetten (B)

Ponsen 1 (C)

Ponsen 2 (C)

Tr. Slijpen (D)

Figuur 36 Productieproces Hoofdstroomgeleiders

De koperen buizen worden eerst gedraaid (A), vervolgens ontvet (B), twee keer geponst (C) en komen uiteindelijk terecht bij trommelslijpen (D). De stappen A-D staan in figuur 34 grafisch weergegeven*. Kijkend naar de bewerkingstijden, dan valt op dat het ontvetten, afhankelijk van de batchgrootte, maximaal drie kwartier duurt. Ponsen daarentegen, duurt slechts enkele seconden. De variatie in bewerkingstijden is dus groot te noemen. Flow productie is om deze reden moeilijk in te voeren. Het invoeren van een pull systeem zou wel mogelijk zijn. Het productieniveau is namelijk constant en de omsteltijden voor de verschillende bewerkingen zijn minimaal.

III

Plaatwerk

Binnen deze afdeling wordt plaatmateriaal (de basisgrondstof) bewerkt tot frames, behuizingen en onderdelen (zoals deuren en laden voor elektriciteitskasten). De bewerkingsmogelijkheden binnen Plaatwerk lopen uiteen: knippen, zagen, ponsen, kanten, tappen, boren, pompen klinknagelen, automatisch lassen, mig-/ tig-, punt en stiftlassen. Er zijn een vijftal feitelijk functioneel ingerichte werkplekken (cellen) te onderscheiden (zie figuur 37): 1. 2. 3 4 5.

Knippen/zagen (7a), ponsen (7b) en kanten (7c); Bankwerken: tappen, boren, PEM-serten, pompen klinknagelen en montage (8); Handmatige lasbewerking: punt-/stift lassen (9) Handmatige lasbewerking: en mig-/ tig lassen (10); Lasrobot (11).

Productstromen en routings Ook binnen deze afdeling is geprobeerd om overzichtelijke productstromen te creëren. Uit de from-totabellen is gebleken dat de grootste groep artikelen alleen geknipt of gezaagd, geponst en eventueel gekant wordt. Daarnaast komt het voor dat producten nog naar de poedercoatlijn gaan voor eindbewerking. De belangrijkste hoofdstromen hebben dus de volgende routing: • Knippen/zagen ponsen kanten afleveren 16 % • Knippen/zagen ponsen afleveren 9% • Knippen/zagen ponsen kanten poedercoaten afleveren 3% *

De hoofdletters (A) t/m (D) verwijzen naar locaties (subcellen) binnen cellen. Hier bevinden zich de dedicated machines voor productie van de hoofdstroomgeleiders. Hoofdstuk 6


68

(Xiria) Poedercoaten

A

F

Kanten

3.4 B

7c

Ponsen

3.2 Kanten

7b

3.1

3.3 9

B

3.2 C

3.3 9

E

Knippen*/

3.3 D 10

3.3

MAGAZIJN

8

Ponsen

3.4

3.4

XiriaLasrobot

Ponsen

11a 7a

7b

11b

Xiria BAW

Zagen

Figuur 37 Fysieke productie lay-out Plaatwerk

Het aantal producten dat een bepaalde hoofdstroom doorloopt staat gegeven als een percentage (van de totale hoeveelheid “eindproducten” binnen Plaatwerk). Hieruit kan worden afgeleid dat naast deze drie hoofdstromen vele andere kleinere productstromen denkbaar zijn. Gebleken is dat de meeste van deze kleinere stromen varianten zijn op de drie hoofdstromen. De eerste groep (rode productstroom 3.1) bestaat uit producten die na het ponsen en/of kanten, en/of poedercoaten een relatie heeft met PEM-serten/klinknagelen (=bankwerken). Na het doorlopen van een mogelijke route worden deze producten afgeleverd (aan montage en/of het magazijn): • Knippen/zagen Ponsen Kanten (Poedercoaten ) Pem/Klink Afleveren De tweede groep (blauwe productstroom 3.2), is een variatie op de grote productstromen met punten stiftlassen. Na het kanten, kunnen producten doorstromen naar puntlast en/of stiftlassen en/of poedercoaten, voordat ze worden afgeleverd: • Knippen/zagen Ponsen Kanten P.lassen (St. lassen) (PCO) Afleveren De derde groep (groene productstroom 3.3), is een variatie op de grote productstromen met mig/tiglassen. Na het kanten, worden de producten eerst gelast, vervolgens gepoedercoat of direct afgeleverd. Aangezien het bij lassen gaat om samengestelde producten dienen meerdere componenten voorafgaand aan het lassen verzameld te worden. • Knippen/zagen Ponsen Kanten Mig-/Tiglassen (PCO) Afleveren Xiria-productie (productstroom 4) Binnen Plaatwerk is een vierde opvallende productstroom aanwezig; de Xiria-productielijn (zwarte productstroom 3.4). Hier worden behuizingen voor elektriciteitskasten geproduceerd (drie- of vierveldbakken). Binnen de Xiria productie worden op een centrale lasrobot (11a) staalplaten aan elkaar gelast tot een frame. De benodigde onderdelen zijn naast inkooponderdelen diverse geponste en Hoofdstuk 6


69

gekante staalplaten. Ponsen en kanten vinden plaats op dedicated machines. De machines worden dus alleen ingezet voor de Xiria productielijn. Tussen de lasrobot (11a) en de mig-/tiglasplaatsen (10) bevindt zich een bankwerkplaats (11b). Hier worden gelaste frames afgeplakt en gecontroleerd op luchtdichtheid (kwaliteitsinspectie). Afgekeurde frames worden eventueel nog handmatig nagelast in de mig-/tiglasplaats. Na deze bewerkingen worden de frames verplaatst naar de poedercoatlijn om daar gespoten te worden. Na poedercoaten worden de frames afgemonteerd (VI) en zijn ze gereed voor opslag in het magazijn (VII). De routing van de Xiria productie omvat dus de volgende bewerkingsmomenten: •

Ponsen Kanten Lasrobot Bankwerken PCO Montage

Naast de productstroom “hoofdstroomgeleiders” (figuur 36) leent ook de Xiria productielijn zich voor pullaansturing. Het afnamepatroon binnen deze lijn is namelijk regelmatig én de drie- en vierveldbakken worden in relatief grote series besteld. Sinds april 2004 is Kanban geïmplementeerd. (Zie 6.4.5 voor de beschrijving van Kanban.) Voorraden Het geautomatiseerde magazijn zorgt voor opslag en transport tussen de knipmachines/zaagmachines (7a), de kantbanken (7c) en de ponsmachines (7b). In dit magazijn bevinden zich dus grondstoffen (staalplaten) en halffabrikaten. Na het kanten (7c) worden producten verplaatst richting: • de poedercoatlijn (A) centrale opslagplaats (inbound) • bankwerken (B) 2 centrale opslagplaatsen (route 3.1) • de punten stiftlasplaats (C) centrale opslagplaats (route 3.2) • de mig-/tiglasplaats (D) centrale opslagplaats (route 3.3) De opslagruimten tussen de twee punt-/stiftlasplaatsen (C) én de mig-/tiglasplaats (D), worden gebruikt om lassamenstellingen samen te laten komen. Na het lassen zijn de producten klaar of moeten ze nog op transport richting de poedercoatlijn. Bij de lasrobots (Xiria-productlijn) zijn drie inbound inventories (E) gecreëerd. Ook deze worden gebruikt om lassamenstellingen samen te laten komen (inkoopdelen, geponste en gekante onderdelen). Na het lassen op de lasrobot worden de frames afgeplakt in de bankwerkplaats (outbound inventory van de lasrobot) en vindt kwaliteitsinspectie plaats. Vervolgens worden de frames verplaatst naar de inbound inventory van de poedercoatlijn (F). De voorraadposities A t/m D staan vermeld in figuur 37. Productieproces Plaatwerk De stalen platen worden uit het magazijn opgeroepen om gezaagd of geknipt te worden. Na tijdelijke tussenopslag in het magazijn worden de geknipte platen voor de tweede keer opgeroepen en worden ze geponst. Na ponsen keren de platen weer terug in het magazijn. Vervolgens kunnen de platen worden bewerkt op een van de kantbanken. Na het kanten zijn er veel verschillende routes mogelijk: een deel van de artikelen wordt rechtstreeks afgeleverd of gepoedercoat. Een ander deel gaat naar het mig-/ tiglassen of naar het bankwerken of naar het punt-/stiftlassen. Ten slotte kunnen producten nog terecht komen bij bankwerken. Schematisch ziet het productieproces van afdeling Plaatwerk er als volgt uit: Zagen

Magazijn

Ponsen

Magazijn

Bankwerken

Poedercoaten

Mig-/ tiglassen

Punt- en stiftlassen

Kanten

Knippen

Montage/ magazijn

Figuur 38 Productieproces Plaatwerk

Hoofdstuk 6


70

IV

Koperstraat

Ook deze afdeling is puur gevormd op basis van grondstofsoort. Koperen strips en ronde koperen staven worden bewerkt tot bijvoorbeeld geleiders en contacten voor verdeelsystemen. Naast koper kunnen ook andere metaalsoorten worden bewerkt, zoals aluminium, messing of staal.

Floorstock

Productstromen en routings In vergelijking met de vorige 3 afdelingen heeft de Koperstraat de meest duidelijke productstromen. Zo hebben alle artikelen binnen deze familie ponsen als eerste bewerking. Daarna zijn drie andere hoofdstromen te herkennen. Als eerste de producten die na het ponsen nog worden gebogen (rode productstroom 4.1), ten tweede de producten die worden bewerkt op de zetbank (blauwe productstroom 4.2) en ten derde de producten die worden geboord 4.1 (groene productstroom 4.3), voordat ze worden afgeleverd aan het 4.3 magazijn. Na bovenstaande bewerkingen kunnen producten nog 4.2 terecht komen bij de bankwerkgroep van de Plaatwerkerij (zeldzame bewerking). Na het bankwerken worden de producten eventueel nog gepoedercoat. Figuur 39 Fysieke productie lay-out Koperstraat Voorraden De benodigde materialen bevinden zich in het magazijn van de koperstraat zelf (floorstock). Het bijvullen van dit magazijn gebeurt door middel van backflushing*. De gerede koperen materialen (eindproducten) worden hierbij gescand in het centrale magazijn (VII). Op basis het materiaalverbruik worden nieuwe materialen bijbesteld en na levering bijgevuld in het magazijn van de koperstraat. Naast het magazijn als buffer opslag is binnen de koperstraat zelf de nodige ruimte vrijgemaakt voor de opslag van producten en grondstoffen (onderhanden werk). Deze voorraadplekken bevinden zich voorafgaand aan alle bewerkingen (ponsen, afbramen, buigen, kanten, boren en bankwerken). Productieproces Koperstraat De machines van de Koperstraat zijn zoveel mogelijk functioneel gegroepeerd. Bij de opstelling is wel rekening gehouden met de meest voorkomende bewerkingsvolgorde. Schematisch ziet het productieproces van de Koperstraat er als volgt uit: Ponsen Buigen

Bankwerk

Poedercoaten

Kanten Boren

Figuur 40 Productieproces Koperstraat

6.4.5 Materiaalbeheersing en voorraadbeheersing Externe bevoorradingsmethoden Materialen (grondstoffen) kunnen volgens drie externe bevoorradingsmethoden ter beschikking komen, namelijk door het bestellen van een vaste orderhoeveelheid (MRP; EOQ) of door het stuk voor stuk bestellen van materialen (MRP; Lot-for-lot) of door Statistical Inventory Control (SIC).

*

Afboeken van materialen uit het magazijn, wanneer ze gereed zijn. Hoofdstuk 6


71

MRP (EOQ) De karakteristieken van de artikelen die door middel van een vaste bestelhoeveelheid op het centrale magazijn komen te liggen zijn: laag volume, onregelmatig vraagpatroon en een bepaald maximum afmeting. Grotere onderdelen worden met behulp van MRP lot-for-lot aangevoerd. MRP Lot-for-lot General Supplies overweegt zoveel mogelijk materialen te bestellen op basis van lot-for-lot. Belangrijke voorwaarden die leiden tot deze keuze zijn: een korte levertijd (het artikel moet binnen de orderdoorlooptijd besteld kunnen worden), een zeer hoge prijs of zeer groot volume. Daarnaast moeten de bespaarde voorraadkosten opwegen tegen de kosten voor het lot-for-lot bestellen. Statistical Inventory Control (SIC) De hoogvolume producten met een zeer regelmatig vraagpatroon worden besteld op basis van SIC. Bij de orderadvisering wordt de hoogte van het bestelniveau vergeleken met de hoogte van de economische voorraad. Is de economische voorraad lager dan het bestelniveau dan wordt een orderadvies aangemaakt. Er bestaat geen relatie met de prognose die in het MPS is vastgelegd en er bestaat geen relatie met MRP. De voorraad is dus niet afhankelijk van de planning en zal dus voldoende hoog moeten zijn om fluctuaties op te kunnen vangen. Hierbij kan gedacht worden aan boutjes, moertjes, ringetjes en andere kleine artikelen. Centrale magazijn en klantmagazijn De bestelde goederen worden opgeslagen in het hoofdmagazijn van Eaton Holec en door interne leveranciers afgeleverd aan het centrale magazijn van General Supplies. Materialen die bestemd zijn voor andere magazijnen dan het centrale magazijn (lijnmagazijnen) worden direct naar de desbetreffende productieafdeling gebracht. Lijnlevering vindt plaats bij de Plaatwerkafdeling en de Koperstraat. Deze twee afdelingen hebben een eigen magazijn. Daarnaast wordt de Plaatwerkafdeling aangestuurd door middel van Kanban. Ten slotte zijn er nog bepaalde klantspecifieke materialen die worden opgeslagen in het klantmagazijn (figuur 41).

Interne bevoorradingsmethoden Vanuit de productieafdelingen zijn twee soorten vragen naar materialen, welke afkomstig zijn uit het centrale magazijn. Ten eerste zijn dit aanvulorders voor de “onder handen werk” magazijnen (OHW) die gepositioneerd zijn langs de productieafdelingen en ten tweede de productieorders. Voor de overdracht van materialen naar de productieafdelingen zijn in 4 bevoorradingsmethoden voor handen: 1. Onder handen werk door middel van 2-bin (met name kleine artikelen). Lijnmagazijnen op de productieafdelingen worden bevoorraad vanuit het centrale magazijn met een vaste hoeveelheid. Onderhanden werk wordt aangevuld via het geven van een signaal aan het centrale magazijn (wel of niet gescand). 2. Onder handen werk wordt aangevuld via Distribution Requirements Planning (DRP). Dit is ook een “onderhanden werk” magazijn, maar nu wordt aanvulling gerealiseerd doordat het logistiek systeem door middel van afgifte op productieorders bijhoudt, wanneer het magazijn leeg is en opnieuw gevuld moet worden. 3. Shop Flow Control (SFC). De goederen die in het centrale magazijn opgeslagen zijn, worden naar de werkvloer getransporteerd op het behoeftemoment. 4. Levering van klantspecifieke onderdelen. De goederen die specifiek voor één project zijn ingekocht, worden in het hoofdmagazijn opgeslagen op de zogenaamde klantspecifieke locatie. Het logistiek systeem houdt door middel van de Project Requirements Planning (PRP) bij, wanneer klantspecifieke onderdelen naar de werkvloer moeten worden getransporteerd, om daar direct verwerkt te worden. De beschreven bevoorradingsmethoden (intern en extern) staan afgebeeld in figuur 41. Toelichting productieplanning De productieorders worden gegenereerd vanuit één van de planningsmechanismen zoals MRP of PRP. De productieorders worden wekelijks vrijgegeven (lot-for-lot) en omvatten vast geplande productroutings. Het uitslagadvies zal ontstaan op een OHW-magazijn als er sprake is van OHW Hoofdstuk 6


72

voorraad (figuur 41). De directe uitslag op basis van productieorders gebeurt door middel van SFC of PRP. Aanvulorders worden gegenereerd op basis van de voorraadhoogte in het OHW magazijn. Voor OHW magazijnen is ingesteld dat ze alleen door middel van aanvulorders mogen worden bijgevuld. Vindt er een overboeking plaats vanuit een centrale magazijn van General Supplies naar een OHW magazijn, dan zal dit worden gezien als een daadwerkelijke afboeking van de voorraad. Indien nodig zal er voor het hoofdmagazijn een inkoop- of productieadvies ontstaan om de voorraad weer op peil te brengen. Leverancier Lijnlevering

SIC

MRP

MRP

Centrale magazijn

OHW

2-bin

DRP

OHW

OHW

Externe bevoorradingsmethoden

Klantmagazijn

SFC

PRP

Interne bevoorradingsmethoden

Productieafdelingen

Figuur 41 Materiaal bevoorrading

Optimale bestelhoeveelheden Bij Generals Supplies wordt geen gebruik gemaakt van modellen die de batchgrootte optimaliseren. Aangenomen wordt dat de huidige batchgroottes soms te groot en te klein zijn. Men realiseert zich dat de planning van productieorders problemen geeft ten aanzien van het moment van vrijgave en de hoeveelheid werk die vrijgegeven wordt. Dit leidt namelijk tot alle vormen van onderhanden werk. Tevens gaat men er van uit dat de productieorders voor materialen (bijvoorbeeld subcomponenten voor de Xiria Lasrobot) zo worden vrijgegeven, dat deze materialen exact op het juiste tijdstip arriveren. Variatie maakt dit echter onmogelijk (veel verschillende componenten, leggen van andere prioriteiten) en materialen komen vaak niet op tijd aan. Om de prestaties ten aanzien van materiaalaanvoer te verbeteren en daarnaast de hoeveelheid onderhanden werk te verlagen streeft General Supplies zoveel mogelijk naar de invoering van pull. Een voorbeeld hiervan is de Xiria productielijn. Deze lijn wordt aangestuurd door middel van Kanban.

Kanban op de Xiria productielijn (figuur 42) Kanban is geschikt voor deze productielijn, omdat hier sprake is van een regelmatig vraagpatroon en een relatief hoog volume. Met de invoering van Kanban wordt geprobeert sneller te reageren op de vraag van Low Voltage en Medium Voltage middels het verbeteren van de leverbetrouwbaarheid en het verlagen van de doorlooptijd. Beschrijving Kanban proces Rondom de lasrobot (11a in figuur 37) zijn Kanbanplaatsen gecreëerd, waar de componenten voor de drie- en vierveldbakken horen te liggen. Dit betreffen componenten (geponste en gekante wanden, platen en strips) afkomstig van een ponsmachine (7b) en de kantbanken (7c). De belangrijkste uitgangsmaterialen (platen) voor het ponsen worden gepland en vrijgegeven door middel van MRP. Geponste componenten stromen via het interne opslagmagazijn naar de kantbanken. De geponste en vervolgens gekante plaatdelen worden aangeleverd bij de Xiria robot in series van 24 stuks (zie onderstaande processchema). Hiervoor zijn 3 inbound inventories beschikbaar. Naast deze maakdelen is de Xiria robot afhankelijk van diverse RVS-inkoopdelen. Deze zijn niet Kanban gestuurd en vereisen soms een langere levertijd. Als gevolg hiervan is er regelmatig gebrek aan noodzakelijke

Hoofdstuk 6


73

inkoopgestuurde componenten en staat de lasrobot noodgedwongen stil! Het aansturingsproces is dus slechts intern georganiseerd volgens pull. Na het verbruiken van de componenten op de lasrobot, wordt een signaal gegeven aan de ponsmachines om een nieuwe serie componenten te bewerken (door middel van witte in-process kanban kaarten). Na het lassen van de frames (1 bin = 1 frame/pallet) worden de producten getest op lasdichtheid en vervolgens afgeplakt voor poedercoaten. Hiervoor is een aparte Xiria bankwerkplaats beschikbaar gesteld (11b). Na het testen, het eventueel handmatige mig-/tig nalassen (afkeur producten) en het afplakken stromen de frames richting de poedercoatlijn. Bij de afgifte aan de poedercoatlijn worden de roze kanban kaarten verwijderd en gepost in de Kanbanpostbus bij de lasrobot. Dit is het signaal voor het lassen van een nieuwe reeks frames (10 stuks). Voorafgaand aan het poedercoaten worden nieuwe kanbankaarten (van de poedercoatlijn) bevestigd aan de frames. Na het poedercoaten worden de frames afgemonteerd (bankwerken) en vervolgens geleverd aan het centrale magazijn. De nog bevestigde kanbankaarten worden verwijderd en gepost in de kanbanpostbus aan het begin van de Poedercoatlijn. Eindmontage vind ten slotte nog plaats in het magazijn. De frames worden hier op eindvoorraad aangestuurd (aflevering). -- MRP adviezen --

In-process Pon

Kan

Levertijd = 2 dagen Bin = 24 stuks # KB = 2

Las

Baw

Las

Baw

PCO

Levertijd = 1 dag Bin = 1 kast/ pallet # KB = 10

Baw

Levertijd = 2 dagen Bin = 1 kast/ pallet # KB = 20

Figuur 42 Xiria productie procesflow

Gehanteerde afkortingen in figuur 42: Pon = ponsen (ponsmachine) Kan = kanten (kantbanken) Las = lassen (lasrobot) PCO = poedercoaten (poedercoatlijn) Baw = bankwerken (na lassen en na poedercoaten) Bin = container quantity (batchgrootte) # KB = aantal kanban kaarten in omloop

Legenda: Stroom kanbankaarten Kanbanpostbus Bewerking Voorraadpunt Kanban kaart

6.4.6 Doorlooptijden en bezettingsgraden Na navragen bij verantwoordelijke materiaalplanners en productieleiders is gebleken dat de gegevens die voorhanden zijn over doorlooptijden (productspecifieke bewerkings-, omsteltijden en gemiddelde wachttijden) en bezettingsgraden betrouwbaar zijn. Aan de hand van de doorlooptijden wordt General Supplies in staat gesteld bruikbare HL/MRP release data te genereren. Momenteel staan deze release data duidelijk vermeld op de productielijsten (inclusief data over specifieke doorlooptijden en te volgen productierouting). In hoeverre de bezettingsgraden van de genoemde cellen uit subparagraaf 6.4.4 geschikt zijn voor Polca staat beschreven in hoofdstuk 7.2.

Hoofdstuk 6


74

6.5

Case studie verslag Power-Packer

6.5.1 Bedrijfsoverzicht Power-Packer Power-Packer Global is producent van hydraulische onderdelen voor hoofdzakelijk de automobiel-, truck- en medische industrie. Het bedrijf ontwikkelt, produceert en verkoopt elektrohydraulische bedieningssystemen voor cabriodaken, cabinekantelsystemen voor vrachtauto’s en kantelsystemen voor ziekenhuisbedden, stretchers en behandeltafels. Het hoofdkantoor voor de marktgebieden Europa en Azië is gevestigd in Oldenzaal en biedt werk aan ongeveer 520 mensen (waarvan 20% op uitzendbasis). Power-Packer is een werkmaatschappij van de Amerikaanse holding Actuant. De vestiging in Oldenzaal bestaat uit drie business units: Automotive, Truck & Patiënt Handling en New Hydraulic Systems. Deze case studie is gericht op de deelunit Truck. De deelunit Patiënt Handling wordt buiten beschouwing gelaten, omdat deze markt in verhouding tot die van Truck relatief klein is en daarnaast slechts een klein deel van het productieproces omvat.

Business unit Truck De business kan worden gezien als assembleur én onderdelen leverancier voor een twintigtal mondiale truckfabrikanten, waaronder bekende merken zoals Volvo, Scania, Iveco, DAF en Mercedes. In Nederland is Power-Packer marktleider met een marktaandeel van 100%, op Europees niveau is het marktaandeel ongeveer 60% en op mondiaal niveau 40%. Productie op klantspecificatie Een belangrijk strategisch uitgangspunt van de organisatie is het zoveel mogelijk kunnen afstemmen van de producten en productieprocessen in overeenstemming met de voorkeuren van de klant. De unit heeft daarom een engineering afdeling samengesteld die zich continue bezig houdt met het ontwerpen van hydraulische systemen op basis van de (toekomstige) wensen en behoeften uit de markt. Door het ontwikkelingswerk van de engineerafdelingen worden constant nieuwe doeleinden gevonden voor verbetering van de huidige systemen. De hele organisatie staat in het teken van het continue verbeteren van de werkzaamheden. Door de opening van productiefaciliteiten in onder andere Turkije, Korea en China kan de prijs van de systemen op een acceptabel niveau worden gehouden. Ook binnen de productie van Oldenzaal wordt continue gezocht naar maatregelen en oplossingen om de kosten zo laag mogelijk te drukken, bijvoorbeeld via de invoering van Kaizen. Naast customized componenten maakt Power-Packer grotendeels gebruik van standaard componenten en assembleert deze componenten tot eidproducten. Continue verbetering op productieniveau – implementatie Kaizen Kaizen is een van oorsprong Japans concept; een manier van denken in continue verbetering van processen. Om de engineeringkosten en de relatief hoge loonkosten zoveel mogelijk in de hand te houden is het noodzakelijk het totale productieproces zo efficiënt mogelijk in te richten. Daarnaast opereert Power-Packer binnen de Automotive, een markt waar de prijs grotendeels wordt bepaald door afnemers en een felle concurrentie heerst. Naast deze lage prijs, een hoge leverbetrouwbaarheid en een grote mate van flexibiliteit (met name leverflexibiliteit) eist deze markt ook zero-defects. Al deze eisen probeert de organisatie zoveel mogelijk door te vertalen naar haar toeleveranciers. Cellulaire productie De productielijn van Truck is zoveel mogelijk functioneel ingericht en samengesteld uit lokaal georganiseerde en op elkaar afgestemde werkstations/machines. In de (voor)montage en assemblage wordt zowel machinaal als handmatig geassembleerd. Een belangrijke voorwaarde is dat de bewerkte producten 100% foutloos door de productie moeten stromen. Zo ondergaan alle cilinders na assemblage een eindtest, waarbij op zes verschillende werkstations de hydraulische systemen worden gevuld met olie en tegelijkertijd getest op functionaliteit. Power-Packer werkt nog niet met zelfsturende teams, omdat de meeste werkkrachten een vaste taakstelling krijgen toegewezen. Voor de Hoofdstuk 6


75

toekomst hanteert de organisatie wel de visie om haar werkkrachten steeds flexibeler inzetbaar te maken.

6.5.2 Productassortiment en vraag vanuit de markt Productassortiment De geassembleerde systemen (100-125 verschillende systemen, waarvan ongeveer 15% hardlopers) zijn relatief complexe producten en kunnen bestaan uit vijf basisonderdelen. Deze onderdelen worden niet als één systeem geleverd, maar worden apart verpakt en geleverd aan de klant. In figuur 43 staat het systeem geschetst, zoals deze uiteindelijk door de klant wordt gemonteerd in de truckcabine. De vijf basisonderdelen zijn: 1. 2. 3. 4. 5.

handpomp (100 typen) elektrische pomp (20 typen) hydraulische slangen 2 hydraulische cabinesloten hydraulische cilinder (125 typen)

Figuur 43 Hydraulisch kantelsysteem

Cilinderlijn als uitgangssituatie voor Polca Het productieproces van Power-Packer is gericht op vervaardiging van de hydraulische cilinders (hoofdproductstroom). Een cilinder, waarvan ongeveer 125 verschillende typen kunnen worden geproduceerd, is samengesteld uit ongeveer 35 componenten. Dagelijks levert de productieafdeling meer dan 1000 cilinders. In principe gaat de regel op dat 10% van de producten (de hardlopende cilinders) zorgt voor 90% van de omzet. Deze groep cilinders wordt geleverd aan de grotere truckfabrikanten zoals Scania, DAF en Volvo.

Vraag De vraag naar eindproducten bestaat voor 50% uit gestandaardiseerde en voor 50% uit klantspecifieke producten. De samenstelling van de cilinders en daarmee ook de variëteit aan het type eindproducten verandert continue. De vraag naar producten is het meest onvoorspelbaar bij de langzaam lopende producten. Hier is vaak sprake van een onverwachte piekvraag (volumetoename), directe vraag naar spare parts (vervangingsproducten met zo kort mogelijke levertermijn) en sterke afwisseling in productsamenstellingen. Veranderlijkheid in de vraag Bij Power-Packer is voor het berekenen van de variatiecoëfficiënt gekeken naar het aantal te produceren eindproducten binnen de planningsperiode van week 39 tot en met week 44 (2005). De ingeplande producten tot en met week 38 (2005) kunnen niet meer worden gebruikt, omdat deze inmiddels zijn afgevlakt voor productie. Het gemiddeld aantal wekelijks te produceren eindproducten in de periode van week 39 tot en met week 44 (2005) bedraagt 5740. De berekende wekelijkse standaard afwijking in de vraag naar producten binnen deze periode bedraagt 2-21 %.

6.5.3 Huidige productiestructuur op fabrieksniveau Voor de productie van cilinders hanteert Power-Packer een repeterend productieproces, waarin een vijftal productiestadia achtereenvolgend dienen te worden doorlopen: (Voor)montage, Lassen, Assemblage & Testen, Spuiten en Afterpaint & Verpakken. Gekozen is voor een functionele indeling, omdat elk van de productiestadia vraagt om geheel eigen bewerkingen en productiemiddelen. Werkstations met gelijksoortige bewerkingen zijn lokaal georganiseerd en zoveel mogelijk op elkaar afgestemd, zodat in principe een continue materiaalstroom gerealiseerd kan worden (realiseren van flow).

Hoofdstuk 6


76

Productiecellen Binnen de productiestadia zijn globaal zes “productiecellen” te onderscheidden (zie bijlage F). Deze cellen worden allemaal doorlopen tijdens de productie van de cilinders (er is dus sprake van één globale productrouting): 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Plungermontage Bases Voormontage Lasserij (Lasserij I & Lasserij II) Assemblage Spuiterij Afterpaint en Verpakken

Procesbeschrijving De binnenste kern van de cilinders wordt gevormd door de zogenaamde plungers. Een plunger wordt volledig afgemonteerd in de Plungermontage. In deze werkplaats komen de voorgemonteerde onderdelen (pistons en glands) samen met de gelaste plungerkern. Voor Plungermontage is één machine beschikbaar, waarop kleine series worden gemonteerd. Deze machine is voortdurend bezet. Het lassen van de benodigde plungerkern gebeurt in de Lasserij (I). Één lasrobot is speciaal ingericht voor het lassen van plungers. Daarnaast is er de beschikking over twee lasbanken, waarop laagvolume producten worden bewerkt. De kopstukken van de cilinders, de zogenaamde bases worden voorgemonteerd in de Basesvoormontage. De bases zijn samengesteld uit de zogenaamde POCV onderdelen en pilot pistons. De voorgemonteerde bases worden vervolgens gelast in Lasserij (II). Eén lasrobot is ingericht voor het lassen van de bases aan de (cilinder)buizen. Wanneer het weer gaat om laagvolumeproductie of producten met hoge prioriteit dan kan het lassen van de bases-buizen direct plaatsvinden op een daarvoor ingerichte lasbank. Binnen de Bases-voormontage worden ten slotte nog koppelingen voorgemonteerd. Dit halffabrikaat is benodigd bij het assembleren van de cilinders. De plungers, de gelaste bases en de koppelingen komen op voorraad te liggen voorafgaand aan de Assemblage. In deze cel worden de cilinders volledig geassembleerd, vervolgens gevuld met olie en getest op functionaliteit. Hiervoor zijn 6 werkplekken beschikbaar. Momenteel zijn de meeste werkplekken merkgebonden (Volvo, Scania, Renault, Daf). Indien nodig, kan een afzonderlijk product (bepaald type cilinder) wel kan geassembleerd worden op meerdere werkplekken. (De productrouting is wel vast ingepland, maar hier kan tijdens productie van worden afgeweken: benutten flexibel productievermogen). Na het testen worden de cilinders verplaatst naar de Spuiterij. Hier worden ze stuk voor stuk opgehangen en vervolgens gespoten in de volautomatische spuitbaan. Na het lakspuiten vindt Afterpaint bewerking (eindmontage) plaats en worden de gerede cilinders gecontroleerd en verpakt in de daarvoor beschikbare (veelal merkgebonden) voorraadunits. Magazijn en expeditie Het interne transport van materialen en noodzakelijke gereedschappen wordt grotendeels verzorgd door de zogenaamde “waterspiders”. Deze personen dragen zorg voor materiaaltransport vanuit het magazijn naar verschillende werkstations en het transport van interne orders (en benodigde gereedschappen) tussen producerende en afnemende werkstations. De operators bij de werkstations kunnen hierdoor hun aandacht volledig vestigen op hun eigen productieactiviteiten. Na productie (Afterpaint en Verpakken) worden de gerede producten compleet gemeld door de productieafdeling en vervolgens door expeditie ingeboekt en klaargezet in het magazijn voor transport richting de klant.

Relaties tussen cellen en productroutings Binnen het productieproces zijn sequentiële, simultane en latente relaties herkenbaar. De sequentiële relaties doen zich voor tussen cellen in alle achtereenvolgende productiestadia. Een belangrijke en opvallende simultane relatie heeft betrekking op de uitwisseling van componenten tussen de montage Hoofdstuk 6


77

cellen (= Plungermontage en Bases voormontage) en Assemblage. Deze relatie vereist duidelijke coördinatie, omdat continue de juiste componenten aanwezig moeten zijn om de assemblagelijnen draaiende te houden. Een tweede simultane relatie is herkenbaar, maar dan tussen de montageafdelingen binnen de Plungermontagecel. Hier verrichten de voormontageafdelingen (pistons en glands) activiteiten voor dezelfde order, zonder dat ze onderling aan elkaar gerelateerd zijn; ze zijn slechts producent voor de Plungermontage stroomafwaarts. Daarnaast is de Plungermontage nog afhankelijk van een derde stroom materialen: de gelaste plunger componenten. Simultane relaties tussen afdelingen komen ook nog voor in de Bases voormontage. Flexibel productievermogen Flexibel productievermogen ontstaat doordat op bepaalde plaatsen alternatieve routes kunnen worden gecreëerd. Dergelijke latente relaties zijn te vinden tussen de Plungermontage/Bases voormontage en Assemblage (realiseren van alternatieve routes bij assemblage) én tussen de Spuiterij en Afterpaint (realiseren van alternatieve routes bij Afterpaint).

6.5.4 Huidige productiestructuur op afdelingsniveau Om uit te kunnen zoeken in hoeverre Polca een oplossing is de interne materiaalbeheersing wordt in deze subparagraaf het productieproces op afdelingsniveau geanalyseerd. Aandacht wordt besteed aan de verschillende bewerkingsmomenten, de belangrijkste materialen (cilinderonderdelen) en materiaalstromen, zowel tussen productiecellen als binnen afzonderlijke productiecellen. Tevens wordt gezocht naar opvallende en belangrijke relaties tussen de afzonderlijke productiecellen en worden voorraadposities in kaart gebracht.

Cel 1: Plungermontage A

Plunger lassen

Piston voormontage

Gland voormontage

Floorstock A

A

Afkoelen

Inkoopdelen

Plunger montage

Outbound inventory Cilinder assemblage

Figuur 44 Plungermontage en lasproces I

Het monteren van de plungers kan plaats vinden indien drie, reeds voorgemonteerde, onderdelen beschikbaar zijn en op voorraad liggen in het lokale productiemagazijn voorafgaand aan Plungermontage (zie figuur 44). Dit zijn de gelaste plungers (deze liggen op een centraal voorraadpunt) en de voorgemonteerde pistons en glands (deze liggen op voorraad in het productiemagazijn; floorstock A). Piston en gland voormontage Voor de voormontage van de pistons en de glands (afsluitringen van cilinders) zijn twee werkstations beschikbaar. Deze stations zijn enkel ingericht voor handmatige montagewerkzaamheden (tijdrovend). Deze halffabrikaten worden in een continue proces voorgemonteerd (hoge bezettingsgraad van de Hoofdstuk 6


78

werkstations) en dienen tegelijk met de gelaste plungers (zie cel 3; lasproces I) gereed te komen, om vervolgens door te stromen richting de Plungermontage. De benodigde onderdelen voor het monteren van de plungers (aluminium ringen en diverse type o-ringen) liggen opgeslagen in het lokale productiemagazijn (floorstock A). Met name de hardlopende onderdelen zijn Kanban aangestuurd. De overige onderdelen (85%) worden zoveel mogelijk ordergericht aangestuurd. Plunger montagestation Wanneer de plungers zijn gelast en afgekoeld worden ze door de operator van de Plungermontage (of waterspiders) opgepikt uit outbound inventory van de Lasserij (I) en verplaatst naar de inbound inventory van de Plungermontage. Daarnaast zijn de voorgemonteerde pistons en glands benodigd. Deze materialen, opgeslagen in plastic bakken, worden gepakt uit het lokale productiemagazijn (floorstock A). Ten slotte zijn nog diverse inkoopmaterialen benodigd, zoals borgringen en o-ringen. Al deze materialen staan weergegeven op de bijgevoegde productieorder en dienen te corresponderen met de aanwezige ordernummers in het productiemagazijn. Toch komt het regelmatig voor dat orders niet kunnen worden gelanceerd in de Plungermontage, omdat inkoopdelen of voorgemonteerde onderdelen nog niet aanwezig zijn. Bij aanwezigheid van alle materialen start het monteren van de plungers (bevestigen van de afsluitringen en overige materialen aan de plunger-subassemblies). Hiervoor is slechts één automatisch montagestation beschikbaar. Voor het realiseren van een snelle materiaalstroom en het continue kunnen voeden van de assemblagestations stroomafwaarts dient dit station maximaal bezet te zijn (100%).

Cel 2: Bases Voormontage POCV en Pilot piston voormontage Het montageproces van de bases kopstukken begint met de voormontage van het POCV onderdeel (Pilot Operated Check Velve) enerzijds en het pilot piston onderdeel anderzijds (Zie figuur 45). De voormontage van het POCV onderdeel kan worden uitgevoerd op een tweetal werkstations: één station voor automatische montage en één werkstation die is ingericht voor handmontage. Voor montage van de pilot piston is één station (handmontage) beschikbaar. De benodigde onderdelen voor voormontage van het POCV onderdeel (3-tal) en het pilot piston onderdeel (4-tal) zijn grotendeels Kanban aangestuurd en worden op voorraad gehouden in het lokale productiemagazijn (floorstock B). De gerede POCV’s en pilot pistons vormen aparte tussenvoorraden en worden geplaatst voorafgaand aan de laatste montagestap (Bases voormontage). base-kopstukken Base voomontage Hier zijn twee montagestations beschikbaar, waarop de POCV ’s en pilot pistons worden samengevoegd (= montage van de “gestuurde terugslagklep”) en vervolgens gemonteerd in het base-kopstuk (inkoopdeel). Elk werkstation in de Base voormontage is ingericht voor de montage van een specifiek type basekopstuk. De montagestations zijn dus niet willekeurig inzetbaar, maar productgebonden. De benodigde basekopstukken liggen, voorafgaand aan de basevoormontage, op voorraad en worden deels Kanban, deels ordergericht aangestuurd (figuur 45). Wanneer de base-kopstukken zijn afgemonteerd worden ze in de outbound inventory van de Base-voormontage geplaatst. Hier liggen ze te wachten om opgepikt te worden en vervolgens te worden gelast in de Lasserij (II).

B

POCV voormontage

Pilot piston voormontage

Base voormontage

Outbound inventory Lasserij

Figuur 45 Montage base-kopstukken

Koppeling voormontage Naast de plungers en de bases zijn bij Assemblage nog koppelingen nodig. Hiervoor zijn twee werkstations beschikbaar: één werkstation voor automatische montage (hoogvolume typen) en één werkstation voor handmatige montage (laagvolume typen). In totaal kunnen 6 verschillende Hoofdstuk 6


79

Outbound inventorybase voormontage

koppelingen worden gemonteerd. Een koppeling telt in totaal 6 tot 10 componenten. Deze componenten liggen opgeslagen in het lokale productiemagazijn (floorstock B) en worden grotendeels aangestuurd door middel van Kanban. De afgemonteerde koppelingen worden opgeslagen in het lokale productiemagazijn (floorstock A). Hier liggen ze te wachten om opgepikt te worden door waterspiders of operators van de cilinder assemblage (figuur 46).

B

cilinderbuizen pull-tube

Koppeling voormontage

Aansturing van voorgemonteerde onderdelen Voor de assemblage van de cilinders dienen alle benodigde onderdelen (juiste type plungers, bases en koppelingen) gereed te zijn en op voorraad te liggen in het lokale productiemagazijn (floorstock A) voorafgaand aan de cilinder assemblage.

Base/buis lassen

A

Cilinder assemblage

Figuur 46 Koppeling voormontage en lasproces II

Uit gesprekken met operators op de werkvloer is gebleken dat juist op deze plek productievertraging ontstaat, omdat één of meerdere noodzakelijke componenten uitblijven. Een belangrijke oorzaak is te vinden in de toelevering van niet-hardlopende materialen (ordergestuurde onderdelen). Leveranciers blijken de onderdelen soms niet op tijd (volgens JIT) te kunnen leveren, vanwege problemen in het logistieke proces of gewoonweg het niet beschikbaar zijn van ruw materiaal in de supply-chain.

Cel 3: Plunger lassen (lasproces I) Dit lasproces bestaat uit het samenvoegen van een rond kopstuk (het rod-end) aan een massieve staaf (de plungerstaaf). Met name de grote klantorders en de hardlopende plungers worden op de lasrobot gelast. De bezettingsgraad op de lasrobot is relatief hoog (continue proces). De overige orders, vaak de kleinere partijen, spoedorders of ongewone plungers, kunnen handmatig worden gelast (behoudt volcontinue lasproces en voorkomen van lange omsteltijden op de lasrobot). Voor het handmatig lassen zijn twee willekeurig te gebruiken lasstations beschikbaar. Zowel de plungerstaaf als de rod-end onderdelen zijn Kanban- of ordergestuurd en liggen op voorraad voorafgaand aan het lassen (inbound uitgifte plungers). Opvallend zijn de grote voorraadhoeveelheden na het lassen. Deze ontstaan als gevolg van het noodzakelijke afkoelingsproces (zie figuur 47). Outbound inventory Lassen 40 sec

Koelen 2 uur

Plunger montage

Figuur 47 Afkoelingsproces na lassen

De materiaalstroom na het lassen kan slechts worden versneld door maatregelen te nemen in het huidige lasproces (voorkomen van extreme verhitting na het lassen). Zolang de gelaste plungers niet worden opgepikt door de operators van de Plungermontage, blijven ze in de outbound inventory staan.

Cel 3: Base lassen (lasproces II) Dit proces (figuur 46) bestaat uit het samenvoegen van een drietal componenten: de cilinderbuis, het base-kopstuk en de pull-tube (lasproces II). De pull-tube is de olieleiding die in de lengterichting aan de cilinder is bevestigd. De cilinderbuizen en de pull-tube onderdelen liggen op voorraad voorafgaand aan het lasproces (inbound uitgifte). Ook deze onderdelen zijn Kanban of ordergericht aangestuurd. De benodigde base-kopstukken zijn afkomstig van de Base-voormontage en dienen daar te worden opgepikt door operators van de Lasserij. De gelaste bases blijven in de outbound inventory staan, totdat ze zijn afgekoeld en benodigd zijn bij de cilinder assemblage. (Ook hier leidt het afkoelingsproces tot productievertraging; de gelaste bases kunnen een halve dag blijven liggen voordat ze doorstromen naar de cilinder assemblage.) Hoofdstuk 6


80

Net zoals bij Plunger lassen (lasproces I) is er een mogelijkheid om de bases handmatig te lassen. Hiervoor zijn twee kantelbanken beschikbaar.

Cel 4: Cilinder assemblage De benodigde plungers en de gelaste bases worden door de waterspiders, of door de operators van de cilinder assemblage zelf, geplaatst in de inbound inventory voorafgaand aan het betreffende assemblage station. Daarnaast is men nog afhankelijk van de afgemonteerde koppelingen en overige inkoopmaterialen. Deze materialen liggen opgeslagen in het lokale productiemagazijn (floorstock A). Een individueel assemblagestation is in principe ingesteld om één of meerdere type(n) (merkgebonden) cilinder(s) te assembleren. Dit betekent gelaste echter niet dat de te doorlopen productrouting voor elk type koppelingen/ bases inkoopdelen cilinder vast ligt. Indien nodig kunnen de vier stations plungers willekeurig worden ingezet (in geval van storing, of ter ontlasting van een overbezet station). A Op de stations worden de cilinders in elkaar gezet. Daarna worden de cilinders gevuld met olie en getest op functionaliteit. De geschikte cilinders worden uiteindelijk via transportkarren verplaatst naar de Spuiterij. Opvallend is dat voorafgaand aan de zes assemblagestations grote hoeveelheden (buffer)voorraden worden aangehouden. Dit schijnt noodzakelijk te zijn om de werkstations zoveel mogelijk te voeden (garanderen van productiviteit van mensen en machines).

Cilinder assemblage

batch

spuiterij

Figuur 48 Cilinder assemblage

Cel 5: Spuiterij Aangekomen bij de Spuiterij worden de cilinders stuk voor stuk uit de transportkar (standaard batches) gepakt en opgehangen in de spuitbaan. Vervolgens wordt de gewenste kleur automatisch op de cilinder aangebracht. Door de cilinder eerst statisch te laden, wordt de poederverf als het ware aangetrokken en gelijkmatig verdeelt over het metalen oppervak. Na het lakspuiten moeten de cilinders nog 5 uur drogen, voordat ze doorstromen naar Afterpaint en Verpakken. De maximale bezettingsgraad van de spuitbaan is 70%. De cilinders worden zoveel mogelijk op kleur gesorteerd. Het spuiten wordt zodanig gepland, dat één ploeg in staat is om de aanwezige dagelijkse voorraad (reeds geassembleerde cilinder) af te ronden. In principe staat hiervoor 8 uur ingepland. Gedurende de rest van de dag krijgt het gespoten materiaal de gelegenheid te drogen. Als vooraf blijkt dat 1 ploeg niet in staat is om de aanwezige voorraad cilinders volledig af te ronden, dan wordt overgegaan naar 2-ploegendiensten.

Cel 6: Afterpaint en verpakken De gekleurde cilinders worden in dit laatste productiestadium afgemonteerd en verpakt. Hiervoor zijn 5 lijnen beschikbaar. Ook hier kan routingflexibiliteit worden gecreëerd, omdat elk type cilinder in principe kan worden bewerkt op meerdere lijnen*. Dit geldt dan met name voor lijnen 2, 3 en 4; deze zijn voor ieder type cilinder willekeurig inzetbaar. Lijn 1 is speciaal ingericht voor twee aparte typen cilinders en lijn 5 voor vier typen. Hiermee probeert Power-Packer de volgordeafhankelijke omsteltijden uiteindelijk tot een minimum te beperken. De omsteltijden op de lijnen 2, 3, en 4 worden juist veroorzaakt door de wisselvalligheid van type cilinders en kleurtypen. Voor eindmontage (Afterpaint) liggen diverse inkoopdelen centraal op voorraad (figuur 49). Ook deze onderdelen zijn Kanban of ordergericht aangestuurd. De gerede cilinders worden uiteindelijk gecontroleerd en verpakt in de daarvoor beschikbare en veelal merkgebonden voorraadunits (Scania, *

De routing ligt (net zoals bij Assemblage) van tevoren vast, maar hier kan tijdens productie wel van worden afgeweken. Hoofdstuk 6


81

Daf, Volvo,…). Indien de voorraadlimiet van een unit bereikt is dan wordt deze unit ingeboekt, verplaatst naar het magazijn en eventueel klaar gezet voor transport richting de klant. Elke nietvolledig gevulde voorraadunit wordt op tussenvoorraad (lokaal magazijn) gezet en pas later aangevuld wanneer nieuwe cilinders gereed komen. inkoopdelen

batch

ophangen/ spuiten

drogen 5 uur

afhalen/afterpaint - inpakken

controle

magazijn

Figuur 49 Spuiten en Afterpaint

6.5.5 Materiaalbeheersing en voorraadbeheersing De wijze waarop Power-Packer omgaat met de gehele goederenstroom, de bestelmethoden en ontvangst van de onderdelen staat weergegeven in het onderstaande logistieke model (figuur 50):

Productieplanning De voorspelde orders en verkoop orders betreffende eindproducten worden in het MRP systeem (BAAN4 pakket) ingevoerd door de orderplanning van de afdeling Sales. Voor ieder product wordt een routing aangemaakt. Door invoering van het betreffende itemnummer in MRP wordt automatisch een productieplan gegenereerd. Op dit overzicht staat onder andere vermeld: de te doorlopen productiestadia, de te gebruiken werkstations, de order-release data, en de proctuctietijden* per productiestadium. Vervolgens worden de leverschema’s van klanten vertaald naar MPS niveau. Tevens wordt de benodigde capaciteit (capacity requirements planning) berekend. Met behulp van de MPS gegevens wordt voor alle eindproducten een productieplanning aangemaakt (geplande productieorders). De korte termijnplanning bestaat uit het vrijgeven van SFC orders (Shop Floor Control). Dit beslaat een periode van minimaal 1 week tot maximaal 2 weken vooruit. De lange termijn planning (alles wat na de SFC wordt gepland) bestaat uit geplande MPS productieorders. Na SFC wordt voor elke nieuwe order een stuklijst uitgedraaid. Hierop staat gegeven: de relatie tussen het product, het halfproduct (BOM is samengesteld uit 5 niveaus) en de benodigde onderdelen (itemcodes). Tevens geeft de stuklijst een beschrijving van de afzonderlijke onderdelen en de benodigde aantallen per type onderdeel. De productieorder wordt compleet gemaakt door hier nog de bewerkingsinstructies & tekeningen (Montage, Lassen, Assemblage, en Spuiten) aan toe te voegen.

Interne bevoorradingsmethoden Zowel de SFC- als de MPS-productieorders worden gezien als behoefte om materiaal (grofweg 2000 verschillende onderdelen) in te kopen. Hiervoor hanteert Power-Packer een viertal bestelmethoden: Inkoopschema’s, Eenmalige inkooporders, JIT- en Kanban-afroepen. De eerste twee bestelmethoden worden afgeroepen met behulp van MRP. Hierbij bepaalt het computersysteem, aan de hand van de Bill of Material (BOM) en eventueel de aanwezige voorraad(gegevens), wat de behoefte aan materiaal is. Op elke maandag en donderdag wordt er een MRP-materiaalplanning uitgevoerd en worden de aangepaste inkoopschema’s en eenmalige orders verstuurd naar de leveranciers. 1. Inkoopschema’s voor strategische onderdelen [MRP] Deze levermethode genereert orderadviezen voor Inkoop. Van alle onderdelen waarvan een geldig contract in het systeem staat, voor de betreffende leverancier-artikel combinatie, wordt een leverschema aangemaakt. Dergelijke inkoopschema’s geven een dynamisch beeld van openstaande leveringen en worden na elke MRP run overschreven, mits er behoefte bestaat. De horizon van dit schema staat vastgelegd in het contract.

*

productietijden zijn samengesteld uit (machine) bewerkingstijden en omsteltijden. Hoofdstuk 6


82

Sales forecast

Sales schema’s Sales orders MPS

Productieplanning Geplande productieorders MRP

SFC Prod. orders

Inkoopdelen op contractbasis Ja

Materiaalplanning

Nee

Eenmalige inkooporders

Inkoopschema’s Fax / EDI

JIT

Kanban

Leverancier

Goedkeuring en inboeken

Externe bevoorradingsmethoden Centrale magazijn

Order-picking

OHW

OHW

Shop Floor

OHW

OHW

Interne bevoorradingsmethoden

Shop Floor Expeditiemagazijn

Productie

Klant

Figuur 50 Logistieke model Power-Packer

2. Eenmalige inkooporders [MRP] Van alle overige in te kopen onderdelen wordt door MRP een inkoopadvies aangemaakt. Deze eenmalige orders hebben betrekking op artikelen waar nog geen contracten van afgesloten zijn. Dit zijn voornamelijk de “langzaam lopers”. Ook kan materiaal bij de leveranciers worden afgeroepen via de volgende 2 pull-methoden: 3. Kanban afroepen voor strategische onderdelen [SFC] De eerste pull-methode stuurt leveranciers aan met behulp van een Kanban afroep (2-bin systeem). Het bestelsignaal voor dit type inkoopdelen wordt niet gegeven door MRP maar door de hoogte van de fysieke voorraad in productie. Kanban is juist ingezet om de materiaalbeschikbaarheid onafhankelijk te doen zijn van fouten in administratieve gegevens met betrekking tot voorraden en de productie aan te sturen op basis van de daadwerkelijke klantvraag. 4. JIT [SFC] De tweede pull-methode is de ordergerichte werkwijze ofwel Just-in-time (JIT) bestellen. Hierbij wordt, aan de hand van de werkelijke productieplanning, materiaal in de benodigde hoeveelheden afgeroepen bij de leverancier. De tijdbuffer tussen het moment van levering door de leverancier en het moment van productiestart dient bij deze werkwijze minimaal te zijn. Hoofdstuk 6


83

Toelichting JIT Productieorders met een production startdate van maandag tot en met vrijdag in week n+2 worden 1 keer per week op dinsdag in week n gereleased. De betreffende productieafdeling ontvangt na het releasen een lijst met wat er in week n+2 geproduceerd moet worden. Een kopie van deze lijst gaat naar de expediteur. De expediteur maakt van deze weekplanning een dagplanning door het weektotaal te delen door 5. Elke dag heeft daarna ongeveer een zelfde productieaantal. Deze planning wordt vertaald in een leverschema voor de leverancier. Hierbij geldt als stelregel: geplande productie op dag q is leveren op dag q-2. De leverancier krijgt op woensdag in week n een leverschema dat geldt voor de periode van donderdag in week n+1 tot en met woensdag in week n+2. De productieorders worden een dag voor productie door een productiemedewerker uit het magazijn verzameld (orderpicking) en klaargezet op de productieafdeling. Keuze bestelmethode Het gebruik van een bestelmethode hangt direct samen met de manier van voorraadbesturing die wordt gehanteerd per onderdeel. Daarnaast hangt de keuze voor een bestelmethode af van de prijs, het volume, het gewicht, het verbruik en de leverancier van het betreffende onderdeel. Bij Eenmalige inkooporders (2) en JIT (4), waarbij het verbruik onregelmatig of eenmalig is, wordt precies de gewenste hoeveelheid onderdelen besteld. Hierdoor wordt voor deze onderdelen geen voorraad aangehouden. Daarentegen wordt voor de bestelmethoden en Inkoopschema’s (1) en Kanban (3), welke een sterk repeterend karakter hebben wel een voorraad aangehouden. Optimale bestelhoeveelheden Optimale bestelhoeveelheden conform EOQ wordt niet gehanteerd. Hierdoor wordt dus geen afweging tussen bestelkosten en voorraadkosten gemaakt, waardoor het waarschijnlijk is, dat te veel voorraad wordt aangehouden of dat te veel bestelkosten worden betaald. Veel onderdelen hebben een minimale bestelhoeveelheid (MOQ) die overeenkomt met een volle pallet (vaste series van 200 stuks) of een ander gestandaardiseerd type voorraadunit. Kleinere seriegroottes worden afgestemd met de klant; hierbij gaat het vaak om vervangingsonderdelen (spare-parts). Externe- en interne bevoorrading De aangekomen goederen (externe bevoorrading: inkoopschema’s of eenmalige inkooporders) worden door Goederenontvangst ingeboekt en gekeurd. Daarna worden de onderdelen in het centrale magazijn op de juiste locatie opgeslagen en zijn ze beschikbaar om uitgegeven te worden voor productie. De onderdelen voor SFC orders (interne bevoorrading: Kanban en JIT) worden aan de hand van de orderpicklijst uit het magazijn geboekt en gebracht naar de productiemagazijnen (floorstock A of B). In geval er meer dan 2 kanbans per artikel per afdeling zijn, kan eventueel een volle bak direct naar de productievloer gaan. Na productie worden de zogenaamde operations compleet gemeld door de productieafdeling. Gerede producten worden vervolgens door de afdeling Expeditie in het magazijn ingeboekt. Na verscheping richting de klant (confirm planned deliveries) wordt de voorraad uit het expeditiemagazijn afgeboekt en worden de voorspelde ordergegevens in het MRP systeem aangepast.

6.5.6 Doorlooptijden en bezettingsgraden Ook bij Power-Packer zijn voldoende gegevens voorhanden over (productspecifieke) doorlooptijden en de prestaties van afzonderlijke productiecellen. De betrouwbaarheid en bruikbaarheid deze gegevens, voor het berekenen van HL/MRP release data en bezettingsgraden, staat beschreven in paragraaf 7.3.

Hoofdstuk 6


84

6.6

Case studie verslag Parker Filtration

6.6.1 Bedrijfsoverzicht Parker Filtration BV Deze case studie heeft betrekking op het Arnhemse bedrijf Parker Filtration BV. Deze organisatie vormt een onderdeel van Parker Hannifin Corporation, een $7 miljard wereldwijde leider in de productie van motion controle (pneumatiek en hydrauliek). Parker Filtration BV telt circa 100 medewerkers en behaalt een omzet van €15 miljoen, waarvan meer dan 80% betrekking heeft op exportproducten. Parker Filtration produceert en verkoopt filters en kogelkranen voor hydraulische, pneumatische en smeerolie toepassingen. Sinds 2001 maakt Parker Filtration BV deel uit van het in Engeland gevestigde bedrijf Parker Arlon. De verkoop van de producten van Parker Filtration BV vindt plaats in Engeland en is volledig gescheiden van de productiefaciliteit in Arnhem. Directe klant, waaraan Parker Filtration BV levert, is dus eigenlijk de overkoepelende organisatie Parker Arlon.

Productiviteitsverbetering via Lean Het strategische uitgangspunt van de organisatie is het zo efficiënt mogelijk kunnen uitvoeren van de operationele activiteiten, zodat zoveel mogelijk winst wordt gemaakt. Voor het realiseren van efficiëntere productie is eind 2001 gestart met Lean productie. Het centrale idee achter deze filosofie is het kunnen identificeren en vermijden van verspilling, in alle mogelijke vormen. Om hiertoe te komen is Parker Filtration onder andere gestart met het uitvoeren van Value Stream Analysis. Value Stream Analysis Het doel van Value Stream Analysis is het identificeren van de handelingen of processen die geen waarde toevoegen voor de klant. Dergelijke activiteiten dienen zoveel mogelijk vermeden/verwijderd te worden. Parker Filtration gebruikt valuestreamschema’s voor het in kaart brengen van de goederenstromen (product, materiaal, informatie) van de verschillende afdelingen en het identificeren van de belangrijkste probleemgebieden. Naast het vermijden van verspillingen stelt de organisatie zich ten doel om de materialen en halffabrikaten sneller door de productie te laten stromen. Cellular Manufacturing en continuous flow zijn uitgangspunten die hierbij centraal staan (zie ook par. 4.1.1). Continuous flow binnen cellen Bij continuous flow wordt materiaal van waardetoevoegende operatie naar waardetoevoegende operatie verplaatst, met minimale transporttijd en zonder buffers. Machines worden zo dicht bij elkaar geplaatst, dat een product direct kan worden doorgegeven aan de volgende bewerking als een voorgaande bewerking gereed is (one-piece-flow productie). Een aantal werkcellen (zie par. 6.6.3) zijn zodanig ingericht, dat één persoon in principe alle bewerkingen kan doen. Power-Packer werkt niet met zelfsturende teams. De operators beschikken beschikken over een relatief vast takenpakket.

6.6.2 Productassortiment en vraag vanuit de markt Productassortiment Het productassortiment (relatief complexe producten) van Parker Filtration bestaat uit de volgende productfamilies: • Hoge en lage druk filtersystemen; • Hoge en lage druk elementen en • Kogelkranen. Een filtersysteem is een naar omstandigheden aangepaste combinatie van een filterhuis (trechter), een filterelement, een vervuilingsindicator, een bypass constructie en eventueel een magneetzuil. Behalve ingebouwd in filterhuizen worden de elementen ook los verkocht ter vervanging van vervuilde Hoofdstuk 6


85

filterelementen. De trechters, de elementen en de indicatoren worden bij Parker Filtration vervaardigd. De overige componenten, zoals de bypass constructie en de magneetzuil betreffen inkoopdelen. Een kogelkraan is een wisselafsluiter waarmee twee filters aan elkaar gekoppeld kunnen worden tot een zogenaamde duplex-filter. Met een duplex-filter is de klant in staat om, zonder dat de installatie stopgezet hoeft te worden, een filterelement te vervangen. Met de kogelkraan kan de oliestroom worden omgezet van het ene filter naar het andere filter. De geassembleerde filtersystemen (lage druk: < 10 bar, middendruk: < 200 bar en hoge druk: tot 400 bar) vinden met name hun toepassing in kleinere machines in de zogenaamde mobiele hydrauliek, zoals: graaf-, wegenbouw- en landbouwmachines. Daarnaast worden ze toegepast in (smeer)systemen van grote installaties, zoals: dieselmotoren, olieplatforms, papiermachines en gascompressoren. Voor deze laatste groep worden meestal de grote gegoten duplex-filters gebruikt. De functie van filters is om het vuil, dat altijd in olieleiding-systemen van een machine aanwezig is, zoveel mogelijk af te vangen. Gemonteerd in een olieleiding-systeem beschermen de filters de kritische onderdelen van de machine, zoals pompen en ventielen, tegen slijtage door vuil50.

Vraag Aangezien standaard componenten en tussenproducten (Parker Filtration maakt momenteel gebruik van ongeveer 700 verschillende inkoopdelen) op voorraad liggen en er alleen op klantvraag wordt geassembleerd, kan de productieorganisatie worden getypeerd als assemble-to-order. De vraag naar diverse typen inkoopdelen is over het algemeen stabiel. De vraag naar eindproducten echter is dynamisch (relatief lage herhalingsgraad) en onvoorspelbaar*. Deze onvoorspelbaarheid is het directe gevolg van de uitblijvende forecast naar klantorders. Zo wordt de orderverwerking (orderontvangst en -registratie) grotendeels uitgevoerd door Parker Arlon in Engeland en worden definitieve orders (in seriegroottes van 1-100 stuks) pas op een relatief laat tijdstip doorgegeven aan de vestiging in Arnhem. Veranderlijkheid in de vraag Voor het berekenen van de veranderlijkheid in de vraag konden geen gegevens worden verstrekt (bijvoorbeeld gegevens over het aantal te produceren eindproducten/orderregels voor een aantal achtereenvolgende perioden). Wel kon door de materiaalplanner van Parker Filtration worden toegezegd, dat de standaardafwijking in de gemiddelde vraag naar eindproducten (op weekbasis) groter is dan 20% van het gemiddelde (gemiddelde weekvraag).

6.6.3 Huidige productiestructuur op fabrieksniveau Afbakening case studie Voorafgaand aan de case studie is rekening gehouden met een aantal randvoorwaarden: • Gezien de uiteenlopende bewerkingsmogelijkheden en productieroutings (geen duidelijke relaties tussen opeenvolgende cellen) van de kogelkranen is overwogen deze productstroom tijdens het observatieonderzoek buiten beschouwing te laten. • De Bankwerkerij, Boorderij, Spuiterij en een aparte Lasserij worden niet meegenomen in het onderzoek. Deze afdelingen zijn immers grotendeels gericht op bewerking van kogelkranen. • De uitgangsmaterialen en inkoopcomponenten worden geleverd vanuit het centrale magazijn. Ook gerede eindproducten liggen hier tijdelijk te wachten voordat ze op transport gaan richting de klant. Aangezien het magazijn geen onderdeel uitmaakt van het fysieke productieproces wordt deze afdeling buiten beschouwing gelaten.

50

Informatiebulletin “Aan het werk bij Parker Filtration BV”, juli 2004. Als gevolg van uiteenlopende en continue veranderende productsamenstellingen is het moeilijk een indicatie te geven van het aantal eindproducten. *

Hoofdstuk 6


86

Binnen de drie productiestadia, zoals weergegeven in figuur 51 zijn een vijftal functioneel ingerichte bewerkingsafdelingen te onderscheiden: de Lasserij, de Pliseerderij, de Elementenmakerij, Montage van Indicatoren en Assemblage.

Voorbewerking

Montage

Assemblage

Lasserij mantels

Pliseerderij

Elementenmakerij

Lasserij

Klant

Assemblage

trechters

Klant

Indicatoren inkoopdelen Figuur 51 Productieproces op fabrieksniveau

De bewerkingen die zich binnen deze afdelingen voordoen worden hieronder kort beschreven: Lasserij In de Lasserij worden de buitenmantels, welke benodigd zijn voor de montage van de elementen en de trechters, welke benodigd zijn bij assemblage van drie typen cilinders, voorbewerkt. Hiervoor zijn twee aparte laslijnen gecreëerd. Pliseerderij In de Pliseerderij worden de papieren- en epoxygaas-matjes bewerkt, welke uiteindelijk benodigd zijn bij de montage van de filterelementen. Een matje vormt de binnenste kern van een filterelement en heeft de functie om het vuil uit de olie te filteren. Elementenmakerij De gelaste mantels en de geplisseerde matjes komen terecht bij de elementenmakerij. Deze montageafdeling, samengesteld uit drie productielijnen, is gericht op de montage van 4 typen elementen: 1. 2. 3. 4.

Montage Conventionele elementen Montage Hoge druk elementen Montage Leif elementen Montage Multiflow elementen

Productielijn 1: Conv Productielijn 2: HD Productielijn 3: Leif/MF Productielijn 3: Leif/MF

Voor de montage van Conventionele elementen en Hoge druk elementen zijn twee aparte merkgebonden productielijnen gecreëerd (lijnen 1 en 2). De Leif elementen en de Multiflow elementen worden beide gemonteerd op één en dezelfde productielijn (lijn 3). Een deel van de gemonteerde elementen is gereed product en gaat naar de klant. Het overige deel is halffabrikaat product en uiteindelijk bestemd voor assemblage van diverse filtersystemen. Montage indicatoren In deze werkplaats worden uiteenlopende typen (vervuilings)indicatoren gemonteerd, bestemd voor assemblage van hoge- en lage druk filtersystemen.

Hoofdstuk 6


87

Assemblage Hier komen de elementen (van de Elementenmakerij), de trechters (van de Lasserij) en de indicatoren bij elkaar en worden ze geassembleerd tot diverse soorten filtersystemen. Naast de halffabrikaten zijn ook nog inkoopdelen benodigd. Assemblage is onderverdeeld in vier U-cellen (one-piece-flow) : 1. Assemblage Lage druk filters Productiecel 1: LD-A 2. Assemblage Tanktopper filters Productiecel 2: TPR-A 3. Assemblage Multiflow filters Productiecel 3: MF-A 4. Assemblage Hoge druk filters Productiecel 4: HD-A Elke cel is verantwoordelijk voor de assemblage van een aparte familie filtersystemen.

6.6.4 Huidige productiestructuur op afdelingsniveau Om te onderzoeken in hoeverre het Polca systeem een oplossing is voor de interne materiaalbeheersing wordt in deze paragraaf per afdeling ingegaan op de bewerkingen en de materiaalstromen. Daarnaast worden de (from-to) relaties met externe cellen beschreven en worden de belangrijkste productroutings in kaart gebracht.

Lasserij De Lasserij is samengesteld uit twee productielijnen: 1. Lassen van de (buiten)mantels Het uitgangsmateriaal (plaatwerk aanwezig in floorstock) dat benodigd is voor het lassen van de mantels is reeds op maat aangeleverd door de leverancier of moet nog op maat worden geknipt in de Lasserij zelf. De geknipte staalplaten worden vervolgens gewalst en gerond. De uiteinden van de geronde mantels worden ten slotte door middel van automatisch stift- of naadlassen aan elkaar gehecht. Gerede mantels worden op de centrale outbound inventory van de Lasserij gelegd. Hier liggen ze als halffabrikaat te wachten om vervolgens opgepikt te worden door de Elementenmakerij. 2. Lassen van de trechters (=lage druk filter) Ook de trechters zijn halffabrikaat product, maar dan bestemd voor Assemblage. De trechters bestaan uit twee verschillende buitenmantels. Het uitgangsmateriaal voor deze typen mantels ligt ook kant-enklaar op voorraad (floorstock) of moet eerst nog op maat worden geknipt. De overige onderdelen, zoals bodem en ringkopstuk, worden rechtstreeks geleverd vanuit het centrale magazijn. De trechters worden gewalst, gerond, gelast en vervolgens compleet gemaakt door bevestiging van de bodem en het ringkopstuk. Gerede trechters komen op de outbound inventory te liggen, totdat ze worden opgepikt door de operators van Assemblage (LD-A, TPR-A en MF-A).

Pliseerderij In de Pliseerderij worden twee soorten filtermatjes (papier en epoxygaas) geproduceerd die benodigd zijn voor de hoge- én lage druk elementen. Binnen de afdeling zijn 4 vouw-/snijmachines beschikbaar. Één machine wordt ingezet voor de productie van buffervoorraden (snellopers). Door uiteenlopende afmetingen, in zowel lengte, breedte als dikte, is de variëteit aan matjes enorm. Met name de machines voor epoxygaas (cyclische productie: op dikte vouwen en snijden) vormen binnen deze cel de bottleneck. De oorzaak is te vinden in de lange machine-omsteltijd (ongeveer 1 uur voor opnieuw instellen van gaasdikte). De Pliseerderij krijgt elke 1,5 week een nieuwe lijst met productieorders aangeleverd. Gerede matjes dienen in principe 1 week voor te lopen op de productie van elementen. De gerede matjes worden door de operators van de Pliseerderij verplaatst naar de montagelijnen van de Elementenmakerij. Hier liggen de matjes maximaal 1,5 week op voorraad (onder handen werk). Daarnaast wordt voor diverse typen matjes een buffervoorraad aangehouden (opgeslagen in een apart magazijn).

Elementenmakerij

1.

Conventionele elementen

De Elementenmakerij is gericht voor de montage van 4 typen elementen

Hoofdstuk 6


88

Het montageproces van de Conventionele elementen begint met het verzamelen van de benodigde halffabrikaten (buitenmantels, matjes). Overige benodigde componenten (inkoopdelen zoals: bodems en ringen) worden door middel van 2-bin afgeroepen uit het magazijn en aangeleverd door waterspiders. De halffabrikaten worden aangeleverd door de operators van de Lasserij en de Pliseerderij zelf (figuur 52). Gemiddeld liggen de onderdelen één week op voorraad voordat ze gebruikt worden voor het monteren van de elementen (gevolg: veel “dode voorraad” bij de afzonderlijke productielijnen). Tijdens het montageproces worden de elementen nog verhit in de oven. De elementen verschillen met name van elkaar in afmeting (lengte en diameter). Lasserij

Oven

Mantels

Conv. Elementen

Pliseerderij

Klant

Assemblage

Matjes

Inkoopdelen

Figuur 52 Montageproces Conventionele elementen

Na montage van de elementen wordt een deel verpakt en zijn ze gereed voor verzending richting de klant. Het overige deel van de elementen is benodigd voor assemblage (in LD-A of TPR-A). 2. Leif-elementen De zogenaamde Leif elementen worden ook gemonteerd op een afzonderlijke productielijn. Dit type element bestaat uit rubberen ringen (inkoopdelen) en epoxygaas- of papieren matten (halffabrikaat, afkomstig van de Pliseerderij). Na montage zijn de elementen klaar om verscheept te worden naar de klant όf ze zijn benodigd voor assemblage (in LD-A of TPR-A). Leif Elementen

Pliseerderij Matjes

Klant

Assemblage

Figuur 53 Montageproces Leif elementen

3. Multiflow producten De Multiflow elementen worden op de Leif-elementenlijn voorgemonteerd. Multiflow elementen bestaan uit buitenmantels, epoxygaas- of papieren matten (halffabrikaten) en rubberen ringen (inkoopdelen). Na voormontage worden alleen de elementen met papieren matten nog verhit in de oven van de conventionele elementenlijn (zeldzame relatie). De gerede elementen worden vervolgens in een U-cel (one-piece-flow) afgemonteerd (figuur 54). De inkoopdelen die hierbij benodigd zijn liggen standaard op voorraad en zijn 2-bin aangestuurd. Na montage worden de Multiflow producten direct verscheept richting de klant of verwerkt in de Multiflow assemblagelijn (MF-A). Lasserij Mantels

Oven

Multiflow Elementen Pliseerderij Matjes

Leif lijn

Multiflow montage

Assemblage

Lean-cel

Figuur 54 Montageproces Multiflow elementen

Hoofdstuk 6


89

4. Hoge druk elementen De Hoge druk elementen worden ook gemonteerd op een aparte productielijn. De benodigde mantels zijn grotendeels inkoopdelen en liggen op voorraad (2-bin). De benodigde matjes (epoxygaas) worden direct uit het voorraadmagazijn geput of dienen nog vervaardigd te worden in de Pliseerderij. Tijdens het proces worden de elementen verhit in de oven (figuur 55). Oven Klant

HD Elementen

Pliseerderij Matjes

Assemblage

Figuur 55 Montageproces Hoge druk elementen

Gerede producten worden direct verscheept richting de klant of gebruikt als halffabrikaat bij de assemblage van de hoge druk filters (HD-A). Alle halffabrikaat-elementen worden 5 dagen voordat ze benodigd zijn bij assemblage al gereed gemeld. Het productieschema van de elementenlijn ligt dus één week voor op het productieschema van Assemblage.

Indicatoren

Assemblage

In deze werkplaats wordt een hoge variëteit aan indicatoren geassembleerd die uiteindelijk benodigd zijn bij de filter assemblage (LD-A of HD-A). Alle benodigde onderdelen voor assemblage van de indicatoren liggen op voorraad (2-bin). De gelaste trechters, de indicatoren en de voorgemonteerde elementen komen bij elkaar in de Assemblage. Deze afdeling is opgedeeld in een viertal U-cellen (one-piece-flow) voor de assemblage van filtersystemen: 1. Multiflow assemblagecel (MF-A) In deze U-cel worden de Multiflow filters geassembleerd. De hiervoor benodigde halffabrikaten zijn afkomstig van de elementenmakerij (Multiflow elementen) en de Lasserij (trechters). De overige componenten liggen op locatie op voorraad (2-bin). Lasserij Mantels

Oven

Multiflow Elementen

Multiflow montage

MF-A

Pliseerderij Matjes

Figuur 56 Hoofdproductstroom 1: Multiflow filters

Trechters

2. Hoge druk filter assemblagecel (HD-A) Alle hoge druk elementen stromen door naar deze U-cel. Ook voor assemblage van dit type product zijn trechters benodigd. Deze worden in tegenstelling tot de lage druk filters niet eerst gelast, maar worden rechtstreeks geput uit het magazijn. De overige componenten liggen op locatie op voorraad (2bin). Klant HD Pliseerderij HD_A Assemblage Matjes Elementen

VM indicators

Trechters

Figuur 57 Hoofdproductstroom 2: Hoge druk filters Hoofdstuk 6


90

3. TPR assemblagecel (TPR-A) De elementen Conventioneel en Leif komen in de TPR-assemblagecel terecht. Alleen voor assemblage van conventionele filtersystemen (verwerking van conventionele elementen) zijn trechters en indicatoren benodigd (figuur 58). De overige componenten liggen 2-bin op voorraad. Voor assemblage van de Leif filtersystemen zijn geen trechters benodigd (figuur 59). 4. Lage druk filter assemblagecel (LD-A) Een ander deel van de lage druk filters wordt geassembleerd in de lage druk cel (LD-A). De conventionele elementen en de leif-elementen (halffabrikaten) kunnen dus ook hier terecht komen. Ook voor de verwerking van conventionele elementen zijn bij de Lage druk assemblagecel voorgemonteerde trechters en indicatoren benodigd (figuur 58). Dit geldt niet voor verwerking van de Leif elementen (figuur 59). Ook hier liggen de overige componenten op voorraad (2-bin). Lasserij

TPR-A

Mantels

Conv. Elementen Pliseerderij

LD-A

Matjes

Lasserij Trechters

VM indicatoren Figuur 58 Hoofdproductstroom 3: Conventionele filters

Pliseerderij Matjes

Leif Elementen

TPR-A

LD-A Figuur 59 Hoofdproductstroom 4: Leif filters

6.6.5 Materiaalbeheersing en voorraadbeheersing De wijze waarop Parker Filtration de productieorders plant en welke methoden centraal staan bij het bestellen en ontvangen van materialen staat beschreven in deze paragraaf.

Productieplanning De verkooporders betreffende eindproducten (harde reserveringen; afkomstig van het verkoopcentrum van Parker Arlon in Engeland) worden dagelijks door de orderplanning verwerkt in het MRP systeem. Voor ieder bekend product op MPS niveau wordt een routing/productieplan gegenereerd. De te doorlopen productiestadia zijn bij Parker Filtration standaard, namelijk: Voorbewerking Montage όf Voorbewerking Montage Assemblage. Deze productiestadia, de typen bewerkingen (werkstations, montage- en/ of assemblagelijnen) en bijbehorende autorisatiedata staat duidelijk vermeld op de productielijsten. (Uit observatie is tevens gebleken dat productroutings vast liggen en werkstations niet/weinig universeel inzetbaar zijn.) Bij het genereren van het productieplan wordt per productiestadia uitgegaan van een vaste doorlooptijd van 5 dagen. Deze doorlooptijd van 5 dagen is een gemiddelde en ligt vast voor alle producttypen. (De gemiddelde productiedoorlooptijd voor filtersystemen is dus 3 weken.) Indien het

Hoofdstuk 6


91

gaat om productie van Multiflow, dan wordt rekening gehouden met een extra doorlooptijd van 5 dagen. Nadat voor alle individuele eindproducten een productieplan* is gegenereerd wordt iedere week een overall productieplan uitgedraaid (geplande productieorders). Bij het plannen van de productieorders wordt rekening gehouden met een oneindige capaciteit op afdelingsniveau (+ 100 % volplannen).

Externe bevoorradingsmethoden De MPS-productieorders (actuele klantorders) worden gezien als behoefte om materiaal in te kopen. De belangrijkste bestelmethode die wordt gehanteerd is het bestellen op basis van MRP (figuur 60). Hierbij bepaald het computersysteem, aan de hand van de Bill of Material wat de behoefte aan materiaal is (geen EOQ afstemming). Leverancier

Externe Bevoorradingsmethoden

MRP Centrale magazijn 2-bin

SFC OHW

OHW

Interne Bevoorradingsmethoden

Productieafdelingen

Figuur 60 Materiaal bevoorrading

Interne bevoorradingsmethoden De gearriveerde goederen worden door externe leveranciers afgeleverd aan het centrale magazijn. Voor de overdracht van materialen van het centrale magazijn naar de productieafdelingen worden twee bevoorradingstechnieken gehanteerd: Onderhanden werk door middel van 2-bin Lijnmagazijnen op de montage en assemblage afdelingen worden 3x per dag bevoorraad vanuit het centrale magazijn met een vaste hoeveelheid. Bevoorrading wordt uitgevoerd door de waterspiders. Shop Floor Control (SFC): Goederen, opgeslagen in het centrale magazijn, worden naar de werkvloer gebracht op het behoeftemoment. (Van toepassing bij voorbewerking: Lasserij en Pliseerderij.) Toelichting figuur 60 De productieorders worden gegenereerd vanuit het MRP-planningsmechanisme. Deze orders worden wekelijks vrijgegeven. Het uitslagadvies zal ontstaan op een OHW magazijn als er sprake is van OHW voorraad (OHW voorraden zijn bijvoorbeeld de 2-bin voorraadplaatsen of de floorstocks). Aanvulorders worden gegenereerd op basis van de voorraadhoogte in het OHW-magazijn. Indien er een overboeking plaats vindt vanuit het centrale magazijn naar een OHW magazijn, dan zal dit worden gezien als een daadwerkelijke afboeking van de voorraad.

6.6.6 Bezettingsgraden en doorlooptijden Betrouwbaarheid productspecifieke doorlooptijd Productspecifieke doorlooptijden kunnen momenteel nog niet worden gerealiseerd, omdat het inzicht in bewerkingen omsteltijden per item of producttype nog onvoldoende is. Dit gebrekkige inzicht is *

Dit productieplan is samengesteld uit individuele klantorders (lot-for-lot inplannen). Klantorders zijn daarbij niet geclusterd tot optimale productieseriegroottes. Hoofdstuk 6


92

het directe gevolg van de continue veranderende productsamenstellingen en assortimentsuitbreiding van Parker Arlon. Deze onbetrouwbaarheid in productdoorlooptijd wordt opgevangen door voor elke productiestadia (en voor alle producten!) een vaste doorlooptijd van 5 dagen aan te houden. (Met uitzondering van de Multiflowlijn; voor vervaardiging van dit type product wordt een extra doorlooptijd van 5 dagen berekend.) De gekozen doorlooptijd van 5 dagen is, gezien de ruime marge die erop staat (in de vorm van een veiligheidstijd), lang genoeg om onzekerheden in de timing van de productie en vraag op te kunnen vangen. Betrouwbaarheid bezettingsgraden De variatie in het productassortiment en het gebrekkige inzicht in de productspecifieke doorlooptijden (onvoorspelbaarheid) heeft als directe gevolg dat de capaciteit op de productievloer bij Parker Filtration moeilijk te beheersen is. Deze varieert van tijd tot tijd. Toelichting Het uitgebreide productassortiment in combinatie met een lage specialisatiegraad leidt ertoe dat de mix-flexibiliteit van de producten hoog is. Kenmerkend voor Parker Filtration is dan ook, dat de productsamenstelling in het orderpakket sterk kan wisselen in de tijd en dat, als gevolg daarvan, er grote verschillen zijn in capaciteitsbehoefte per product. Doordat vervolgens voor elk type product met een vaste productietijd rekening wordt gehouden, ontstaat een situatie waarin de beladingsgraad van de diverse capaciteitsbronnen sterk kan variëren. Of deze bezettingsgraden van de machines geschikt zijn voor Polca staat beschreven in paragraaf 7.4. Tevens staat in deze paragraaf beschreven welke capaciteitsmaatregelen eventueel getroffen kunnen worden.

Hoofdstuk 6


93

Hoofdstuk 7

Analyse en interpretatie van de case studies |

94

Hoofdstuk 7

Analyse en interpretatie van de case studies

In dit hoofdstuk worden de case studies van Generals Supplies, Power-Packer BV en Parker Filtration BV geanalyseerd. Het doel van deze analyses is om het inzicht in de toepassingsmogelijkheden en beperkingen van het Polca systeem te vergroten. Uitgaande van de beschreven productieprocessen uit hoofdstuk 6 wordt eerst per case studiebedrijf onderzocht binnen welke locaties (zelf gedefinieerde productiecellen*) Polca theoretisch gezien toepasbaar is. Vervolgens wordt onderzocht welke kenmerken of situationele omstandigheden een beperking leggen op de effectiviteit van het Polca systeem of invoering van Polca zelfs in de weg staan. De leidraad voor deze analyses wordt gevormd door een stapsgewijze procedure. Deze procedure wordt eerst toegelicht in paragraaf 7.1. Vervolgens staan in paragraaf 7.2 t/m 7.4 de analyses van de drie case studies centraal. De bevindingen (resultaten) die voortkomen uit de drie analyses worden geëvalueerd in de concluderende paragraaf 7.5.

7.1

Procedure voor analyse van de case studies

Voor een eenduidige analyse is gebruik gemaakt van een stapsgewijze procedure. Deze procedure bestaat uit 7 fasen, welke tijdens de analyse achtereenvolgens dienen te worden doorlopen. De procedure, deels gebaseerd op de theorie (Suri, 1998) en deels gebaseerd op eigen inzicht ten aanzien van het Polca systeem, kan worden beschouwd als een voorlopig ontwerp voor de “Polca Scanning Tool”. Ontwerpgericht onderzoeken Voor het kunnen analyseren van een individuele case studie is het noodzakelijk gebleken gebruik te maken van een ontwerpmodel. Dit model, ofwel het “Polca-raamwerk”, komt tot stand via het in kaart brengen van voor dit onderzoek relevante “cellen”, relaties tussen cellen en corresponderende Polca loops. Alleen aan de hand van dit raamwerk kan inzicht worden verkregen in de bedrijfsspecifieke toepassingsmogelijkheden van Polca. Het raamwerk is dus gebruikt als bril waarmee naar een specifiek productieproces werd gekeken.

Fase I

Achtergrond van de case studie

De eerste fase is gericht op het achterhalen van de achtergrond van het onderzoek naar Polca en de doelstellingen die de organisatie hiermee tracht te bereiken. Zo worden eerst de problemen besproken waarmee de organisatie te maken heeft in de aansturing en beheersing van materialen en waarvoor Polca een oplossing kan zijn. Vervolgens worden realistische managementdoelstellingen gedefinieerd. Deze doelstellingen dienen ertoe om draagvlak te creëren bij de betrokken verantwoordelijken (Management Operations). Tevens kan hiermee het nut van het Polca onderzoek op een eenduidige manier worden gecommuniceerd richting de overige betrokkenen (zoals: Materiaalplanners, Teamleiders en Operators). Met name tijdens de inleidende presentaties bij de drie case studie bedrijven bleek dit uitkomst te bieden.

Fase II

Onderzoeken en checken van de QRM-voorwaarden

In de tweede fase wordt nagegaan of het geselecteerde bedrijf werkelijk voldoet aan de harde voorwaarden, zoals beschreven in par. 6.1.1. Tijdens deze fase: • wordt het bedrijf gekarakteriseerd (ETO/MTO/ATO) en getypeerd (kleinseriefabricage/ projectgewijze fabricage), op basis van het verkregen inzicht in de productieomgeving; • wordt bepaald hoe veranderlijk de vraag naar eindproducten is door na te gaan hoe groot de schommelingen in omzet/het aantal orderregels per week zijn. (Indien de variatiecoëfficiënt hoger is dan 20%, dan wordt aangenomen dat de organisatie te maken heeft met een veranderlijke vraag.)

Fase III

Benoemen van productiecellen

Centraal binnen deze fase staat het identificeren en definiëren van geschikte “Polca-productiecellen”:

*

dus niet de productiecellen zoals deze zijn benoemd door de case studie bedrijven. Hoofdstuk 7


95

Gehanteerde richtlijnen voor het bepalen van de celgrens Er is sprake van een “Polca-productiecel” indien: mensen en middelen (machines en gereedschappen) lokaal zijn georganiseerd ten behoeve van een bepaald type bewerking; deze cel als geheel verantwoordelijk is voor de bewerking van een productfamilie of een familie onderdelen of halffabrikaten (de cel vertegenwoordigd dus een vast onderdeel van het totale oproductieproces); deze minimaal één relatie vormt met een andere productiecel (in de vorm van materiaaluitwisseling). Deze stap is geen check, maar juist gericht op het benoemen van productiecellen. De gebruikte definities voor productiecellen wijkt af van de terminologie, zoals gehanteerd wordt in Suri (1998). Dit is echter wel noodzakelijk voor de ontwikkeling van een geschikt Polca-raamwerk. (Zie par. 6.1.2 voor een nadere toelichting). Verondersteld wordt dat productiecellen die voldoen aan bovenstaande richtlijnen geschikt zijn voor Polca.

Fase IV

Onderzoeken en checken van de overige voorwaarden

Aan de hand van de geïdentificeerde cellen uit fase III wordt onderzocht in hoeverre het geselecteerde bedrijf voldoet aan de overige harde voorwaarden, zoals beschreven in par. 6.1.2. t/m 6.1.4. Tijdens deze fase: • wordt op basis van de aanwezige sequentiële relaties (op fabrieksniveau) bepaald of Polca geschikt is voor aansturing van materialen tussen de cellen; • wordt globaal gecheckt hoe betrouwbaar het capaciteitsplan is door gegevens te verzamelen over gemiddelde bezettingsgraden van de geïdentificeerde cellen; • wordt op basis van het verkregen inzicht in de bezettingsgraden onderzocht of de geïdentificeerde productiecellen geschikt zijn om opgenomen te worden in het Polca-raamwerk; (Hierbij wordt uitgegaan van de bezettingsgraadnorm voor Polca: 30-80%.) • wordt globaal gecheckt of de gemiddelde doorlooptijden van de geïdentificeerde cellen betrouwbaar genoeg zijn voor de realisatie van een effectief HL/MRP systeem;

Fase V

Ontwerp van het Polca systeem

In deze fase wordt gezocht naar oplossingen om de uitwisseling van materialen tussen de geïdentificeerde cellen te verbeteren. Om hiertoe te komen worden vier stappen uitgevoerd: • De geïdentificeerde cellen uit fase IV worden uiteengezet in het zogenaamde Polcaraamwerk; • De lay-out van dit raamwerk dient als uitgangssituatie voor het in kaart brengen van de sequentiële relaties tussen de cellen; • Aan de hand van de geïdentificeerde relaties en op basis van de gegevens uit het MRP systeem worden de belangrijkste productroutings vastgesteld; • Na het in kaart brengen van de relaties en de belangrijkste productroutings worden de corresponderende Polca loops in kaart gebracht. Dit gegenereerde raamwerk dient vervolgens als basis voor het onderzoeken van de effectiviteit van het Polca systeem (fase VI) en het achterhalen van de grenzen van toepasbaarheid voor de betreffende productieorganisatie (fase VII).

Fase V I

Effectiviteit van het Polca systeem

Indien wordt voldaan aan de basisvoorwaarden uit fase II en IV dan zou implementatie van Polca in principe mogelijk zijn. Om vervolgens een uitspraak te kunnen doen over de effectiviteit van het ontworpen Polca-raamwerk, dient te worden onderzocht in hoeverre de organisatie voldoet aan de overige voorwaarden (dit zijn de zachte voorwaarden, zoals beschreven in subparagraaf 6.1.1). Indien een voorwaarde ontbreekt of blijkt dat hier niet volledig aan kan worden voldaan, kan het case studie bedrijf overwegen deze mee te nemen in een nader te ontwikkelen Polca implementatieprogramma. In fase VI wordt onderzocht in hoeverre: Hoofdstuk 7


96

binnen het ontworpen Polca-raamwerk latente relaties aanwezig zijn en of het mogelijk is om via dergelijke relaties productieflexibiliteit te creëren (positief kenmerk; zie par. 6.1.2); binnen het ontworpen Polca-raamwerk simultane relaties aanwezig zijn. Verondersteld wordt namelijk dat dit type relatie een beperking legt op de effectiviteit van Polca (negatief kenmerk; zie par. 6.1.2); het mogelijk is productspecifieke celdoorlooptijden te berekenen. Nagegaan wordt of de hiervoor benodigde gegevens over productspecifieke bewerkings-, setup- en wachttijden betrouwbaar zijn en beschikbaar in MRP; het mogelijk is adequate productielijsten te genereren, waarop staat vermeld: de release data voor de verschillende orders, de productierouting (volgorde van “cellen”) en de werkinhoud per productieorder (berekenen van een geschikte kwantiteitseenheid voor de Polca kaarten); de huidge bevoorradingssystemen in staat zijn om vereiste materiaalbeschikbaarheid te garanderen. de organisatie in staat is op de werkvloer correctieve capaciteitsmaatregelen te nemen, bijvoorbeeld via multi-inzetbaarheid van medewerkers.

• •

•

•

• •

Fase VII

Opsporen van de beperkingen

Op basis van de het verkregen inzicht uit de vorige fasen worden de kenmerken (ten aanzien van het huidige productieproces en de huidige wijze van productieplanning) opgespoord die een beperking leggen op de implementatie/effectiviteit van het Polca systeem. De beperkingen worden beschreven in fasen IV, V en VI. (In paragraaf 7.5 worden de beperkingen geëvalueerd.)

7.2

Analyse case studie General Supplies

Fase I


Eaton Electric NV wordt momenteel gereorganiseerd. In het kader van deze reorganisatie is ook de productie van General Supplies (voortaan GS) opnieuw ingericht, zodat dit beter aansluit op de vraag van Laag- en Middenspanning (assemblage units). Met behulp van Cellular Manufacturing heeft de organisatie in de zomer van 2004 de productie zoveel mogelijk in lijnen gepositioneerd. Een belangrijk doel van deze lay-out wijziging betrof het creëren van overzichtelijke productiestromen op de werkvloer en daarnaast het realiseren van flow-productie. Realiseren van pull productie Met de nieuwe productie lay-out probeert GS de implementatie van het Eaton Lean System te ondersteunen. Naast het realiseren van flow-productie omhelst deze strategie het creëren van een pull gerichte productieomgeving. Met de invoering van het eerste Kanban project op de Xiria productielijn heeft GS een eerste aanzet gedaan tot pull. Binnen de overige productiecellen; Verspanen, Ponserij, Plaatwerk en Koperstraat, is GS nog steeds op zoek naar oplossingen waarmee de leverbetrouwbaarheid kan worden verbeterd en waarmee de doorlooptijd kan worden verlaagd. Leverbetrouwbaarheid en doorlooptijdverkorting zijn belangrijke doelen, omdat de organisatie denkt hiermee de assemblagelijnen van Laag- en Middenspanning directer te kunnen beleveren. GS is benieuwd in hoeverre Polca hiervoor een oplossing is. Het Polca systeem maakt naast pull immers ook gebruik van push. Dit push element laat het toe een productiewijze te creëren, waarin orders zodanig worden gepland dat de vereiste leverdata (= tijdig afleveren van producten aan Laagen Middenspanning) kunnen worden behaald.

Fase II


Type productiebedrijf De variëteit aan items en productsamenstellingen is bij de standaardproducten enorm te noemen. Met uitzondering van de Xiria productlijn en de Hoofdstroomgeleiders is de herhalingsgraad van de vraag naar individuele items binnen deze groep relatief laag en worden producten afgenomen in kleine volumes. Uiteindelijk leidt dit tot een situatie waarin de capaciteitscomplexiteit hoog is (capaciteitsbronnen zijn namelijk niet gespecialiseerd in de vervaardiging van bepaalde producten). De Hoofdstuk 7


97

materiaalcomplexiteit is daarentegen relatief laag te noemen, omdat het aantal componenten of uitgangsmaterialen beperkt is. De eindproducten kunnen dus worden beschouwd als “simpele producten” (zie par. 6.4.2). Bovenstaande productiewijze is het best te typeren als kleinseriefabricage, in een make-to-order productieomgeving. Bij de klantspecifieke producten wordt duidelijk rekening gehouden met de eisen en wensen van de klant. Deze productiewijze is het best te typeren als projectgewijze fabricage in een make-to-order productieomgeving. Daarnaast is productie volgens engineer-to-order van toepassing, omdat soms ook het ontwerpproces onderdeel uitmaakt van de klantordercyclus. Op basis van de beschreven productieomgeving kan GS worden beschouwd als een typische QRM georiënteerde productieorganisatie. Aan deze voorwaarde wordt dus voldaan. Variatiecoëfficiënt De 20% klantspecifieke producten maakt de totale voorspelbaarheid variabel en daarnaast de productomgeving dynamisch en onzeker, omdat men regelmatig moet kunnen voldoen aan plotselinge vraag (piekvraag). Op basis van de piekvragen gedurende de weken 1 t/m 22 van 2005 is gebleken dat de schommelingen in orderregels uiteenlopen tot een percentage van 35 %. Op basis van de berekende variatiecoëfficiënt kan worden aangenomen dat de organisatie te maken heeft met een veranderlijke vraag naar eindproducten. Aan deze voorwaarde wordt dus voldaan. Conclusie fase II: de organisatiekenmerken “productieomgeving” en “veranderlijke vraag” verklaren dat GS zich bevindt in een typische QRM omgeving.

Fase III


De afzonderlijke afdelingen (Verspanen, Ponserij, Plaatwerk en de Koperstraat) zijn ingericht voor de productie van een complete productfamilie. Volgens de theorie (Suri, 1998) zijn dergelijke entiteiten ideaal voor Polca. Echter in de situatie van GS is tussen de afdelingen geen sprake van uitwisseling van materialen (er doen zich geen sequentiële relaties voor). Dit betekent dan ook dat Polca hiervoor geen uitkomst biedt. Tijdens de analyse van het productieproces is wel gekeken naar mogelijkheden om materiaalstromen binnen afzonderlijke afdelingen aan te sturen door middel van Polca. De resultaten van deze analyse worden besproken in fase V. Hier zijn per afdeling de materiaalstromen in kaart gebracht en geanalyseerd op basis van sequentiële relaties tussen cellen en bijbehorende productroutings. (Zie figuur 61 voor een overzicht van alle geïdentificeerde cellen.) Definitie Polca-cel bij General supplies Binnen de case studie van GS wordt een cel dus niet beschouwd als een entiteit dat verantwoordelijk is voor de productie van een bepaalde productfamilie, maar als een entiteit dat een vast onderdeel van het productieproces vormt. Een cel is in dit geval een type machine/werkstation of een aantal lokaal georganiseerde machines/werkstations (incl. vaste operators) ten behoeve van een bepaalde bewerking. Een cel is hiermee verantwoordelijk is voor de productie van een familie onderdelen of halffabrikaten.

Fase IV


Aanwezigheid sequentiële relaties Uit de from-to tabellen is gebleken dat binnen een afdeling elke cel is gerelateerd is aan één of meerdere andere cellen. Geconcludeerd kan worden dat de gedefinieerde cellen geschikt zijn voor aansturing door middel van Polca. Aan deze voorwaarde wordt voldaan Betrouwbaarheid capaciteitsplan Op basis van gegevens over de normale capaciteit (van machines/werkstations in uren/week) en de gerealiseerde bezetting (op basis van bewerkingstijd) in een bepaalde productieperiode, is het mogelijk om voor de geïdentificeerde cellen de gemiddelde bezettingsgraad te berekenen. De berekende bezettingsgraadnormen voor de periode 2004 staan gegeven in figuur 61. GS is in staat om voor de geïdentificeerde productiecellen een betrouwbare bezettingsgraadnorm te berekenen. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Hoofdstuk 7


98

Interpretatie bezettingsgraden Om effectieve invoering van Polca mogelijk te maken dient de bezettingsgraadnorm op de betrokken resources rond de 30-80% te liggen (zoals aangenomen in par. 6.1.4). Tijdens de case studie is onderzocht welke van de geïdentificeerde cellen binnen deze norm passen: • Op basis van dit capaciteitsplan van 2004 kan worden geconcludeerd dat Polca het meest geschikt is binnen Verspanen. De bezettingsgraden van de geïdentificeerde cellen vallen allemaal binnen de capaciteitsnorm van 30-80%; • Polca zou ook geschikt kunnen zijn binnen de Ponserij, maar de relatief lage bezettingsgraden bij knippen, boren en tappen (<30%) zouden een beperking kunnen leggen op de effectiviteit van het systeem. In fase V wordt onderzocht of Polca geschikt is voor aansturing van materialen tussen de cellen zagen, ponsen, ontvetten, solderen en trommelslijpen; • Wat betreft de Koperstraat levert alleen bankwerken een beperking op (>80%). Voor de overige cellen die zich bevinden in de Koperstraat (ponsen, buigen, kanten en boren) wordt ook nog onderzocht in hoeverre Polca geschikt is; • De grootste obstakels voor implementatie van Polca kunnen zich voor doen binnen de Plaatwerkerij, omdat de bezettingsgraden van de zaag- en knipmachines, de kantbanken en de Bankwerkerij de norm van 80% ruim overschrijden; Een oplossing voor de capaciteitsbottlenecks binnen de Koperstraat en de Plaatwerkerij is het nemen van corrigerende capaciteitsmaatregelen, zoals het tijdelijk uitbreiden van de capaciteit (in de vorm van overwerk) of het realiseren van capaciteitsflexibiliteit (multi-inzetbare teams). De geschiktheid en uitvoerbaarheid van deze maatregelen wordt onderzocht in fase VI. AFDELING VERSPANEN Cellen Gemiddelde bezettingsgraad

AFDELING PLAATWERK Cellen Gemiddelde bezettingsgraad

Zagen CNC draaimachines CNC freesmachines

80% 58% 71%

Zaagmachines Knipmachines Ponsmachines

112% 111% 66%

Bankwerken

54%

Kantbanken Bankwerken

90% 100%

Cellen

AFDELING PONSERIJ Gemiddelde bezettingsgraad

Zaagmachines

Mig-/Tiglassen

37%

Punt-/Stiftlassen

23%

34%

Knipmachines

14%

Ponsmachines Ontvetten Boren Tappen Solderen

43% 52% 16% 17% 35%

Ponsmachines Buigmachines Kantbanken Boormachines

31% 41% 61% 66%

Trommelslijpen

35%

Bankwerken

100%

AFDELING KOPERSTRAAT Cellen Gemiddelde bezettingsgraad

Figuur 61 Geïdentificeerde cellen per afdeling

Betrouwbaarheid celdoorlooptijden Sinds de reorganisatie van de productie lay-out is het inzicht in de celdoorlooptijden nog niet volledig. De celdoorlooptijden zijn echter wel af te leiden uit de in MRP-Baan aanwezige gegevens over productspecifieke doorlooptijden (zie verder fase VI). MRP-offsetting is dus mogelijk en in principe uitvoerbaar voor alle geïdentificeerde cellen uit de bovenstaande tabel (realisatie van HL/MRP is mogelijk). Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Conclusie fase IV: GS voldoet aan alle harde voorwaarden uit het onderzoeksdomein. Hiermee is de organisatie geschikt bevonden voor onderzoek naar de toepassingsmogelijkheden van Polca.

Fase V


Op basis van de in par. 6.4.4 beschreven productieprocessen wordt in deze fase gekeken naar mogelijkheden om de materiaaluitwisseling binnen Verspanen, Ponserij, Plaatwerk en de Koperstraat Hoofdstuk 7


99

te beheersen door middel van Polca. Voor het in kaart brengen van de relaties tussen de cellen en de aanverwante productstromen is gebruik gemaakt van from-to-tabellen. Deze tabellen hebben een belangrijke bijdrage geleverd in het verkrijgen van inzicht in de relevante productstromen. De Polca loops die vervolgens in kaart zijn gebracht hebben volledig betrekking op deze stromen. Voor iedere cel staat tevens de berekende bezettingsgraad genoemd. Deze bezettingsgraden dienen inzicht te geven in de effectiviteit van de in kaart gebrachte Polca loops*. Polca-raamwerk Verspanen De meest dominante productstroom (globaal 67% van de eindproducten) binnen Verspanen richt zich op de producten die enkel worden CNC gedraaid of CNC gefreesd en vervolgens worden afgeleverd. Aangezien deze productstroom geen relatie heeft met overige cellen biedt Polca hiervoor geen uitkomst. De overige producten (globaal 33% van de eindproducten) stromen ook over CNC draaien of CNC frezen, maar hebben zagen als voorbewerking. Op basis van deze productroutings kunnen 2 Polca loops worden gecreëerd: één over “zagen – draaien” en één over “zagen – frezen” (zie figuur 62). De hoeveelheid kleine productroutings na draaien en frezen is groot. De gedraaide of gefreesde producten die niet worden afgeleverd stromen door naar bankwerken. Een mogelijkheid zou kunnen zijn hier ook een link naar toe te leggen. Twee extra Polca loops worden dan gecreëerd: één over “CNC draaien – bankwerken” en één over “CNC frezen – bankwerken”. Na bankwerken kunnen producten stromen naar diverse locaties buiten Verspanen. Elders

CNC Draaien 58%

Zagen

Zeldzame bewerking

Bankwerken

80%

46% CNC Frezen 71%

Figuur 62 Polca-raamwerk voor Verspanen

Waarom leidt Polca tot prestatieverbetering voor Verspanen? Door middel van de eerste twee Polca loops wordt ervoor gezorgd dat het werkaanbod dat dient worden vrijgegeven bij zagen optimaal wordt afgestemd op de interne vraag die voortkomt uit de cellen draaien en frezen. Hiermee wordt uiteindelijk een productiesituatie gecreëerd, waarin: • een optimale balans wordt gevonden tussen het werkaanbod (= productmix) en de beschikbare capaciteit van de cellen zagen, draaien en frezen; • constante (of kleinere) wachtrijen ontstaan tussen zagen en draaien/frezen; • de doorlooptijd tussen zagen en draaien/frezen kan worden gereduceerd (als gevolg van de vorige twee punten). Gezien het kleine percentage producten dat naar bankwerken stroomt worden de twee loops tussen de CNC cellen en bankwerken buiten beschouwing gelaten. Beperkingen Polca bij Verspanen 1. De productroutings zoals weergegeven in figuur 62 zijn gebaseerd op relaties tussen cellen. Indien wordt gekeken naar de productroutings op detailniveau, dan blijken deze routings juist gebaseerd te zijn op vaste relaties tussen machines. (De 12 typen draaien freesmachines zijn wel gegroepeerd ten behoeve van een bepaalde type bewerking, maar niet universeel inzetbaar). Uiteindelijk levert deze situatie (Polca loop uit figuur 62) een beperking op voor Polca, omdat een teruggekeerde Polca kaart bij de zagerij niets zegt over het type machine * Het nemen van correctieve capaciteitsmaatregelen, ter verbetering van de prestaties van een cel, wordt in deze fase van de analyse nog buiten beschouwing gelaten.

Hoofdstuk 7


100

2. 3.

4.

(binnen draaien of frezen) dat dient als vervolgbewerking. Een mogelijke oplossing voor deze beperking zou kunnen zijn het plannen van 12 verschillende loops. (N.B. de 12 geformeerde cellen voldoen dan alleen niet meer aan de gehanteerde richtlijnen voor Polca-productiecellen.) De hoge variëteit aan zeldzame bewerkingen en kleine productstromen richting externe locaties, maakt de planning en coördinatie van Polca kaarten ingewikkeld. Een oplossing wordt gevonden door de inzet van een vast aantal veiligheidskaarten (zie par. 5.5.1). De dominante productstroom (dit zijn de orders die alleen de cellen CNC draaien of frezen aandoen en vervolgens direct worden afgeleverd) kan niet worden beheerst en gecoördineerd door middel van de aanwezige Polca kaarten. Deze kaarten kunnen alleen worden gekoppeld aan orders die vallen onder de overige productstromen (overige 33%). Voor het bepalen van de werkprioriteit van orders die vallen onder de dominantie productstroom dient men dus een andere vrijgavetechniek te ontwikkelen. Het vinden van een balans tussen het werkaanbod en de beschikbare capaciteit in de Polca loops (= stabiliteit van de Polca loops uit figuur 62 ) kan verstoord worden door de dominante productstroom. De vraag naar dergelijke producten is immers niet meegenomen in de berekening van het geschikte aantal Polca kaarten. Deze producten vallen dus buiten de loops.

Polca-raamwerk Ponserij Ook binnen de Ponserij zijn de relevante Polca loops gebaseerd op de meest opvallende productroutings. Het ponsen van de producten is de belangrijkste hoofdtaak (zie figuur 63). Om deze reden concentreren de meeste relaties zich rondom deze cel. Eén dominante stroom producten wordt enkel geponst en daarna afgeleverd. Deze stroom is dus niet geschikt voor Polca. De overige twee dominante productstromen betreffen producten die voorafgaand aan ponsen moeten worden gezaagd of geknipt én producten die na het ponsen richting de cellen boren, tappen, solderen of trommelslijpen stromen. Boren 16%

Tappen 17%

Zagen 34% Ponsen (evt. ontvetten) 43%

Knippen

Solderen 35%

14%

Elders

Trommel –slijpen 35%

Figuur 63 Polca-raamwerk voor Ponserij

Op basis van deze relaties kunnen 6 Polca loops worden gecreëerd. Twee loops tussen ponsen en de stroomopwaartse cellen én 4 loops tussen ponsen en de stroomafwaartse cellen. De aanwezige ponsmachines (8 in totaal) zijn gedeeltelijk productgebonden en gedeeltelijk universeel inzetbaar. Het aanbrengen van Polca loops op machineniveau, zoals dat het geval was bij Verspanen, is hier dus niet noodzakelijk. Producten kunnen na ponsen of na bewerking op de overige vier cellen stroomafwaarts nog terecht komen in externe cellen. Inplannen van een omgekeerde Polca loop Gebleken is dat sommige producten na bewerking in het laatste productiestadium, (bijvoorbeeld na trommelslijpen) weer terugstromen naar ponsen, om daar opnieuw te worden bewerkt. Om deze stroomopwaartse orderstroom te coördineren is het noodzakelijk een extra Polca loop op te nemen. De Polca kaarten binnen deze Polca loop stromen alleen in een omgekeerde richting (teruggekeerde Polca loops bij Trommelslijpen geven aan dat capaciteit is vrijgekomen bij het Ponsen). Hoofdstuk 7


101

Waarom leidt Polca tot prestatieverbetering voor de Ponserij? Binnen de Ponserij biedt Polca de meeste uitkomst tussen de cellen zagen/knippen en ponsen. De twee Polca loops zorgen er namelijk voor dat de vrijgegeven productieorders bij zagen en knippen optimaal wordt afgestemd op de vrijgekomen capaciteit van ponsen. (Met als gevolg: terugdringen van de hoeveelheid onderhanden werk voorafgaand aan ponsen en daarnaast reductie van de interne doorlooptijd). N.B. De Polca loops bieden de meeste uitkomst in situaties waarin de bezettingsgraad van ponsen hoog is (in elk geval hoger dan 43% zoals in de huidige situatie). Gezien het kleine percentage producten dat naar de cellen boren, tappen, solderen en trommelslijpen stroomt worden de vier loops na ponsen buiten beschouwing gelaten. Tevens wordt aangenomen dat materiaaluitwisseling richting deze cellen zonder veel problemen verloopt, omdat de gemiddelde bezettingsgraden binnen deze vier cellen laag zijn (Polca biedt weinig toegevoegde waarde: producten kunnen in principe altijd doorstromen en het onderhanden werk niveau blijft laag). Beperkingen Polca bij Ponserij Zie beperkingen 2, 3 en 4. Polca-raamwerk Hoofdstroomgeleiders Draaien 63%

Ontvetten 52%

Ponsen 22%

Tr. Slijpen 35%

Figuur 64 Polca-raamwerk voor Hoofdstroomgeleiders

De productielijn voor de hoofdstroomgeleiders is een dominante productstroom en gericht op de productie van uiteenlopende geleiders. In principe zou deze productielijn geschikt zijn voor aansturing door middel van Polca (zie figuur 64). De vier cellen zijn immers duidelijk aan elkaar gerelateerd en het totale traject leent zich goed voor pull. Polca-raamwerk Plaatwerk Knippen/ zagen 111%

9%

Ponsen 66%

16% Kanten 90%

Poederc. 46%

3%

Figuur 65 Polca-raamwerk voor Plaatwerk (dominante productstromen)

In het bovenstaande flowschema staan de belangrijkste relaties tussen de cellen van de afdeling Plaatwerk weergegeven. De Xiria lijn productielijn is hier weggelaten, omdat dit pure pull traject al volgens Kanban is ingericht. Centraal binnen Plaatwerk staan de cellen knippen/zagen, ponsen en kanten. Samen vormen deze drie cellen de belangrijkste hoofdstroom. Producten kunnen gereed worden gemeld na ponsen (9% v/d eindproducten) of kanten (16% v/d eindproducten). Sommige producten worden nog gespoten, voordat ze gereed worden gemeld (3% v/d eindproducten). Op basis van bovenstaande hoofdstromen kunnen drie Polca loops worden onderscheiden (zie figuur 65). Prestatieverbetering voor Hoofdstroomgeleiders en Plaatwerk (figuur 65)? Het Polca systeem zorgt ervoor dat materiaal alleen wordt vrijgegeven op de Draaierij indien er interne vraag (vrijgekomen capaciteit vanuit ontvetten en/of ponsen en/of trommelslijpen) én externe vraag (klantvraag; vastgelegd in MRP) optreedt. Hiermee kan worden voorkomen dat “dode voorraad” ontstaat. Hoofdstuk 7


102

Knippen/ zagen 111%

Ponsen 66% Mig-/ tig 37%

2% 15%

Kanten 90%

4%

2%

Poederc. 46%

Punt-/stift 23%

Bankwerk 100%

Figuur 66 Polca-raamwerk voor Plaatwerk (kleine productstromen)

De overige (kleinere) productstromen binnen Plaatwerk staan weergegeven in figuur 66. Ook hier zijn knippen/zagen, ponsen en kanten de centrale bewerkingsstappen, gevolgd door een drietal opvallende vervolgtrajecten. 15% v/d gekante producten (1e vervolgtraject) stroomt door richting poedercoaten en vervolgens bankwerken. Een mogelijkheid bestaat dat producten binnen dit traject poedercoaten overslaan. Dit betekent dat producten na kanten gelijk doorstromen naar bankwerken. 2% v/d gekante producten (2e vervolgtraject) stroomt door richting punt-/stiftlassen en eventueel nog poedercoaten. Ten slotte, 2% v/d gekante producten (3e vervolgtraject) stroomt door richting mig-/tiglassen en eventueel nog poedercoaten. Op basis van deze drie kleine productstromen kunnen een vijftal Polca loops worden onderscheiden. Prestatieverbetering voor Plaatwerk (figuur 66)? Door middel van de drie Polca loops vanaf kanten wordt ervoor gezorgd dat het werkaanbod dat dient worden vrijgegeven bij kanten optimaal wordt afgestemd op de interne vraag die voortkomt uit de cellen mig-/tiglassen, punt-/stiftlassen en bankwerken. Net zoals bij Verspanen wordt er een productiesituatie gecreëerd, waarin • een optimale balans gevonden tussen het werkaanbod (= productmix) en de beschikbare capaciteit van de cellen mig-/tiglassen, punt-/stiftlassen en bankwerken; • constante (of kleinere) wachtrijen ontstaan na kanten; • de doorlooptijd tussen kanten en mig-/tiglassen, punt-/stiftlassen en bankwerken kan worden gereduceerd (als gevolg van de vorige twee punten). Beperkingen Polca bij Plaatwerk Zie beperking 2 en 4 (ten gevolge van de Xiria productielijn). 5. Het schatten van het aantal benodigde Polca kaarten, op basis van de vraag naar te produceren producten tussen cellen, is lastig en onbetrouwbaar, vanwege het aanwezig zijn van uiteenlopende kleine productstromen. 6. De hoge bezettingsgraden van knippen/zagen, kanten en bankwerken zouden een beperking kunnen leggen op de effectiviteit van de Polca loops. Polca gaat er namelijk van uit dat minimaal 20% overcapaciteit benodigd is om variëteit in doorlooptijd (als gevolg van variabiliteit in aankomsttijd van orders en machine-setups) op te kunnen vangen. 7. Specialistisch handwerk/ machinevaardigheid legt een beperking op het realiseren van productie- en capaciteitsflexibiliteit tussen cellen (medewerkers zijn momenteel erg taakgericht en opereren nog autonome teams). GS kan overwegen de bezettingsgraad van deze machines vast te zetten op 80%; middels een vast aantal Polca kaarten. De vraag is alleen of men dan voldoende in staat is om het aantal toegewezen orders tijdig af te ronden. (om te kunnen voldoen aan de werkelijke behoefte dient de bezettingsgraad op deze machines altijd nog hoger te zijn dan 80%). General Supplies streeft naar het ontwikkelen van flexibele en multifunctioneel inzetbare teams (doelstelling).

Hoofdstuk 7


103

Polca-raamwerk Koperstraat De Koperstraat leent zich goed voor Polca, omdat drie duidelijke productstromen aanwezig zijn, namelijk: ponsen, buigen (1), ponsen, kanten (2) en ponsen boren (3). Als vervolg op deze stromen kunnen producten nog terecht komen in de bankwerkerij van de cel Plaatwerk (zeldzame bewerking) en/of de poedercoatlijn. Binnen de Koperstraat kunnen drie Polca loops worden gecreëerd (zie figuur 67). Daarnaast kunnen drie Polca loops worden getrokken richting de externe cel: bankwerken. Prestatieverbetering voor Koperstraat? Zoals bij Verspanen (figuur 62) en Plaatwerk (figuur 66) het geval is, ontstaat middels Polca een mogelijkheid om het werkaanbod bij Ponsen optimaal af te stemmen op de interne vraag stroomafwaarst (voordeel: afstemmen van de capaciteit van de 4 cellen op de bestaande product mix van de Koperstraat). Tevens ontstaat een situatie, waarin de werklast (in de vorm van onderhanden werk en wachtrijen) bij bankwerken kan worden ontlast. Producten, afkomstig van buigen, boren en kanten, worden alleen vrijgegeven indien hier capaciteit is vrijgekomen. Buigen 41%

Ponsen 31%

Bankwerk 100%

Kanten 61%

Poedercoaten

Boren

66%

Figuur 67 Polca-raamwerk voor Koperstraat

Fase VI


Realiseren van productieflexibiliteit Het realiseren van productieflexibiliteit op subcelniveau is, gezien de samenstelling van de Polcaraamwerken uit fase III, niet haalbaar. Hiervoor is een tweetal redenen. Ten eerste, doen zich geen latente relaties op subcelniveau voor (cellen ten behoeve van eenzelfde bewerking zijn immers niet universeel inzetbaar). Ten tweede, staan de productroutings van te voren al vast en is het tijdens productie niet geoorloofd hiervan af te wijken. (Er kan alleen productieflexibiliteit worden gecreëerd op machineniveau. Zo zijn de machines binnen de Koperstraat, de ponsmachines binnen de Ponserij, de knip-/zaagmachines, de kantbanken en de lasstations binnen Plaatwerk universeel inzetbaar.) Aan deze voorwaarde wordt niet voldaan. Aanwezigheid van simultane relaties Simultane relaties doen zich voor binnen de Ponserij en de afdeling Plaatwerk. Aangezien het hier niet gaat om cellen die activiteiten uitvoeren voor eenzelfde order (en dus niet onderling aan elkaar gerelateerd zijn), is coördinatie richting een afnemende cel stroomafwaarts niet nodig. Simultane relaties zijn dus wel aanwezig, maar vormen geen beperking Realiseren van productspecifieke doorlooptijden In principe is het mogelijk productspecifieke celdoorlooptijden te berekenen aan de hand van de in MRP voorhanden gegevens over doorlooptijden (bewerkings-, omsteltijden en gemiddelde wachttijden per product). Na navragen bij productieplanners is gebleken dat deze tijden betrouwbaar genoeg zijn. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Productielijsten De productielijsten zoals deze momenteel worden gegenereerd in MRP omvatten informatie over de route die de producten afleggen (achtereenvolgende bewerkingsstappen op subcel- en machineniveau), de release data voor de afzonderlijke cellen. Op basis van de productspecifieke bewerkingstijden is

Hoofdstuk 7


104

het mogelijk om voor iedere productieorder de noodzakelijke werkinhoud te bepalen. De productielijsten zijn dus geschikt voor Polca. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Materiaalbeschikbaarheid De huidige bevoorradingstechnieken zijn geschikt voor Polca en functioneren naar behoren. Gebleken is dat alleen de Xiria productielijn problemen ondervindt in de tijdige aanlevering van RVSinkoopdelen. Dit levert echter geen beperking op voor Polca, omdat de Xiria productielijn buiten het bereik van dit onderzoek valt (voor toelichting zie fase V). Aan deze voorwaarde wordt dus voldaan. Correctieve capaciteitsmaatregelen Voorheen werd veel aandacht geschonken aan het realiseren van autonome zelfsturende teams. Momenteel streeft General Supplies naar het ontwikkelen van flexibele en multifunctioneel inzetbare teams. Werkkrachten dienen aangestuurd te worden op basis van de vraag en ingezet op plaatsen waar ze juist het hardst benodigd zijn. De inzetbaarheid van werkkrachten over de beschikbare capaciteit is momenteel moeilijk te realiseren (Werkkrachten kunnen nog niet altijd worden ingezet, omdat dit vaak specialistisch handwerk/ machinevaardigheid vereist). Capaciteitsflexibiliteit in de vorm van multiinzetbare teams is dus geen directe oplossing voor de capaciteitsbottlenecks binnen de Koperstraat en de Plaatwerkerij (zie fase IV). Wél kan een oplossing worden gevonden via overwerk; omschakelen van 2 naar 3 ploegen. GS is dus in staat capaciteitsbottleneck op te vangen door middel van corrigerende capaciteitsmaatregelen.

7.3 Fase I

Analyse case studie Power-Packer Achtergrond van de case studie

Power-Packer ondervindt in de praktijk problemen bij de beheersing en aansturing van materialen binnen de cilinderlijn. Vooral de onderstaande vier punten geven aanleiding tot klachten*: 1. Het plunger montagestation (zie figuur 44) dient continue bezet te worden gehouden om de stroomafwaartse materiaalstromen te bevorderen en om de vier assemblagestations te kunnen voorzien van materiaal (voorkomen van capaciteitsleegloop en stilstand bij Assemblage). Hiermee, en gegeven de huidige productmix, kan de plungermontage als bottleneck optreden voor het totale productievolume. 2. Als gevolg van het bovenstaande vormen zich vaak grote voorraden, voorafgaand aan het plunger montagestation en de daaropvolgende assemblagestations (om hiermee een hoge bezettingsgraad te kunnen garanderen). 3. Assemblage heeft naast de Plunger Voormontage een belangrijke relatie met Bases Voormontage (zie figuur 48). Dit betekent dat bepaalde type onderdelen, afkomstig van deze twee stroomopwaartse cellen, tijdig aanwezig moeten zijn om bewerking van een nieuwe order bij Assemblage mogelijk te maken. Het te vroeg óf te laat arriveren van onderdelen bij Assemblage (wat in de praktijk vaak het geval blijkt te zijn) leidt tot capaciteitsverlies en extra onderhanden werk (veel overproductie: onbruikbare bases/plungers die zich ophopen bij de assemblagestations). Om de bovenstaande problemen te voorkomen dient te worden gezocht naar een coördinatiemechanisme voor verbeterde aansturing en uitwisseling van materialen tussen: Voormontage (= Plunger Voormontage en Bases Voormontage) en Assemblage. Polca kan een geschikte oplossing zijn, omdat dit systeem: • ervoor zorgt dat het vrij te geven werk voor de Plunger Voormontage en Bases Voormontage (en daarbij ook het plunger montagestation) wordt afgestemd op de vraag die ontstaat bij Assemblage. Doel 1: garanderen van leverbetrouwbaarheid (Garantie dat materialen op het juiste moment en op de juiste plaats beschikbaar komen.)

*

voortgekomen uit observaties, gesprekken met productieleiders en operators op de werkvloer. Hoofdstuk 7


105

•

ervoor zorgt dat de beschikbare capaciteit van het plunger montagestation en de assemblagestations beter wordt benut en beheerst.

Doel 2: beheersing van de werklast tussen plunger montagestation en de assemblagestations.

Fase II


Type productiebedrijf Indien gevraagd, ontwerpt en ontwikkelt Power-Packer cilindersystemen op klantspecificatie. Voordat een customized cilinder definitief de productie ingaat, moeten eerst prototypes worden gemaakt in de projectfase (maken en testen van de cilinders). Het definitieve eindproduct wordt geassembleerd door gebruik te maken van customized en standaard componenten die op voorraad liggen. Bovenstaande productiewijze is het best te typeren als projectgewijze fabricage in een enigineer-toorder of assemble-to-order productieomgeving. (Alle eindproducten zijn namelijk gebaseerd op bestaande klantenorders.) Toelichting projectgewijze fabricage: De productiesituatie laat zich kenmerken door een: • hoge capaciteitscomplexiteit: de beschikbare capaciteitsbronnen zijn breed inzetbaar, ten gevolge van complexe productsamenstellingen en de lage herhalingsgraad naar eindproducten. • hoge materiaalcomplexiteit: het aantal onderdelen en verschillende type eindproducten is complex en er is duidelijk sprake van een convergerende materiaalstructuur: meerdere montagetrajecten die terecht komen in Assemblage (zie bijlage F). Power-Packer kan op basis van de beschrijving van de productieomgeving worden beschouwd als een QRM georiënteerde productieomgeving. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Variatiecoëfficiënt Voor het berekenen van de variatiecoëfficiënt is uitgegaan van het aantal te produceren eindproducten voor de periode van week 39 t/m week 44 (2005). Deze periode is betrouwbaar, omdat deze eindproducten nog niet zijn afgevlakt voor productie en alle klanten hun bestelling voor de periode tot en met week 44 al hebben gedaan. Op basis van de berekende variatiecoëfficiënt (21%) kan worden aangenomen dat Power-Packer te maken heeft met een veranderlijke vraag naar eindproducten. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Conclusie Fase II: de organisatiekenmerken “productieomgeving” en “veranderlijke vraag” verklaren dat Power-Packer zich bevindt in een typische QRM omgeving.

Fase III


De zes geïdentificeerde productiecellen uit subparagraaf 6.5.3 zijn samengesteld op basis van functionaliteit en zijn zoveel mogelijk gerelateerd aan de te doorlopen productiestadia: (Voor)montage, Lassen, Assemblage, Spuiten en After-Paint. In deze derde analysefase wordt nagegaan of deze entiteiten daadwerkelijk geschikt zijn om opgenomen te worden in het nader te ontwerpen Polcaraamwerk. Tevens worden de gekozen productiecellen op eenduidige wijze gedefinieerd. Plungermontage cel 1 (en 2) De Plungermontage kan als geheel worden opgenomen in het Polca-raamwerk, omdat deze direct gerelateerd is aan Assemblage én geheel verantwoordelijk is voor de productie van een familie halffabrikaten: de plungers (Zie fase IV voor dit eerste scenario). Het feit dat het plunger montagestation, naast voorgemonteerde pistons en glands (= Plunger Voormontage), ook nog afhankelijk is van gelaste plungerelementen, maakt de keuze om de Plungermontage als geheel op te nemen wat ongelukkig. (De gelaste plungerelementen zijn namelijk afkomstig van een aparte productiecel.) Om deze reden is ook gekozen voor een tweede scenario, waarin Plunger Voormontage (= producerende cel) is gescheiden van het plunger montagestation (= afnemende cel). Door het Hoofdstuk 7


106

plunger montagestation te beschouwen als een aparte cel, kan binnen het raamwerk worden gezocht naar oplossingen om de capaciteit tussen dit station en de stroomafwaartse assemblagestations beter te beheersen. Bases Voormontage cel 3 De Bases Voormontage kan in zijn geheel worden opgenomen in het Polca-raamwerk, omdat deze entiteit is ingericht voor vervaardiging van een compleet halffabrikaat én tevens producent is voor Assemblage (aanwezige relatie). Lasserij cel 4 en 5 De Lasserij kan niet als complete cel worden opgenomen in het raamwerk, omdat binnen deze locatie twee verschillende halffabrikaten worden vervaardigd, die op hun beurt weer gerelateerd zijn aan twee verschillende cellen. Het eerste halffabrikaat betreft gelaste plungerelementen (gemaakt in Lascel I), die na het lassen benodigd zijn voor de montage van plungers. Het tweede halffabrikaat betreft gelaste bases (gemaakt in lascel II), die na het lassen benodigd zijn bij Assemblage. Assemblage cel 6 t/m 11 Voorafgaand aan het ontwerp van het Polca-raamwerk is ervoor gekozen ook deze locatie niet te beschouwen als één productiecel, omdat de 6 aanwezige assemblagestations niet volledig universeel inzetbaar zijn*. Zo zal een teruggekeerde Polca kaart bij het plunger montagestation (afkomstig van Assemblage) niets zeggen over het type assemblagestation dat dient als vervolgbewerking. Een oplossing voor dit probleem zou kunnen zijn het plannen van 6 verschillende Polca loops. Om dit mogelijk te maken is het noodzakelijk een individueel assemblagestation te beschouwen als een aparte cel. Spuiterij cel 12 Alle geassembleerde cilinders komen terecht in de Spuitbaan en worden, nadat ze gespoten zijn, afgemonteerd en verpakt (zie After-Paint en Verpakken). De Spuitbaan wordt voor dit onderzoek beschouwd als een volledige productiecel. After-Paint cel 13 t/m 17 De gespoten cilinders komen uiteindelijk terecht in één van de vijf verpakkingslijnen. Aangezien ook deze lijnen niet allemaal universeel inzetbaar zijn (lijn 1 en lijn 5 zijn beide merkgebonden) is overwogen Afterpaint in te delen in 5 specifieke productielijnen. Zie figuur 68 voor een overzicht van alle geïdentificeerde cellen (gerangschikt per productiestadium) Definitie Polca-cel bij Power-Packer Ook binnen de case studie van Power-Packer wordt een cel (type werkstation of een aantal lokaal georganiseerde werkstations) beschouwd als een entiteit dat een vast onderdeel van het productieproces (= cilinderproductielijn) vormt. De geïdentificeerde cellen zijn verantwoordelijk voor: • bewerking of assemblage van een familie halffabrikaten (cellen 6 t/m 11) of • bewerking van een reeds geassembleerd product (cellen 12 t/m 17). Tevens blijkt iedere afzonderlijke cel gerelateerd te zijn aan minimaal één andere cel in de keten.

Fase IV


Aanwezigheid sequentiële relaties Na observatie van de materiaalstromen is gebleken dat elke cel binnen de cilinderlijn is gerelateerd aan één of meerdere andere cellen. Op basis van dit inzicht wordt verondersteld dat de cellen binnen de cilinderlijn geschikt zijn voor aansturing d.m.v. Polca. Aan deze voorwaarde wordt voldaan.

* In het vooronderzoek is gebleken dat een individueel station is ingericht voor de assemblage van één of meerdere type(n) cilinder(s).

Hoofdstuk 7


107

VOORMONTAGE Cel Plunger Voormontage Bases Voormontage

LASSERIJ

Gemiddelde Betrouwbaarheid* bezettingsgraad celdoorlooptijd 100% 90% 50% 95%

Cel Lassen plungers Lassen bases

MONTAGE Cel Plunger montage

SPUITERIJ

Gemiddelde Betrouwbaarheid bezettingsgraad celdoorlooptijd 100% 90%

Cel Spuitbaan

ASSEMBLAGE Cel Station 1 Station 2 Station 3 Station 4 Station 5 (merkgeb.) Station 6 (merkgeb.)

Gemiddelde Betrouwbaarheid bezettingsgraad celdoorlooptijd 100% 95% 100% 70%

Gemiddelde Betrouwbaarheid bezettingsgraad celdoorlooptijd 70% 95% AFTER-PAINT

Gemiddelde Betrouwbaarheid bezettingsgraad celdoorlooptijd 100% 90% 75% 60% 75% 90% 80% 90% 50% 70% 75% 90%

Gemiddelde Betrouwbaarheid Cel bezettingsgraad celdoorlooptijd Lijn 1 30% 85% Lijn 2 25% 85% Lijn 3 25% 85% Lijn 4 (merkgeb.) 30% 95% Lijn 5 (merkgeb.) 20% 95%

Figuur 68 Geïdentificeerde cellen per productiestadium

Betrouwbaarheid capaciteitsplan Voor alle betrokken productiecellen geldt dat productieorders worden ingepland tot een maximale capaciteitsgrens van 100%. Hoe hoog de capaciteitsgrens in de praktijk blijkt te zijn is tijdens de case studie onderzocht. Aan de hand van gegevens over de normale capaciteit en de gerealiseerde bezetting in de periode 2004 is per productiecel de gemiddelde bezettingsgraad berekend. Deze resultaten staan vermeld in figuur 68. Power-Packer is in staat om voor de geïdentificeerde productiecellen een betrouwbare bezettingsgraadnorm te berekenen. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Interpretatie bezettingsgraden Op basis van het verkregen inzicht in de bezettingsgraden is onderzocht welke cellen binnen de bezettingsgraadnorm vallen en dus opgenomen kunnen worden in het Polca-raamwerk: • Op te maken valt dat Polca het meest effectief kan zijn voor de cellen: Bases Voormontage, Assemblagestations 2 t/m 6 en de Spuitbaan. De bezettingsgraden van deze cellen vallen namelijk binnen de bezettingsgraadnorm van 30-80%. • De Plunger Voormontage, het plunger montagestation en de lasmachines kunnen wel een beperking zijn voor Polca, omdat de gemiddelde bezettingsgraden van deze cellen de norm van 80% ruim overschrijden. Deze capaciteitsbottlenecks kunnen voorkomen worden via het nemen van corrigerende capaciteitsmaatregelen. Welke maatregelen voor Power-Packer geschikt zijn staat beschreven in fase VI. • De gemiddelde bezettingsgraad van de verpakkingslijnen ligt onder de normgrens van 30%. Verondersteld wordt dat het Polca systeem geen uitkomst biedt voor dit traject, omdat altijd capaciteit voorhanden is op de verpakkingslijnen. In overleg met betrokkenen vanuit de organisatie is daarom overwogen de verpakkingslijnen niet mee te nemen in het ontwerp van het Polca-raamwerk. Betrouwbaarheid celdoorlooptijden * De doorlooptijden van de verschillende cellen zijn over het algemeen betrouwbaar genoeg (zie figuur 68: betrouwbaarheid van 85-95 %) om te bepalen wanneer een productiecel binnen de productrouting mag beginnen aan een bepaalde order (realiseren van HL/MRP: celspecifieke release data). Een uitzondering op het bovenstaande wordt gevormd door het lassen van de bases (betrouwbaarheid van 70%) en een tweetal assemblagestations (betrouwbaarheid van 60 en 70%). Om de betrouwbaarheid van deze celdoorlooptijden te verbeteren kan worden overwogen rekening te houden met een extra *

percentage van de orders dat precies de geplande doorlooptijd nodig heeft Hoofdstuk 7


108

marge in de doorlooptijd (in de vorm van een veiligheidstijd). Aan deze voorwaarde wordt dus grotendeels voldaan. Conclusie fase IV: In principe voldoet Power-Packer aan alle harde voorwaarden uit het onderzoeksdomein. Hiermee is de organisatie geschikt bevonden voor onderzoek naar de toepassingsmogelijkheden van Polca. Ter afbakening is overwogen de Spuiterij en de verpakkingslijnen niet mee te nemen in de verdere analyse. (De organisatie ondervindt immers geen problemen in de aansturing van orders richting de verpakkingslijnen.)

Fase V


Het ontwerp van het Polca-raamwerk is gebaseerd op de productiestadia Voormontage, Lasserij, Montage en Assemblage (zie figuur 69). Aangezien Power-Packer geen problemen ondervindt bij de aansturing van materialen ná Assemblage (= Spuiterij en After-Paint), wordt dit traject buiten beschouwing gelaten. In het raamwerk staan de relevante cellen, zoals deze in fase III zijn geïdentificeerd, uiteengezet. Tevens zijn, aan de hand van het verkregen inzicht in de materiaalstromen, de from-to relaties in kaart gebracht (zie pijlen). Voor de vervaardiging van een bepaald type cilinder worden in principe alle cellen aangedaan. De enige uitzondering wordt gevormd door de zes assemblagestations; uit deze selectie dient één geschikt station gekozen te worden. Stations 1 t/m 4 zijn in principe universeel inzetbaar en stations 5 en 6 zijn merkgebonden. Planning van de Polca Loops De Plunger Voormontage (dit betreft het voormonteren van de componenten pistons en glands) en het stroomafwaartse plunger montagestation kunnen samen worden beschouwd als één cel. Echter, in figuur 69 worden plunger Voormontage en het daaraan gerelateerde plunger monagestation gezien als twee verschillende cellen. Door het plunger montagestation te beschouwen als een aparte cel, kan binnen het raamwerk worden gezocht naar oplossingen om de materiaaluitwisseling tussen dit station en de assemblagestations beter te beheersen (Zie scenario 1 op de volgende pagina). Om hiertoe te komen wordt gebruik gemaakt van de Polca loops.

Voormontage

Lasserij

Bases

Bases

Montage

Assemblage

100%!

1

Base - buis

WIP!

Max. 2 dagen

2 3

WIP! Bottleneck!

Plunger: Pistons & Glands

Plungerstation

4 5

Plungers Max. 1 dag

100%!

6

Lange doorlooptijd

Figuur 69 Relevante productiestadia binnen de cilinderlijn

Middels het plannen van de juiste loops wordt verondersteld dat Polca een bijdrage kan leveren in het bevorderen van de materiaaldoorstroom richting Assemblage (doorlooptijdverkorting) en het verlagen van het onderhanden werk niveau. Achtergrond onderhanden werk niveau Het plungerstation wordt beschouwd als de belangrijkste bottleneck voor het totale productievolume. Deze dient namelijk continue bezet gehouden te worden om de materiaalstroom richting Assemblage te bevorderen en om daar leegloop te voorkomen (de assemblagestations oefenen dus een grote druk Hoofdstuk 7


109

uit op de prestaties van het plungerstation). Om continue te kunnen draaien is het noodzakelijk dat altijd voldoende componenten (voorgemonteerde pistons en glands) aanwezig zijn en op voorraad liggen voorafgaand aan het plungerstation. Gezien de hoge variëteit aan verschillende typen componenten leidt dit tot een hoog niveau onder handen werk niveau (WIP). De (voor)gemonteerde plungers (en bases) komen vervolgens terecht in het voorraadpunt voorafgaand aan de assemblagestations. Ook hier doet zicht het probleem voor van een te hoog niveau onder handen werk (WIP). Dit wordt veroorzaakt doordat de vraag, die ontstaat bij Assemblage (vraag naar bepaald type plungers), niet wordt afgestemd met de productie van plungers. Zo blijken vaak de noodzakelijke bases wél aanwezig te zijn bij assemblage, maar niet de juiste typen plungers. De “onbruikbare” bases leiden juist tot onnodig veel onderhanden werk voorafgaand aan Assemblage. De Polca loops kunnen een oplossing zijn voor dit probleem, omdat deze ervoor zorgen dat het vrij te geven werk in Plunger Voormontage en Bases Voormontage worden afgestemd op de vraag die ontstaat bij Assemblage. (N.B. Alleen te realiseren bij het tweede scenario.) Naast het constant houden van de hoeveelheid onderhanden werk (toelichting: zie par. 5.2.1) dienen deze loops als coördinatiemechanisme van materialen tussen Voormontage en Assemblage (= doel 1). Achtergrond doorlooptijd De doorlooptijd in het traject tussen de Plunger Voormontage en Assemblage is relatief lang en onbetrouwbaar. De oorzaak voor het ontstaan van deze lange doorlooptijd is de grote variatie in werkaanvoer naar het plunger montagestation en de assemblagestations. Power-Packer heeft namelijk de neiging zich in te dekken tegen variaties in werkaanvoer, door een grote hoeveelheid orders als onderhanden werk aan te houden. Een manier om korte en betrouwbare doorlooptijden te realiseren, is door ervoor te zorgen dat het beheersingsprobleem eenvoudig is. Voor de productiesituatie van PowerPacker wordt verondersteld dat het beheersingsprobleem eenvoudiger wordt indien de beschikbare capaciteit van het plunger montagestation en de assemblagestations beter wordt benut (= beheersing van de werklast; zie par. 5.2.2). De Polca loops kunnen een oplossing zijn voor dit probleem, omdat deze ervoor zorgen dat de beschikbare capaciteit tussen het plunger montagestation en de assemblagestations wordt afgestemd op de bestaande product-mix (= doel 2). Polca-raamwerk cilinderlijn (Scenario 1) Op basis van dit inzicht wordt verondersteld dat het Polca systeem uitkomst biedt voor de aansturing van materialen binnen de cilinderlijn. Om de bovenstaande twee oplossingen inzichtelijk te maken is gekozen voor een tweetal Polca-raamwerken. Deze raamwerken dienen als bril waarmee naar het productieproces van de cilinderlijn wordt gekeken en waarmee de beperkingen voor implementatie van Polca konden worden opgespoord. Scenario 1: “Overlappende Loop” bij Plungermontage In deze situatie is gekozen voor een korte loop over de cellen: “Plungermontage – Assemblage” (in de figuur staat één loop getekend, maar in de werkelijkheid zijn dit er dus zes). Daarnaast is Plungermontage nog gerelateerd aan de stroomopwaartse cel: Pistons. Dus een tweede loop is gecreëerd over de cellen: “Plungermontage – Pistons”. Naast de voorgemonteerde pistons zijn bij Plungermontage ook gelaste componenten benodigd. (In dit raamwerk wordt geen extra loop ingezet over de Plungermontage en de Lasserij, omdat de vrijgave van materialen voor de Lasserij gelijktijdig kan worden aangestuurd met de productievrijgave voor de cel Pistons). Het feit dat een order die zich bevindt in de Plungermontage twee Polca kaarten met zich meedraagt, één van loop “Plungermontage – Assemblage” en één van loop “Plungermontage – Pistons”, verklaart het principe van de “Overlappende Loop”. Naast de plungers zijn bij Assemblage ook de voorgemonteerde bases benodigd. Om deze reden is er een derde (lange) loop gecreëerd tussen de cellen: “Bases – Assemblage” (ook hier zijn er in de werkelijkheid zes van benodigd). Omdat alle voorgemonteerde bases direct worden gelast is het beter Hoofdstuk 7


110

om Base Voormontage en Lassen als 1 cel te beschouwen. Het totaal aantal Polca loops binnen dit scenario bedraagt 13. Bases + Lassen

Ass 1

Plungermontage

Pistons Lasserij

Ass N

Figuur 70 “Overlappende loop” bij Plungermontage

Prestatieverbetering Scenario 1? Verbeterde productiviteit Plungermontage Middels het creëren van een korte loop richting Plungermontage ontstaat een situatie waarin het werkaanbod, aanwezig bij Plungermontage, zo goed mogelijk kan worden afgestemd op de vraag die afkomstig is van Assemblage. Door gebruik te maken van zes soorten stationsgebonden Polca kaarten wordt het mogelijk om de vrijgekomen capaciteit op één van de Assemblage-stations af te stemmen op de aanwezige product-mix bij Plungermontage. Korte doorlooptijd tussen Plungermontage en Assemblage Als gevolg van het vorige punt kan de materiaalstroom richting Assemblage worden bevorderd. Verondersteld wordt namelijk dat reeds gemonteerde producten niet lang hoeven te wachten, maar direct kunnen worden vrijgegeven op een van de assemblagestations (mits wordt voldaan aan de expliciete release data, zoals vastgelegd in HL/MRP). Minder onderhanden werk ná Plungermontage De derde Polca loop van Assemblage richting Bases Voormontage zorgt ervoor dat naast de juiste plungers ook altijd de juiste bases aanwezig zijn bij Assemblage. Hiermee wordt dus voorkomen dat componenten onbruikbaar op voorraad liggen (geen “dode voorraad” voorafgaand aan Assemblage). Minder onderhanden werk vóór Plungermontage De Overlappende Loop van Plungermontage richting Pistons Voormontage zorgt ervoor dat de behoefte aan componenten bij Plungermontage (pistons en glands) precies op tijd wordt gesignaleerd richting Pistons Voormontage. Hierdoor stijgt de productiviteit van de Pistons Voormontage en kan voormontage van onbruikbare componenten worden voorkomen. Beperkingen bij Scenario 1 1. Het verschil in productiedoorlooptijd tussen de trajecten Base Voormontag en Plunger Voormontage (zie figuur 70) kan een beperking opleggen voor het realiseren van een steady flow van voorgemonteerde bases en plungers richting Assemblage. De doorlooptijd van beide materiaalstromen zou (theoretisch gezien) gebalanceerd kunnen worden middels aanpassing van het aantal Polca kaarten in beide loops. De onbetrouwbare doorlooptijden van de lasrobots (als gevolg van variatie in werkaanvoer en bijbehorende machine-omsteltijden) maken de inschatting van het juiste aantal Polca kaarten echter onmogelijk. 2. De Overlappende Loops kunnen niet garanderen dat de interne vraag, die optreedt bij één van de zes assemblagestations, wordt vertaald naar de vrijgave van juiste typen pistons en glands in Plungermontage (Overlappende Loops in een divergente structuur legt een beperking op). Hoofdstuk 7


111

Toelichting beperking 2 De twee Polca loops: “Bases – Assemblage 1” en “Plungermontage – Assemblage 1” (figuur 70) verzekeren altijd dat de juiste typen halffabrikaten (= geproduceerde bases en plungers) aanwezig zijn in de inbound inventory van Assemblage 1. Met andere woorden: de vraag die voortkomt uit assemblage 1 is afgestemd en doorvertaald naar de vrijgave van juiste typen plungers en bases. (Beide Polca loops zijn immers verbonden met Assemblage 1.) De Polca loop “Pistons – Plungermontage” verzekert op zijn beurt dat de vrijgave van componenten in de Voormontage is afgestemd op de vraag die voortkomt uit Plungermontage. De loop kan echter niet garanderen dat specifieke componenten, die vervolgens worden vrijgegeven in Plungermontage, zijn afgestemd op de vraag van Assemblage 1. Deze zouden dus net zo goed benodigd kunnen zijn in één van de andere 5 assemblagestations. Scenario 2: Extended Polca Loop bij Plunger Montage Uit scenario 1 is gebleken dat de Overlappende Loop een beperking oplevert. Om toch te garanderen dat Assemblage 1 de juiste componenten krijgt aangeleverd is een alternatief ontwikkeld in de vorm van een “Lange Loop”. De Lange Loop is vergelijkbaar met een Conwip Loop, omdat niet een constante hoeveelheid werk wordt gepland tussen twee schakels, maar juist over een hele keten (in figuur 71 is dit de keten: “Pistons – Plungermontage – Assemblage”). Voor de autorisatie van nieuwe productieorders wordt nog steeds gebruik gemaakt van Polca kaarten. Zo wordt een Polca kaart na bewerking in Assemblage 1 losgekoppeld en keert deze terug richting Pistons Voormontage. De teruggekeerde Polca kaart is vervolgens het signaal om weer een nieuwe order vrij te geven in de Piston Voormontage. Tegelijkertijd keert er een tweede Polca kaart terug, maar dan richting Base Voormontage (de loop “Bases – Assemblage” blijft dus gehandhaafd). Deze tweede loop garandeert dat Assemblage tevens beschikt over de juiste bases. Het totaal aantal Polca loops binnen dit scenario bedraagt 12. Bases + Lassen

Ass 1

Plungermontage

Pistons Lasserij

Ass N

Figuur 71 Lange loop bij Plungermontage

Voor de productiesituatie van Power-Packer wordt verondersteld dat het beheersingsprobleem eenvoudiger wordt indien de beschikbare capaciteit tussen het plunger montagestation en de assemblagestations beter wordt benut. Prestatieverbetering Scenario 2? • Door de inzet van een vast aantal Polca kaarten binnen de Lange Loop wordt ervoor gezorgd dat de buffervoorraad (WIP) in het traject “Pistons – Plungermontage – Assemblage” tot een lager niveau wordt gebracht. • De Lange Loop zorgt er nu wél voor dat de juiste typen componenten worden geautoriseerd door Assemblage 1. De interne vraag, die optreedt bij één van de zes assemblagestations, wordt dus direct doorvertaald naar de vrijgave van juiste typen pistons en glands in Plungermontage. • Bovenstaande twee punten leiden tot verbeterde capaciteitsbeheersing in het traject tussen Pistons en Assemblage en als gevolg daarvan korte (product)doorlooptijden. • De Lange loop én de loop over de cellen “Bases – Assemblage” dienen beide als vrijgave- en coördinatiemechanisme van materialen tussen de twee Voormontagecellen en Assemblage. Hoofdstuk 7


112

Beperkingen bij Scenario 2 3. De Lange Loop beheerst wel de belading van de Pistons Voormontage, maar niet de belading van Plungermontage, terwijl het plunger montagestation nog steeds de bottleneck is. Toelichting beperking 3 De Lange Loop zorgt er nog steeds voor dat Plungermontage verzekert is van componenten, waarnaar directe vraag is bij Assemblage (dus “dode voorraad” vóór en ná Plungermontage wordt zoveel mogelijk vermeden en gerede plungers kunnen direct doorstromen richting Assemblage). Het nadeel is echter dat de vrijgekomen capaciteit van de Plungermontage niet kan worden afgestemd op de product-mix, zoals deze aanwezig bij Voormontage. Daarnaast kan de product-mix, in dit geval aanwezig bij Plungermontage zelf, niet worden afgestemd op de vraag die optreedt bij één van de assemblagestations. Plungermontage is dus verantwoordelijk voor de beheersing van zijn eigen werklast.

Fase VI


Realiseren van productieflexibiliteit In het traject Voormontage – Plungermontage is geen productieflexibiliteit aanwezig. Dit geldt echter wel voor de eerste vier assemblagestations. Momenteel is een willekeurig station uit deze selectie ingericht voor assemblage van een aantal merkgebonden cilinders (maximaal 5 typen per station), maar in principe zou het mogelijk kunnen deze gereed te maken voor alle typen cilinders. De aanwezigheid van vier universeel inzetbare machines maakt het dus mogelijk routingflexibiliteit te creëren. (zie par. 5.4.1 voor een toelichting). Het voldoen aan deze voorwaarde maakt implementatie van Polca extra aantrekkelijk. Aanwezigheid van simultane relaties Beide Voormontagetrajecten (Base en Plunger) verrichten activiteiten voor dezelfde order, zonder dat ze onderling aan elkaar gerelateerd zijn. Het delen van informatie tussen deze trajecten (en bijbehorende cellen) is nuttig voor het synchroniseren van het afgiftemoment van materialen aan een assemblagecel). Het niet kunnen voldoen aan deze voorwaarde levert een nieuwe beperking op: Beperking bij simultane relaties 4. In figuur 71 is duidelijk sprake van convergentie. Er zijn meerdere halffabrikaten (bases en plungers) nodig voor één bepaalde assemblage. Assemblage kan dus alleen plaatsvinden als elk van de halffabrikaten (in voldoende mate) aanwezig is. Voor de vrijgave van de juiste typen en aantallen componenten in beide convergerende trajecten dient een helder informatieplan/coördinatiemechanisme voorhanden te zijn. Inzicht in productdoorlooptijden Momenteel zijn alle productspecifieke doorlooptijden bekend en vastgelegd in MRP. De bewerkingsen omsteltijden zijn over het algemeen betrouwbaar genoeg voor het berekenen van de productspecifieke celdoorlooptijden. De wachttijden daarnaast blijken niet altijd even betrouwbaar. Zo is uit observatie van de materiaalstromen gebleken dat men niet overal in staat is om de doorlooptijd in de voorraadposities tussen cellen te coördineren. (Dit geldt dan met name voor het traject tussen Plunger Montage en Assemblage.) De oorzaak ligt in de grote variatie in werkaanvoer tussen de twee cellen. Aan deze voorwaarde wordt dus niet volledig voldaan. Dit levert geen beperking op, omdat aangenomen wordt dat na implementatie van Polca de variatie in werkaanvoer automatisch zal afnemen (zie scenario 2). Productielijsten De huidige productielijsten omvatten informatie over vrijgavemomenten van de verschillende orders (de SFC-orders worden één week vooruit gepland) en de route die de producten moeten afleggen. (De Plungermontage bijvoorbeeld kan voor elke productieorder zien welke assemblagestation in de route de volgende is.) Ook bij Power-Packer is het mogelijk om op basis van de productspecifieke bewerkingstijden voor iedere productieorder een geschikte capaciteitskwantiteit te bepalen. Aan deze voorwaarde wordt dus voldaan. Hoofdstuk 7


113

Materiaalbeschikbaarheid Power-Packer ondervindt vooral problemen in de aanlevering van JIT-items. Deze onderdelen dienen zodanig te worden aangeleverd dat magazijnmedewerkers zonder enige controle kunnen aannemen dat de leverancier het juiste type en aantal levert. Echter, de praktijk wijst uit dat het JIT bestellen niet altijd succesvol verloopt. Enkele oorzaken: • Afstemmingsproblemen: er wordt geen rekening gehouden met de productieplanning en de levertermijn van de leverancier. • Keteneffect: ruwe materialen zijn gewoonweg niet beschikbaar. Materiaalbeschikbaarheid kan dus niet altijd worden gerealiseerd. Correctieve capaciteitsmaatregelen Power-Packer werkt niet met zelfsturende teams, omdat de meeste werkkrachten een vaste taakstelling krijgen toegewezen (werkkrachten zijn niet “multi”-inzetbaar). Wel hanteert Power-Packer de visie om de werkkrachten steeds flexibeler inzetbaar te maken, bijvoorbeeld door op alle werkplekken gebruik te maken van overzichtelijke assemblage- en montage-instructies. Met de instructies op papier moet iedereen vrijwel automatisch doorkrijgen wat zijn stap binnen het montage- of assemblageproces inhoudt. Uiteindelijk probeert Power-Packer hiermee de mogelijkheid te creëren om werknemers in te zetten op plaatsen waar ze juist het hardst nodig zijn. Om de overcapaciteit gedurende piekvraag te vullen kan gekozen worden voor een 3-ploegendienst in plaats van een 2-ploegendienst. Ook PowerPacker is in staat capaciteitsbottleneck op te vangen door middel van uitbreiding van de capaciteit (in arbeidsuren).

7.4

Analyse case studie Parker Filtration

Fase I


Parker Filtration is op zoek naar oplossingen om het productieproces betrouwbaarder en beter beheersbaar te maken. De nadruk dient te worden gelegd op een efficiëntere uitwisseling van halffabrikaten tussen afzonderlijke productiestadia: Voorbewerking – Montage – Assemblage. De organisatie is op zoek naar mogelijkheden om: 1. Halffabrikaten sneller en efficiënter te laten stromen tussen opeenvolgende productiestadia; 2. Materiaaluitwisseling tussen de productiestadia eenvoudig en overzichtelijk te beheersen. Deze punten kunnen worden bevestigd uit het feit dat: • Gerede halffabrikaten vaak te lang op voorraad blijven liggen voordat ze doorstromen naar de volgende bewerking. Uit het vooronderzoek is bijvoorbeeld gebleken dat gerede mantels en trechters vaak nog enkele dagen (2 tot 3 dagen) op voorraad blijven, voordat ze pas echt benodigd zijn bij de Elementenmakerij of Assemblage (zie figuur 72); • Ditzelfde geldt voor de elementen. Dit halffabrikaat product wordt gemiddeld 5 dagen voordat deze benodigd is bij Assemblage al gereed gemeld.

Voorbewerking Lasserij mantels Pliseerderij

Montage

Assemblage

WIP! Elementenmakerij

Lasserij trechters

WIP! Assemblage

Lange doorlooptijd Figuur 72 Materiaaluitwisseling tussen de productiestadia

Hoofdstuk 7


114

Het vroegtijdig gereed melden van halffabrikaten leidt tot “dode voorraad” (WIP) voorafgaand aan de Elementenmakerij en Assemblage én een onnodig lange doorlooptijd tussen de opeenvolgende productiestadia. Het directe gevolg hiervan is dat het overzicht van de op voorraad liggende producten verloren gaat en de uitwisseling van materiaalstromen moeilijker te beheersen is. Push staat centraal Op basis van deze achtergrond dient tijdens deze case studie de nadruk te worden gelegd op het push element. De geschetste problemen worden veelal veroorzaakt door de huidige planningswijze. Zo ligt bijvoorbeeld het productieschema van de Elementenmakerij één week voor op het productieschema van Assemblage* en wordt voor elk productiestadium een vaste doorlooptijd van 5 dagen gehanteerd. Het gevolg hiervan is dat tussenproducten automatisch lang blijven liggen, voordat ze mogen doorstromen naar een vervolgbewerking. Een kortere doorlooptijd kan dus alleen worden gerealiseerd indien de in MRP vastgelegde doorlooptijd voor de afzonderlijke productiestadia wordt gereduceerd (kleiner dan 5 dagen). Alleen dan wordt het mogelijk om halffabrikaten eerder vrij te geven voor een vervolgbewerking en biedt Polca uitkomst. Pull als beheersingsmechanisme Naast push dient ook pull te worden geïntroduceerd. Pull, in de vorm van terugkerende Polca kaarten, zorgen namelijk voor beheersing van de materiaalstromen tussen cellen en het tijdig signaleren van de interne vraag (zie par. 5.2).

Fase II


Typering organisatie Gezien het brede assortiment aan te vervaardigen producttypen en de lage herhalingsgraad naar eindproducten (met seriegroottes variërend van 1-100 stuks), kan de productie van filtersystemen en elementen het beste worden getypeerd als kleinseriefabricage. De productieorganisatie kan echter ook worden beschouwd als projectgewijze fabricage. De materiaalcomplexiteit is immers hoog te noemen: er liggen maarliefst 700 verschillende componenten op voorraad en de interne materiaalstromen zijn divers. De capaciteitscomplexiteit is eveneens hoog: machines zijn breed inzetbaar en de beladingsgraad van de capaciteitsbronnen kan sterk variëren. Conclusie: Aangezien Parker Filtration voornamelijk op klantorder assembleert (assemble-to-order) en daarvoor uitsluitend gebruik maakt van componenten en tussenproducten die al op voorraad liggen neigt de productiewijze meer richting kleinseriefabricage. Op basis van bovenstaande typering kan Parker Filtration worden beschouwd als een QRM georiënteerde productieorganisatie. Aan deze voorwaarde wordt dus voldaan. Veranderlijkheid in de vraag De vraag naar eindproducten bleek in de eerste periode van 2005 erg dynamisch te zijn (20–30%). In deze periode ondervond Parker Filtration namelijk uitbreiding van het assortiment, als gevolg van diverse overnames en productieuitbesteding van het overkoepelende Parker Arlon. Op basis van de ingeschatte standaardafwijking in de wekelijkse vraag naar eindproducten (uiteenlopend tot 30%) wordt verondersteld dat Parker te maken heeft met een veranderlijke vraag. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Conclusie Fase II: de bovenstaande twee organisatiekenmerken verklaren dat Parker Filtration zich bevindt in een typische QRM omgeving. *

Datzelfde geldt voor de Pliseerderij; het productieschema voor deze afdeling ligt één week voor op het schema van de Elementenmakerij. Hoofdstuk 7


115

Fase III


In deze fase wordt nagegaan in hoeverre de beschreven afdelingen geschikt zijn om als “cel” opgenomen te worden in het Polca-raamwerk. Vervolgens worden de gekozen productiecellen op eenduidige wijze gedefinieerd. Pliseerderij (cel 1) De Pliseerderij kan worden gezien als een zelfstandige eenheid, waarin mensen en middelen zijn gegroepeerd om één componentenfamilie te bewerken (papieren epoxygaas matjes). De Pliseerderij is direct gerelateerd aan de drie stroomafwaartse montagecellen (Conv, HD, Leif/MF). Lasserij (cel 2 en 3) Ook de Lasserij bij Parker Filtration kan niet als complete cel worden opgenomen in het Polcaraamwerk, omdat binnen deze afdeling twee verschillende halffabrikaten worden bewerkt, die op hun beurt weer gerelateerd zijn aan twee verschillende productiestadia. Het eerste halffabrikaat betreft de gelaste (buiten)mantels, die na het lassen benodigd zijn voor montage van elementen (Conventioneel en Multiflow). Het tweede halffabrikaat betreft gelaste trechters, welke na het lassen benodigd zijn bij Assemblage (LD_A, TPR-A en MF-A). Montage indicatoren (cel 4) Deze werkplaats kan worden gezien als een zelfstandige productiecel die verantwoordelijk is voor de montage van een compleet halffabrikaat (indicators die vervolgens gebruikt worden in de assemblagecellen LD- en HD-A). Elementenmakerij (cel 5 t/m 7) Voor de montage van elementen zijn drie productielijnen ingericht te weten: Conv (1), HD (2) en Leif/MF (3). De productielijnen “Conv” & “HD” zijn ieder apart verantwoordelijk voor de montage van één productfamilie (gereed product) of één familie halffabrikaten (benodigd voor Assemblage). De productielijn “Leif/MF” daarnaast is verantwoordelijk voor de montage van twee productfamilies (beide gereed product) of twee families halffabrikaten (beide benodigd voor Assemblage). Voor dit onderzoek kunnen deze entiteiten worden beschouwd als productiecellen. Ten eerste, omdat ze afzonderlijk een vast onderdeel van het totale productieproces vertegenwoordigen en ten tweede, omdat ze duidelijk gerelateerd zijn aan de stroomopwaartse cellen (Lassen mantels en/of Pliseerderij) en de stroomafwaartse cellen (4 assemblagecellen). N.B. Alleen voor de productie van Multiflow elementen wordt de productielijn “Leif/MF” uitgebreid met de externe Multiflow Montagecel (U-cel). Gezien het repeterende karakter van deze productgroep en ter vereenvoudiging van de samenstelling van het Polca-raamwerk is er voor gekozen om de productielijn en de Montagecel samen te beschouwen als één entiteit (Polca cel). Assemblage (cel 8 t/m 11) LD-A, TPR-A, MF-A en HD-A zijn productiecellen, waarin mensen en middelen zijn gegroepeerd om een bepaalde productfamilie te bewerken. Deze cellen voldoen aan de definitie van Suri (zie par. 5.4.1) en zijn dus volgens de Polca theorie geschikt om opgenomen te worden in het Polca-raamwerk. Zie figuur 73 voor een overzicht van de hierboven geïdentificeerde cellen (gerangschikt per productiestadium). Definitie Polca-cel bij Parker Filtration Uit het bovenstaande is naar voren gekomen dat een geïdentificeerde productiecel geschikt is om opgenomen te worden in het Polca-raamwerk. Elke cel: • is samengesteld uit één of meerdere lokaal georganiseerde machines/werkstations (incl. operators) ten behoeve van een bepaald type bewerking; • is verantwoordelijk voor de bewerking van een familie halffabrikaten (cellen 1 t/m 7) en/of assemblage van een productfamilie (cellen 1 t/m 7); • is minimaal geralateerd aan één andere cel. Hoofdstuk 7


116

Fase IV


Aanwezigheid sequentiële relaties Uit de vorige fase is gebleken dat elke geïdentificeerde cel gerelateerd is aan twee of meerdere andere cellen. De gedefinieerde cellen zijn geschikt voor aansturing door middel van Polca. Aan deze voorwaarde wordt voldaan. Betrouwbaarheid celdoorlooptijden De gemiddelde celdoorlooptijd van 5 dagen is momenteel ruim genoeg om onzekerheden in de timing van de productie op te kunnen vangen. Deze geplande doorlooptijd is geschikt voor het creëren van celspecifieke release data (realiseren van een HL/MRP systeem). Aangezien deze doorlooptijd vast ligt voor alle productiecellen en hard gekoppeld is aan de autorisatie data van alle productieorders, legt deze wel een beperking op voor de effectiviteit van het HL/MRP systeem. Het HL/MRP systeem is zo namelijk niet in staat om kortere doorlooptijden te realiseren. (Terwijl dat toch een belangrijke Polca-doelstelling is van Parker Filtration.) Een gevolg hiervan is dat de kans op “dode voorraad” blijft bestaan. Uit gesprekken met betrokkenen vanuit het productieproces is gebleken dat het schatten van kortere celdoorlooptijden (korter dan 5 dagen) onrealistisch is, vanwege het gebrekkige inzicht in de capaciteitsconsequenties (zie hieronder: “betrouwbaarheid capaciteitsplan”). Daarnaast vermoed men dat het strakker inplannen van celdoorlooptijden de “ruimte” wegneemt, die noodzakelijk is om te kunnen reageren op piekvragen. Aan deze voorwaarde wordt dus niet voldaan. Betrouwbaarheid capaciteitsplan Ook is uit de gesprekken gebleken dat de capaciteit op de productievloer moeilijk te beheersen is als gevolg van de hoge variëteit in te bewerken producten en het gebrekkige inzicht in de productspecifieke doorlooptijden. Deze beheersingsproblematiek is met name ontstaan na uitbreiding van het assortiment begin 2005 en de toename van werkaanvoer, als gevolg van overnames en uitbestedingen. Momenteel is het dan ook niet mogelijk om voor de geïdentificeerde productiecellen betrouwbare gemiddelde bezettingsgraadnormen te berekenen. Aan deze voorwaarde wordt dus niet voldaan. Interpretatie bezettingsgraden In figuur 73 staat voor iedere productiecel de geschatte gemiddelde bezettingsgraad vermeld (periode juni-juli 2005). • Gebleken is dat de twee lascellen (mantels en trechters), de cel Indicatoren en de assemblagecel HD het meest geschikt zijn om opgenomen te worden in het Polca-raamwerk. De gemiddelde bezettingsgraden voor deze vier cellen vallen namelijk nog net binnen de gegeven bezettingsgraad norm (max. 80%). • De overige cellen kunnen wel een beperking vormen voor de prestaties van Polca, omdat deze gemiddelde bezettingsgraden de norm van 80% ruim overschrijden. Voor de de Pliseerderij en de drie elementenlijnen geldt een bezettingsgraad die ver boven 100% uitstijgt. (Als gevolg van overuren.) Ook deze capaciteitbottlenecks kunnen voorkomen worden via het nemen van corrigerende capaciteitsmaatregelen. Welke maatregelen geschikt zijn staat beschreven in fase VI. VOORBEWERKING

VOORMONTAGE

ASSEMBLAGE

Cel

Gemiddelde bezettingsgraad

Cel


Cel


Pliseerderij

> 100%

Elementenlijn Conv

>100%

Assemblage LD

100%

Lassen mantels

80%

Elementenlijn HD

>100%

Assemblage TPR

90%

Lassen trechters

80%

Elementenlijn Leif/MF

>100%

Assemblage MF

100%

Indicatoren

80%

Assemblage HD

80%

Figuur 73 Geïdentificeerde cellen per productiestadium Hoofdstuk 7


117

Beperkingen bij fase IV 1. Onvoorspelbaarheid van de toekomstige vraag naar eindproducten (volume) en het uitblijven van verwachtingen over de variëteit in te bewerken producttypen heeft een nadelig effect op de prestaties van het HL/MRP systeem. Dergelijke situaties kunnen namelijk leiden tot schattingsfouten in de gemiddelde celdoorlooptijd (de doorlooptijd is onbetrouwbaar en kan van tijd tot tijd fluctueren). 2. Deze onbetrouwbare celdoorlooptijden kunnen op hun beurt weer leiden tot schattingsfouten in de benodigde werklast tussen cellen (ofwel het berekenen van het geschikte aantal Polca kaarten binnen een loop, aan de hand van de doorlooptijd LT; zie par. 5.3.2). 3. Het uitblijven van een periodieke forecast naar te produceren eindproducten legt ook een beperking op het berekenen van het geschikte aantal Polca kaarten in een loop (ook dit leidt tot schattingsfouten in de benodigde werklast tussen cellen). Een alternatieve oplossing hiervoor is het gebruik van historische vraagcijfers. Gezien de uitbreiding van het assortiment en toename in het werkaanbod, wordt echter verondersteld dat deze cijfers niet meer betrouwbaar zijn voor de huidige productiesituatie van Parker Filtration. Conclusie fase IV: Parker Filtration voldoet niet aan alle harde voorwaarden uit het onderzoeksdomein. Zo is gebleken dat onvoldoende inzicht in de doorlooptijden en beladingsgraden van cellen een nadelig effect kan hebben op de totale doorlooptijd en de hoeveelheid onderhanden werk. Toch kan de combinatie push-pull een belangrijke bijdrage leveren aan de materiaaluitwisseling tussen cellen. Push, in de vorm van HL/MRP, zou uitkomst kunnen bieden als plannings- en prioriteitsmechanisme voor productieorders tussen cellen. Pull daarnaast, in de vorm van vaste aantallen terugkerende Polca kaarten, als vrijgave- en coördinatiemechanisme van materialen. Om deze redenen wordt Parker Filtration nog steeds geschikt bevonden als case studie bedrijf.

Fase V


De benoemde cellen uit fase III zijn gebruikt voor het ontwerp van het Polca-raamwerk (zie figuur 74). Voor het in kaart brengen van de relaties tussen cellen en het plannen van corresponderende Polca loops is gebruik gemaakt van de stroomschema’s uit subparagraaf 6.6.4 (figuur 56 t/m 59). Deze stroomschema’s hebben betrekking op de productie van elementen en filtersystemen (hoge- en lage druk). Aan de hand van het Polca-raamwerk is vervolgens gezocht naar mogelijkheden om de materiaaluitwisseling tussen de productiestadia Voorbewerking – Voormontage – Assemblage eenvoudig en overzichtelijk te beheersen (doelstelling). Uiteindelijk bleek ook dit raamwerk nuttig te zijn voor het achterhalen van de grenzen van toepasbaarheid van Polca. Relaties en productroutings Kijkend naar de hoofdstromen uit subparagraaf 6.6.4 dan zijn tussen productiestadia Voorbewerking Voormontage de volgende 8 relaties mogelijk: (Lasserij + Pliseerderij) (Lasserij + Pliseerderij) Pliseerderij Pliseerderij

→ → → →

Elementen Conv Elementen MF Elementen Leif Elementen HD

(aantal mogelijke relaties: 2) (aantal mogelijke relaties: 4) (aantal mogelijke relaties: 1) (aantal mogelijke relaties: 1) Aantal Polca loops: 7

Toelichting Bij de voormontage van conventionele elementen zijn gelaste mantels en geplisseerde matjes nodig; dit levert 2 relaties op. Ook bij de voormontage van Multiflow elementen (op Leif/MF) zijn mantels en matjes nodig; dit traject levert 2 relaties op. In tegenstelling tot de Multiflow elementen met papieren matjes, worden de Multiflow elementen met epoxygaas niet verhit. Om toch rekening te kunnen houden met deze productstroom is een alternatieve route gecreëerd (“Voormontage zonder oven”); deze route levert 2 extra relaties op. Bij de voormontage van Leif- en Hoge druk elementen zijn alleen

Hoofdstuk 7


118

matjes benodigd; deze twee trajecten leveren dus 2 relaties op. (De Leif elementen volgen ook de alternatieve route, omdat ook deze niet worden verhit in de oven).

Voorbewerking

Voormontage

Voormontage

(met oven)

(zonder oven)

Assemblage

Indicators

Elementen Conv Lasserij mantels

Pliseerderij

Elementen Leif/MF

Elementen Leif/MF

LD-A

TPR-A Elementen HD

MF-A Lasserij trechters

HD-A

Figuur 74 Polca-raamwerk van Parker Filtration

Kijkend naar de hoofdstromen uit subparagraaf 6.6.4 dan zijn tussen productiestadia Voormontage Assemblage de volgende 6 relaties mogelijk: Elementen Conv Elementen MF Elementen Leif Elementen HD

→ → → →

LD-A en TPR-A MF-A LD-A en TPR-A HD-A

(aantal mogelijke relaties: 2) (aantal mogelijke relaties: 1) (aantal mogelijke relaties: 2) (aantal mogelijke relaties: 1) Aantal Polca loops: 6

Bij de vier assemblagecellen zijn, naast de voorgemonteerde elementen, bijna altijd gelaste trechters benodigd (behalve wanneer het gaat om de assemblage van de Leif-elementen); deze noodzakelijke halffabrikaten leveren 4 relaties op. De indicatoren ten slotte; deze zijn alleen benodigd bij de assemblage van Lage- en Hoge druk filters en levert 2 relaties op. Samengevat: Lassen trechters Voormontage indicators

→ →

LD-A, TPR-A, MF-A en HD-A (aantal mogelijke relaties: 4) LD-A en HD-A (aantal mogelijke relaties: 2) Aantal Polca loops: 6

Plannen van de Polca loops Op basis van de in kaart gebrachte relaties kunnen 19 loops worden gepland: • loops over de cellen die zich bevinden in de productiestadia Voorbewerking en Voormontage (zie figuur 75); • 6 loops over de cellen die zich bevinden in de productiestadia Voormontage en Assemblage en gericht zijn op uitwisseling van elementen (zie figuur 76a) en • 6 loops over de die zich bevinden in de productiestadia Voormontage en Assemblage, maar dan gericht op de uitwisseling van Indicators en glaste trechters (zie figuur 76b).

Hoofdstuk 7


119

Voorbewerking

Voormontage

Voorbewerking

Voormontage

Elementen

Conv Lasserij mantels

Elementen

Lasserij mantels

Leif/MF Pliseerderij

Elementen

HD

Elementen Leif/MF Pliseerderij

Elementen zonder oven

Figuur 75 Geplande Polca loops tussen Voorbewerking en Voormontage

Prestatieverbetering voormontage elementen Verhoging van de productiviteit tussen Voorbewerking en Voormontage • Om de productiviteit van de Pliseerderij te verbeteren* zijn loops gecreëerd, die stromen over de Pliseerderij en de drie stroomafwaartse montagelijnen. Hierdoor ontstaat een situatie waarin het werkaanbod (product-mix), aanwezig bij de Pliseerderij, zo goed mogelijk kan worden afgestemd op de vraag die voortkomt uit de drie montagelijnen. Hiermee kan uiteindelijk “dode voorraad” worden voorkomen; (Dit geldt tevens voor de Lasserij.) • De inzet van een vast aantal Polca kaarten binnen de loops zorgt ervoor dat de totale hoeveelheid onderhanden werk tussen Voorbewerking en Voormontage tot een lager niveau wordt gebracht. Daarnaast zullen constante en kleinere wachtrijen ontstaan ná de Lasserij en ná de Pliseerderij; Polca kaarten als coördinatiemechanisme • De dubbele Polca loop: “Lasserij – Elementen Conv” én “Pliseerderij – Elementen Conv” dient als vrijgave- en coördinatiemechanisme van materialen (matjes & mantels). Dit geldt eveneens voor de dubbele Polca loop richting Elementen Leif/MF. • De Polca kaarten leiden tot verbetering in de visuele controle van materiaalstromen. Aan de hand van simpele kleurkenmerken kan de identiteit van een halffabrikaat op de werkvloer** snel en eenvoudig worden achterhaald. Zo kunnen bijvoorbeeld de Leif elementen en Multiflow elementen, die niet worden verhit, makkelijker worden onderscheiden van alle overige elementen, die wél worden verhit. Beperking Polca tussen Voorbewerking en Voormontage 4. Om bij toepassing van Polca continue te kunnen voldoen aan de dynamische vraag naar verschillende typen matjes (afkomstig van de drie elementenlijnen) is het noodzakelijk binnen de Pliseerderij een kort-cyclische productiewerkwijze toe te passen. Deze werkwijze legt echter een beperking op de effectiviteit van de drie Polca loops. (Dit zijn de drie loops die stromen vanaf de Pliseerderij richting Elementen Conv, Leif/MF en HD). Toelichting beperking 4 Momenteel produceert men binnen de Pliseerderij met volgorde-afhankelijke omsteltijden en is het mogelijk om de producttypen (diverse matjes) in te delen in groepen. Hiermee kunnen lange omsteltijden en aanloopverliezen zoveel mogelijk worden voorkomen. Bij Polca echter, kan niet worden geproduceerd met volgorde-afhankelijke omsteltijden. Kort-cyclische productie is hier noodzakelijk om direct te kunnen reageren op de vraag die voortkomt uit één van de drie elementenlijnen. Deze voor Polca noodzakelijke productiewijze (=draaien van kleine, ordergerichte productieruns) leidt tot lange en onbetrouwbare doorlooptijden, veroorzaakt door lange omsteltijden en hoge aanloopverliezen. *

Uit het vooronderzoek is gebleken dat de Pliseerderij kan worden beschouwd als belangrijkste bottleneck voor het totale productievolume. ** Achterhalen van de producerende cel en de afnemende cel Hoofdstuk 7


120

Voorbewerking Figuur 76a

Assemblage LD-A

Voorbewerking Figuur 76b

Assemblage

Indicatoren LD-A

Elementen

Conv

Elementen

TPR-A

Conv HD-A

Elementen

Elementen

Leif/MF

Leif/MF MF-A

Elementen

MF-A

HD

Elementen

HD

HD-A

Lasserij trechters

TPR-A

Figuur 76 Geplande Polca loops tussen Voormontage en Assemblage

Prestatieverbetering tussen Voormontage en Assemblage • In deze situatie wordt het werk (product-mix) dat aanwezig is bij de Voormontage cellen zo goed mogelijk afgestemd op de vraag die voortkomt uit Assemblage. Zo zal bijvoorbeeld de Elementenlijn Conv juist dat type elementen voormonteren, waarnaar de meeste behoefte in één van de twee afnemende assemblagecellen (LD-A of TPR-A). • Daarnaast ontstaat een situatie waarin de hoeveelheid onderhanden werk wordt beheerst middels de inzet van een vast aantal Polca kaarten. (Voordelen: voorkomen groei onderhanden werk en creëren van kortere wachtrijen na Voormontage); • De Polca loops (bijvoorbeeld over de drie cellenparen: “Elementen Conv – LD-A”, “Indicatoren – LD-A” en “Lasserij – LD-A”) zorgen ervoor dat de behoefte aan componenten (elementen, indicatoren en trechters) precies op tijd wordt gesignaleerd. Hiermee wordt voorkomen dat deze componenten te vroeg of te laat worden vrijgegeven in de Elementenmakerij, de Lasserij en de cel Indicatoren. De drie loops dienen dus als vrijgave- en coördinatiemechanisme. Beperkingen Polca tussen Voormontage en Assemblage 5. Voor de vrijgave van juiste typen componenten (elementen, trechters en/of indicatoren) in de convergerende trajecten dient wel een helder informatieplan voorhanden te zijn. 6. Overlappende loops in een divergent assemblagenetwerk leveren een beperking op voor Polca. Toelichting overlappende loop De overlappende loops kunnen niet garanderen dat de interne vraag, die optreedt in één van de twee assemblagecellen (LD-A en TPR-A), wordt doorvertaald naar de vrijgave van juiste typen mantels en matjes op de Elementenlijn Conv. Lasserij mantels

LD-A Elementen

Conv Pliseer-

TPR-A

derij

Figuur 77 Overlappende loops bij elementen Conv

Fase VI


Realiseren van productieflexibiliteit Productieflexibiliteit kan bij Parker Filtration niet worden gerealiseerd, omdat zich geen latente relaties voordoen op celniveau (er zijn geen universeel inzetbare machines; orders volgen een vast bewerkingspatroon). Aan deze voorwaarde wordt dus niet voldaan. Hoofdstuk 7


121

Aanwezigheid van simultane relaties Binnen het Polca-raamwerk zijn twee simultane relaties aanwezig. De eerst betreft de uitwisseling van gelaste mantels en geplisseerde matjes richting de Elementenmakerij. De tweede betreft de uitwisseling van gelaste trechters, voorgemonteerde elementen en –indicatoren richting assemblage. Het delen van informatie tussen deze convergerende trajecten is noodzakelijk voor de vrijgave van juiste typen en aantallen componenten. (zie beperking 5). Deze simultane relaties leggen dus wel een beperking op de effectiviteit van het Polca systeem. Inzicht in productdoorlooptijden Uit het vooronderzoek is gebleken dat informatie over productspecifieke doorlooptijden niet is vastgelegd in MRP. Oorzaken hiervoor zijn de continue veranderende productsamenstellingen en assortimentsuitbreiding van Parker Arlon. Gebrek aan inzicht in productdoorlooptijden legt een beperking op voor het realiseren van een kortere productiedoorlooptijd (doelstelling Polca). Aan deze voorwaarde wordt niet voldaan. Productielijsten De productielijsten communiceren wel de route die gekozen moet worden (achtereenvolgende bewerkingsmomenten op celniveau) en de bijbehorende release data, maar niet werkinhoud per productieorder. Dit laatste kan een beperking opleggen voor het berekenen van een geschikte capaciteitskwantiteit voor productieorders. Aan deze voorwaarde wordt niet voldaan. Materiaalbevoorrading Bij de materiaalbevoorrading wordt grotendeels gewerkt volgens het 2-bin systeem. Het grote voordeel hiervan is dat onderdelen gelijk kunnen worden benut en dat kans op leegloop zoveel mogelijk kan worden voorkomen. Momenteel ondervind Parker Filtration dan ook geen problemen in de bevoorrading. Ditzelfde geldt voor de goederen die liggen opgeslagen in de centrale productiemagazijnen (floorstocks). Materiaalbeschikbaarheid kan dus worden gegarandeerd. Correctieve capaciteitsmaatregelen Om het toenemende werkaanbod aan te kunnen onderneemt Parker Filtration een corrigerende capaciteitsmaatregel in de vorm van overwerken (van 5 naar 6 dagen in de week produceren). Deze maatregel leidt echter niet tot het elimineren van capaciteitsbottlenecks, zoals beschreven in fase II van deze analyse. Aan deze voorwaarde wordt dus niet voldaan.

7.5

Conclusie

In deze slotparagraaf worden opvallende bevindingen, die zijn voortgekomen uit de drie case studies, besproken. Centraal staan de belangrijkste implementatiemogelijkheden van Polca per productiebedrijf (par. 7.5.1) en het evalueren van de beperkingen die implementatie van Polca in de weg staan (par. 7.5.2). Bij het opsporen van de beperkingen is enkel gekeken naar de huidige productiesituaties van General Supplies, Power-Packer en Parker Filtrations. Hiermee is dus in feite onderzocht of deze drie bedrijven momenteel klaar zijn voor implementatie van Polca.

7.5.1 Toepassing van Polca bij case studie bedrijven General Supplies, Power-Packer en Parker Filtration kunnen worden beschouwd als QRM georiënteerde productieorganisaties. Of Polca toepasbaar is, gezien de huidige productiewijze, wordt in deze subparagraaf per bedrijf besproken. Toepassingsmogelijkheden bij General Supplies Polca is in principe toepasbaar binnen de afdelingen Ponserij en Verspanen, maar verwacht wordt dat de functionaliteit en effectiviteit van de geplande Polca loops wordt verstoord door de aanwezigheid van één dominante productstroom. Deze stroom kan namelijk een instabiele verdeling van de werklast binnen loops veroorzaken. Bij de Plaatwerkerij kunnen Polca loops uitkomst bieden in het verhogen van de productiviteit van de kantbanken; als belangrijkste bottlenecks voor het totale productievolume. Ook voor deze afdeling Hoofdstuk 7


122

geldt enige onzekerheid over de toepasbaarheid. In dit geval is het juist de diversiteit aan kleine productstromen die instabiele verdeling van de werklast binnen loops kan veroorzaken. De hoofdstroomgeleiders, als dominante productstroom, is op zijn beurt wél geschikt voor effectieve invoering van Polca. De dominante stroom resulteert hier namelijk wel in stabiele verdeling van de werklast. Tevens voldoet dit traject aan alle eisen voor een pull-systeem. (Het plannen van de roulerende Polca kaarten in combinatie met het te realiseren HL/MRP systeem zou hier kunnen bijdragen aan het realiseren van kortere doorlooptijd en leverbetrouwbaarheid.) Ook de Koperstraat leent zich voor implementatie van Polca. De drie dominante en vaste productroutings zijn ook geschikt voor het plannen van stabiele Polca loops. Deze loops kunnen juist resulteren in verbeterde beheersbaarheid van de beschikbare capaciteit ná ponsen (reductie onder handen werk niveau) en kortere wachtrijen voorafgaand aan bankwerken. General Supplies voldoet verder aan alle overige voorwaarden voor implementatie van Polca. Capaciteitsproblemen als gevolg van te hoge bezettingsgraden kunnen worden opgelost via tijdelijke uitbreiding van de capaciteit (overwerken). Toepassingsmogelijkheden bij Power-Packer BV Bij Power-Packer zijn twee scenario’s gepresenteerd. Het eerste scenario, in de vorm van een overlappende loop over het plunger montagestation, zou een mogelijkheid kunnen zijn om de hoeveelheid onderhanden werk vóór en ná het plunger montagestation tot een lager niveau te brengen. Daarnaast zorgt de overlappende loop ervoor dat de doorstroom van halffabrikaten richting Assemblage wordt bevorderd. Het feit dat de interne vraag, die ontstaat in één van de zes assemblagestations, niet kan worden vertaald naar de vrijgave van juiste typen pistons en glands, maakt dit scenario en daarmee het gebruik van een overlappende loop echter onbruikbaar. Om dit probleem te ondervangen is een tweede scenario ontwikkeld, in de vorm van een lange loop over Plungermontage, in combinatie met een tweede loop over Bases Voormontage. Dit alternatief blijkt wél geschikt te zijn om de beoogde doelstellingen voor implementatie van Polca te bereiken. Power-Packer voldoet verder aan alle voorwaarden voor implementatie van Polca. De organisatie zou ook in staat zijn de materialen in beide convergerende Polca-trajecten te coördineren en synchroniseren, door gebruik te maken van het huidige MRP informatiesysteem. Wel of niet implementeren van Polca is voor Power-Packer nog steeds (augustus 2005) een strategische overweging. Toepassingsmogelijkheden bij Parker Filtration BV Het Polca systeem, zoals deze is ontwikkeld voor Parker Filtration, biedt mogelijkheden voor het verlagen van het niveau onderhanden werk tussen de opeenvolgende productiestadia en het voorkomen van “dode voorraden”. Daarnaast kunnen de Polca loops een bijdrage leveren als coördinatiemechanisme voor de stroom halffabrikaten richting de Elementenmakerij en de vier Assemblagecellen. Met name de onvoorspelbare vraag naar te produceren eindproducten (volume en type) en onvoldoende inzicht in de huidige celdoorlooptijden leiden ertoe dat invoering van Polca momenteel nog niet haalbaar is.

7.5.2 Beperkingen voor implementatie van Polca De beperkingen die zijn voortgekomen uit de analyses van de cases worden in deze subparagraaf geëvalueerd. Hiermee kan antwoord worden gegeven op de doelstelling van dit onderzoek: het leveren van inzicht in de ontwikkeling van het Polca systeem, door uitgaande van de theoretische benadering, de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem te onderzoeken binnen de context van Nederlandse productiebedrijven. Hoofdstuk 7


123

Beperking 1: Polca productiecellen Uit de drie case studies kan worden geconcludeerd dat de productiecellen, zoals deze in de theorie zijn gedefinieerd (Suri, 1998), een belangrijke beperking leggen op de toepasbaarheid en inrichting van het Polca systeem. Zo is volgens de theorie de aanwezigheid van productiecellen (zie par. 5.4.1) een vereiste voor invoering van Polca. Uit de case studies is echter gebleken dat ook andere entiteiten in aanmerking kunnen komen voor materiaalbeheersing via Polca. Op basis van de ontworpen raamwerken wordt verondersteld dat een entiteit geschikt is als “Polca-productiecel”, mits deze: • • •

is samengesteld uit één of meerdere lokaal georganiseerde machines/werkstations of een hele productieafdeling ten behoeve van een bepaald type bewerking (richtlijn 1); verantwoordelijk is voor de bewerking van een productfamilie of een familie onderdelen of halffabrikaten (richtlijn 2) én gerelateerd is aan één of meerdere producerende en/of afnemende “cellen” (richtlijn 3).

De cellen zoals deze in de theorie zijn gedefinieerd leggen dus geen beperking op het functioneren van het Polca systeem, maar wel op de toepasbaarheid van het systeem. Beperking 2: Overlappende Polca loops in een divergente structuur Uit de case studies van Power-Packer en Parker Filtration is gebleken dat de functie van de overlappende loop niet opgaat voor productiesituaties met een divergente structuur. In beide gevallen gaat het om de uitwisseling van voorgemonteerde of -bewerkte componenten richting meerdere assemblagecellen. Zo kan de overlappende loop niet garanderen dat de vraag die optreedt bij één van de assemblagecellen (als afnemende cel), wordt vertaald naar de vrijgave van de juiste typen componenten op de montagecel (als producent voor alle assemblagecellen). Geconcludeerd kan worden dat de overlappende loop alleen uitkomst biedt in lineaire productietrajecten en productiesituaties met een convergente structuur (qua capaciteitsafstemming). Beperking 3: Synchronisatie componenten in een convergente structuur In de convergente productietrajecten (zoals bijvoorbeeld bij Power-Packer en Parker Filtrations) speelt wel een grote rol, dat pas kan worden geassembleerd als elk van de vele mogelijke componenten tijdig en in juiste aantallen aanwezig is bij Assemblage. Om dit te realiseren maakt Polca gebruik van een dubbele Polca loop. Zoals uit subparagraaf 5.5.3 blijkt, zorgen de Polca kaarten (die zich bevinden in beide loops) voor tijdige vrijgave en coördinatie van de materiaalstromen richting Assemblage. Via uitbreiding of vermindering van het aantal Polca kaarten, is het bijvoorbeeld ook mogelijk om de doorlooptijden van de convergerende trajecten aan elkaar gelijk te stellen. Het aan elkaar gelijk stellen is nuttig voor het synchroniseren van het afgiftemoment van de convergerende trajecten. Voor tijdige afgifte van componenten aan assemblage kan de dubbele loop dus uitkomst bieden. De dubbele loop biedt echter geen uitkomst voor vrijgave van de juiste typen en aantallen componenten in de verschillende stroomafwaartse trajecten. Hiervoor is men afhankelijk van een adequaat informatieplan (bijvoorbeeld vanuit MRP). De dubbele loop, zoals deze wordt beschreven in de theorie, is dus alleen effectief indien een organisatie beschikt over een geschikt informatieplan. Beperking 4: Polca is gevoelig voor complexe netwerkstructuren Voor de berekening van het aantal Polca kaarten in een loop kan gebruik worden gemaakt van de voorspelde vraag (D) naar te produceren producten tussen twee cellen. Indien deze cellen zich bevinden in een dominante en stabiele productrouting, dan wordt aangenomen dat de schatting van het aantal Polca kaarten betrouwbaar verloopt (de vraag naar eindproducten is immers stabiel). Indien deze cellen deel gaan uitmaken van uiteenlopende kleine productroutings, dan mag worden aangenomen dat de vraag naar eindproducten minder stabiel is en dat, als gevolg van deze instabiliteit, het schatten van het aantal Polca kaarten juist onbetrouwbaar is. Verondersteld wordt dat het Polca systeem dus gevoelig kan zijn voor complexe netwerkstructuren (met diversiteit aan kleine productroutings). Hoofdstuk 7


124

Beperking 5: Instabiliteit als gevolg van machine-setups Verkeerde schatting van het aantal Polca kaarten in een loop kan ook het directe gevolg zijn van onbetrouwbare celdoorlooptijden (LT), die op hun beurt weer veroorzaakt worden door onregelmatige omsteltijden. Bij Power-Packer bijvoorbeeld, wordt onzekerheid in doorlooptijd van het voormontagetraject veroorzaakt door productspecifieke omsteltijden van de lasrobots (De lage herhalingsgraad van de vraag naar te lassen componenten en de productdiversiteit leiden ertoe dat omsteltijden sterk kunnen fluctueren.) Ditzelfde geldt voor het plisseren van matjes bij Parker Filtrations. Om hier (bij toepassing van Polca) te kunnen voldoen aan de dynamische vraag naar verschillende typen matjes is men genoodzaakt kort-cyclisch te produceren. De hiervoor benodigde omsteltijden leiden tot onzekerheid over de doorlooptijd binnen de Pliseerderij. Beperking 6: Instabiliteit als gevolg uiblijvende voorspellingen Onbetrouwbare celdoorlooptijden kunnen ook worden veroorzaakt door onvoorspelbaarheid van de toekomstige vraag naar type en aantallen te produceren producten. Met name het gebrekkige inzicht in de diversiteit aan toekomstige productstromen en variabiliteit in bewerkingsen omsteltijden leidt tot verkeerde inschatting van de doorlooptijd binnen een cel. Om deze onzekerheid in de timing van de productie op te kunnen vangen is Polca afhankelijk van een gedegen voorspel- en planningsmethodiek. Beperking 7: Instabiliteit als gevolg van storende productroutings Een “storende productrouting” bij Polca is in dit geval de aanwezigheid van een bepaalde productstroom, die tot stand komt via bewerking op slechts één cel. Op basis van de productiesituatie bij General Supplies wordt verondersteld dat de aanwezigheid van een dergelijke productrouting kan leiden tot instabiliteit van een Polca loop (Ofwel onbalans tussen het werkaanbod en de beschikbare capaciteit in de loop.) Deze instabiliteit ontstaat, doordat de vraag naar producten binnen deze storende routing, niet wordt meegenomen in de berekening van het aantal Polca kaarten. (Voor vervaardiging van deze type producten dient dus rekening te worden gehouden met extra capaciteit). Met andere woorden: de impact van storende productroutings op het totale productievolume* (tussen cellen) dient bij toepassing van Polca dus bekend te zijn. Beperking 8: Aansturen van storende productroutings De productieorders die tot stond komen via storende productroutings kunnen niet worden geautoriseerd met de aanwezige Polca kaarten. Deze kaarten zijn immers afkomstig van productiecellen die buiten de storende routing vallen. Voor het bepalen van de werkprioriteit van orders die tot stand komen via storende productroutings dient dus een andere vrijgavetechniek te worden ontwikkeld. Dergelijke technieken (of prioriteitsregels) worden in de huidige theorieën over Polca nog niet besproken. Beperking 9: Berekenen van productspecifieke doorlooptijden De theorie is onduidelijk over de wijze waarop productspecifieke celdoorlooptijden kunnen worden berekend. De offset techniek, zoals besproken in subparagraaf 5.1.1, zou een mogelijke oplossing kunnen zijn. Zo kunnen de variabelen bewerkingstijd (B) en setuptijd (S) wel voorhanden zijn in MRP en geschikt zijn voor de berekening, maar het hanteren van een gemiddelde wachttijd (W) maakt de berekening nog steeds onbetrouwbaar. Het schatten van gemiddelde wachttijden op celniveau (ook tussen cellen in) kan, in situaties met een hoge variëteit in te bewerken producten en fluctuaties in de doorlooptijd, echter een vertekend beeld geven. Deze conclusie kan worden getrokken uit de case studie van Power-Packer en Parker Filtration. Beperking 10: Capaciteitsbottlenecks Overbelasting van de geïdentificeerde capaciteitsbottlenecks (> 80%) kunnen in de gevallen van General Supplies en Power-Packer worden opgevangen door middel van corrigerende capaciteitsmaatregelen. Zo kan overcapaciteit gedurende piekvraag worden opgevangen door om te schakelen van een 2-, naar een 3-ploegendienst. Het feit dat Parker Filtration niet volledig in staat is om overcapaciteit op de bottlenecks (> 100%) op te vangen, maakt effectieve toepassing van Polca toch nog onzeker. (De gemiddelde bezettingsgraadnorm op de betrokken cellen ligt ver boven de 80%.) *

= de totale vraag naar producten voor alle productroutings Hoofdstuk 7


125

7.5.3 Technieken voor vergroten van de toepasbaarheid van Polca Naast de kenmerken die een beperking leggen op de toepasbaarheid en effectiviteit van het Polca systeem, zijn er ook een tweetal technieken te noemen die de toepasbaarheid van Polca juist kunnen vereenvoudigen/vergroten. Creëren van extra productieflexibiliteit Polca gaat uit van “ideale vaste productroutes” die vooraf moeten worden vastgesteld. Voor het realiseren van extra productieflexibiliteit is het mogelijk gebleken (zie analyse case studie PowerPacker) om tijdens productie nog te zoeken naar alternatieve routes. Deze routes, in de vorm van latente relatie, maken het mogelijk een productiesituatie te creëren waarin kan worden afgeweken van bestaande (geplande) routings en de interactie tussen de cellen beter kan worden gemanaged. Creëren van Extended Polca Loops Het Polca systeem balanceert de werklast door een loop te leggen over trajecten van slechts 2 cellen. Een uitbreiding van deze loop naar bijvoorbeeld 3 cellen (of meer) kan de beheersing van de werklast over langere trajecten alsnog verbeteren. Het principe van deze extended polca loop staat beschreven in paragraaf 7.3 (Fase III; Power-Packer).

|

126

Hoofdstuk 8

Definitief ontwerp Polca Scanning Tool

De ontwikkelde procedure voor het analyseren van de case studies kan worden beschouwd als basismodel voor de Polca Scanning Tool. Deze procedure is, aan de hand van het verkregen inzicht in de toepassingsmogelijkheden en beperkingen van Polca, aangepast en gestructureerd tot een definitief ontwerp. Dit hoofdstuk bespreekt per fase welke veranderingen zijn aangebracht om uiteindelijk te komen tot dit definitieve ontwerp. De gedetailleerde uitwerking van de Polca Scanning Tool staat gegeven in bijlage G. Naast een inleidend gedeelte, bestaat de tool uit 5 fasen: • • • • •

Fase 1: Vaststellen van doelstellingen voor Polca; Fase 2: Checken van de basisvoorwaarden; Fase 3: Identificatie van de Polca cellen; Fase 4: Ontwikkeling van het Polca-raamwerk; Fase 5: Beoordeling effectiviteit van Polca.

Inleiding: Doel van de Polca Scanning Tool Voorafgaand aan de vijf fasen wordt kort beschreven wat het doel is van de Polca Scanning Tool en op welke wijze dit verkenningsinstrument gebruikt dient te worden. Fase 1: Vaststellen doelstelling Polca Naast het formuleren van realistische Polca-doelstellingen is het belangrijk om als organisatie voor ogen te hebben hoe de prestaties van Polca in de toekomst meetbaar kunnen worden gemaakt. Fase 2: Identificatie van Polca cellen Voor het kunnen uitvoeren van fasen 3, 4 en 5 dient men eerst voor ogen te hebben welke entiteiten (binnen het huidige productieproces) voldoen aan de drie richtlijnen voor “Polca-productiecellen” (zie beperking 1). Fase 3: Checken van de basisvoorwaarden Aan deze basisvoowaarden dienen productiebedrijven minimaal te voldoen om implementatie van Polca van de grond te krijgen. •

•

•

Voor de realisatie van een goed functionerend HL/MRP systeem dienen productiebedrijven aantoonbaar te maken dat de geplande doorlooptijden van de cellen (uit fase 2) betrouwbaar zijn voor alle productieorders. (Hierbij wordt niet de nadruk gelegd op het kunnen bepalen van optimale doorlooptjden; zoals bij de analyse van de case studies wel het geval was.) Het samenstellen van adequate productielijsten wordt, in tegenstelling tot het basismodel (zie par. 7.1; Fase VI), gezien als een belangrijke basisvoorwaarde voor Polca. De bestaande informatie op deze productielijsten (zoals relaties tussen cellen en productroutings) kan namelijk van pas komen tijdens het ontwerp van het Polca-raamwerk (fase 4). Ook het nemen van capaciteitsmaatregelen, ter ontlasting van capaciteitsbottlenecks, kan worden gezien als een basisvoorwaarde (zie beperking 10).

Fase 4: Ontwikkeling van het Polca-raamwerk De drie Polca-raamwerken uit hoofdstuk 7 bleken nuttig te zijn voor het analyseren van de problemen ten aanzien van de materiaaluitwisseling tussen cellen. Daarnaast boden de raamwerken uitkomst in het plannen van de Polca loops en het verkennen van de toepassingsmogelijkheden van Polca. Om deze redenen is ervoor gekozen dit ontwerpgedeelte ook mee te nemen in de Scanning Tool. Voor het kunnen bepalen van stabiele Polca loops dient men te weten wat de impact is van “storende routings” (zie beperking 7) op het toatale productvolume. Deze stap is toegevoegd aan deze fase en komt nader aan bod in fase 5. Hoofdstuk 8

Definitief ontwerp Polca Scanning Tool |

127

Fase 5: Beoordeling effectiviteit van Polca. Voor het berekenen van productspecifieke autorisatietijden in HL/MRP is het ook handig inzicht te hebben in de gemiddelde wachttijd van een order tussen cellen in. Ook dit aspect kwam niet ter sprake in de procedure uit par. 7.1 (zie beperking 9). Tevens is aandacht besteed aan het creëren van stabiele Polca loops. Zo is men voor het berekenen van het geschikte aantal Polca kaarten binnen een loop afhankelijk van: • • •

betrouwbare celdoorlooptijden en inter-celdoorlooptijden (zie beperking 5); betrouwbare voorspellingen van het verwachte aantal orders binnen de geïdentificeerde productroutings (zie beperking 4 en 6); betrouwbare voorspellingen van het verwachte aantal orders binnen de storende productroutings.

Na aanpassing en herstructurering van het basis model is uiteindelijk gekomen tot het definitieve ontwerp van de Polca Scanning Tool. Dit instrument, zoals beschreven in bijlage G, maakt het mogelijk om op korte termijn te onderzoeken in hoeverre een productiebedrijf klaar is voor Polca en welke operationele veranderingen eventueel moeten worden doorgevoerd om implementatie van Polca mogelijk te maken.

Hoofdstuk 8

Definitief ontwerp Polca Scanning Tool |

128

Hoofdstuk 9

Conclusies en aanbevelingen

De conclusies die op basis van dit onderzoek genomen kunnen worden, zullen worden besproken in paragraaf 9.1. Aandacht wordt besteed aan de resultaten van de verschillende deelonderzoeken, zoals geformuleerd in de vorm van de 9 deelvragen (zie paragraaf 3.3.2). Deze resultaten geven uiteindelijk antwoord op de hoofdvraag en sluiten aan bij de doelstelling van dit onderzoek. In paragraaf 9.2 zullen vervolgens aanbevelingen worden gedaan met betrekking tot mogelijke vervolgonderzoeken naar Polca.

9.1

Resultaten van de deelonderzoeken

Deze paragraaf beschrijft de resultaten uit de verschillende deelonderzoeken. 1.

Aan welke QRM basisvoorwaarden dient voldaan te worden om implementatie van Polca mogelijk te maken?

Gebleken is dat de huidige Lean systemen (zoals Kanban) niet goed genoeg presteren in een marktomgeving, die bepaald wordt door een hoge variëteit aan productsamenstellingen en een continue veranderend vraagpatroon. Om de tekortkomingen van Lean te ondervangen is QRM ontwikkeld. Deze algemene beheersingsstrategie biedt oplossingen om de productieorganisatie als geheel flexibel in te richten en daarmee bestand te zijn tegen onzekerheden uit de markt. De belangrijkste basisvoorwaarden waaraan voldaan moet worden voor implementatie van Polca zijn het aanwezig zijn van een cellulaire productiestructuur (1) en sequentiële relaties tussen cellen; welke nodig zijn voor het realiseren van klantgerichte orders (2), een betrouwbaar capaciteitsplan (3) én het kunnen toepassen van HL/MRP als plannings- en coördinatiesysteem voor materialen tussen cellen (4). 2.

Op welke wijze maakt Polca nuttig gebruik van de elementen uit traditionele push en pull systemen?

De effectiviteit van het Polca systeem wordt volgens de theorie bepaald doordat het systeem gebruik maakt van een aantal technieken dat verwantschap heeft met traditionele MRP- (push) en pull systemen. Het push element bij Polca, in de vorm van HL/MRP, dient bij te dragen aan de planning van materiaalstromen (ofwel productieorders) tussen opeenvolgende cellen. Hiermee kan leverbetrouwbaarheid richting de klant worden gegarandeerd. Het pull element, in de vorm van terugkerende autorisatiekaarten, zorgt daarnaast voor communicatie, sturing en beheersing van de werklast tussen (twee) opeenvolgende cellen. Het nuttige van Polca is dat het HL/MRP systeem uiteindelijk onnodige voorraadvorming in de productieketen voorkomt. In tegenstelling tot bijvoorbeeld Kanban, produceert Polca juist wanneer er vraag is naar een bepaald type product (= klantvraag) en niet alleen omdat er in de productieketen een pull signaal is opgetreden. 3.

Aan welke randvoorwaarden dienen productiebedrijven te voldoen om effectieve invoering van Polca mogelijk te maken

Naast de vier basisvoorwaarden zijn er ook een viertal (theoretische) randvoorwaarden te benoemen, die implementatie van Polca aantrekkelijk maken. Ten eerste dienen productspecifieke celdoorlooptijden voorhanden te zijn en daarnaast betrouwbaar voor het ontwikkelen van een adequaat HL/MRP systeem. Ten tweede dienen de productielijsten geschikt te zijn om de informatie, welke afkomstig uit het HL/MRP systeem, op eenduidige manier te communiceren richting de werkvloer. De derde en de vierde randvoorwaarden ten slotte, hebben betrekking op het kunnen realiseren van capaciteits- (via correctieve capaciteitsmaatregelen) en productieflexibiliteit (via latente relaties).

Hoofdstuk 9

Conclusies en aanbevelingen |

129

4.

Welke Nederlandse productiebedrijven zijn representatief voor uitvoering van een case studie?

Om de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem op te sporen (doelstelling onderzoek) is gekozen voor de uitvoering van een drietal case studies bij participerende productiebedrijven. Een belangrijk kwaliteitscriterium voor dit onderzoek was dat productiebedrijven op adequate wijze werden geselecteerd. Ze dienden namelijk representatief te zijn voor de uitvoering van de case studies. Om hiertoe te komen zijn de belangrijkste criteria ten aanzien van de QRM organisatie en het Polca systeem (dit zijn de vier basisvoorwaarden onder deelvraag 1) geoperationaliseerd en samengevoegd in een model. Bedrijven konden alleen worden geselecteerd indien zij voldeden aan deze harde criteria. General Supplies, Power-Packer BV en Parker Filtrations BV bleken representatief te zijn. 5.

Welke data-verzamelingsmethode wordt tijdens de uitvoering van de case studies toegepast?

Naast de vier basisvoorwaarden (zie deelvraag 1) zijn vervolgens ook de vier theoretische randvoorwaarden (zie deelvraag 3) opgenomen in het model. Dit model is vervolgens gebruikt als onderzoeksdomein voor de uit te voeren case studies bij de geselecteerde bedrijven. Een enkele case studie bestond uit observatierondes van het primaire productieproces en het afnemen van interviews met betrokkenen vanuit het bedrijf. Op basis van het hieruit verkregen inzicht is vervolgens antwoord gegeven op een veertigtal vragen. Deze vragen, welke direct gerelateerd zijn aan de criteria uit het onderzoeksdomein, gaven inzicht in de bedrijfsspecifieke omstandigheden die bij toepassing van Polca relevant werden geacht. De antwoorden van de vragen zijn vervolgens geordend in drie bedrijfsspecifieke case studie verslagen. Deze informatieverzameling kon uiteindelijk worden gebruikt als input voor het onderzoeken van de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem. 6.

Hoe kunnen de bevindingen uit de case studies op adequate wijze worden geanalyseerd?

De stapsgewijze procedure, zoals deze in hoofdstuk 7 is ontworpen, bleek een nuttig hulpmiddel te zijn voor de analyse van de drie case studies. Door uit te gaan van een voorlopig systeemontwerp, in de vorm het Polca-raamwerk, werd het mogelijk om zicht te krijgen op zowel de bedrijfsspecifieke toepassingsmogelijkheden, als de beperkingen van Polca. Het verkennen van de toepassingsmogelijkheden was geen directe doelstelling van dit onderzoek, maar droeg wel bij aan de kwaliteit en het resultaat van de uitgevoerde case studies. Zo werd het namelijk mogelijk om de participerende productiebedrijven te voorzien van een advies over de besturingsmogelijkheden van Polca. Als reactie hierop vertoonden de bedrijven bereidheid om medewerking te verlenen. 7.

In hoeverre is Polca een oplossing voor de participerende productiebedrijven voor de beheersing van interne materiaalstromen

Doordat tijdens de uitvoering van de case studies specifiek is gekeken naar de omstandigheden ten aanzien van het huidige productie- en planningssysteem zijn het aantal toepassingsmogelijkheden van Polca beperkt gebleven. (Zo is dus niet gekeken of de geselecteerde bedrijven op de lange termijn geschikt zijn, maar is juist gekeken of de productiebedrijven momenteel klaar zijn voor Polca.) Uiteindelijk bleken de Hoofdstroomgeleiders en de Koperstraat bij General Supplies het meest geschikt voor implementatie; hier werden geen beperkende omstandigheden ontdekt. De ontworpen dubbele Polca loop (scenario 2) bij Power-Packer bleek ook een oplossing te zijn voor verbeterde beheersing van de materiaalstromen, mits de organisatie in staat is de juiste typen en aantallen componenten in de twee convergente trajecten te coördineren en synchroniseren. Wanneer toch wordt gekeken naar de lange termijn geschiktheid, dan zou het voormontagetraject bij Parker Filtrations uitkomst kunnen bieden voor implementatie van Polca. De enkelvoudige Polca loop en de twee dubbele Polca loops (zie figuur 75) kunnen een bijdrage leveren aan verbeterde beheersing van de werklast tussen Voorbewerking en Voormontage. Om dit mogelijk te maken dient Parker Filtration nog wel te beschikken over een adequaat informatieplan voor coördinatie en aansturing van

Hoofdstuk 9


130

voorbewerkte componenten. Daarnaast dient nog een oplossing te worden gevonden voor de problemen die ontstaan als gevolg van de kortcyclische productie binnen de Pliseerderij. 8.

Welke kenmerken ten aanzien van het primaire productieproces en de huidige wijze van productieplanning bij de participerende productiebedrijven maken implementatie van Polca onmogelijk?*

Ter beantwoording van de doelstelling van dit onderzoek zijn bij de case studie bedrijven uiteindelijk een tiental omstandigheden/kenmerken ontdekt, die een beperking leggen op de toepasbaarheid van Polca. Deze beperkingen worden niet herhaald in deze conclusie. Voor een overzichtelijke beschrijving wordt verwezen naar de concluderende subparagraaf 7.5.2. Deze onderzoeksresultaten bevestigen uiteindelijk de hypothese die centraal heeft gestaan in dit onderzoek: “Ook al voldoen Nederlandse productiebedrijven aan de generieke theoretische basisvoorwaarden, er toch specifieke omstandigheden/kenmerken zullen zijn die toepassingen van Polca minder geschikt maken” Geconcludeerd kan worden dat implementatie van het Polca systeem complexer is dan vaak wordt vermoed in bestaande theorieën over Polca en dat zich in de praktijk nog te veel problemen en belemmeringen voordoen die implementatie van Polca in de weg staan. 9.

Uit welke aspecten dient de Scanning Tool te bestaan, zodat het in de toekomst kan worden gebruikt als effectief instrument voor het onderzoeken van de grenzen van toepasbaarheid van het Polca systeem bij Nederlandse productiebedrijven?

De aspecten zoals deze uiteen zijn gezet in de analyse-procedure zijn grotendeels gerelateerd aan basis- en randvoorwaarden uit de deelonderzoeken 1 en 3. Hiermee is geprobeerd om de generieke theoretische uitgangspunten van Polca onder te brengen en te kunnen toetsen aan de omstandigheden uit de praktijk. Op basis van het verkregen inzicht in de praktische toepassingsmogelijkheden en de beperkingen van het Polca systeem is deze procedure vervolgens aangepast tot een definitief ontwerp. Dit ontwerp heeft uiteindelijk geresulteerd in het beoogde eindproduct van dit onderzoek; de Polca Scanning Tool.

9.2

Aanbevelingen voor vervolgonderzoek

Deze paragraaf bevat een aantal aanbevelingen voor vervolgonderzoek. •

•

•

*

De Plaatwerkerij, de Koperstraat en de groep Hoofdstroomgeleiders van General Supplies worden, op basis van de theoretische voorwaarden uit dit onderzoek en op grond van eigen kennis over het Polca systeem, geschikt bevonden voor implementatie van Polca. Een haalbaarheidsonderzoek, waarbij de nadruk dient te worden gelegd op de analyse van de materiaalstromen en de fysieke productieomstandigheden, dient aantoonbaar te maken of deze aanname juist is; De cilinderlijn van Power-Packer voldoet ook aan alle voorwaarden voor implementatie van Polca. De dubbele Polca loop kan een belangrijke bijdrage leveren aan het bereiken van de doelstellingen (garanderen van leverbetrouwbaarheid en capaciteitsbeheersing voorafgaand aan Assemblage). Gezien de mening van betrokkenen vanuit de clusters OPS en Productiemanagement en de visie van de ontwikkelaars van Polca (Suri en Krishnamurthy) is het opzetten van een implementatieprogramma nuttig voor Power-Packer; Voor het vergroten van de betrouwbaarheid en de praktische bruikbaarheid van de Polca Scanning Tool is het belangrijk dat het aantal Polca scans in de loop van de tijd toeneemt. Uitgaande van de resultaten van deze scans kan de samenstelling van de ontworpen Polca Scanning Tool worden verfijnd. = verkennen van de grenzen van toepasbaarheid. Hoofdstuk 9


131

Literatuur |

132

Literatuur BOEK: 1. Bertrand, J.W.M., Wortmann, J.C., Wijngaard, J., Productiebeheersing en material management, Stenfert Kroese, 1998. 2. Buzacott, J.A., Shanthikumar, J.G., Stochastic Models of Manufacturing Systems, Prentice Hall, 1993. 3. Gibson, P., Greenhalg, G., Kerr.R, Manufacturing Management, Chapman & Hall, 1995. 4. Goor, A.R. van, Kruijtzer, A.H.L.M., Esmeijer, G.W., Goederenstroombesturing, voorraadbeheer en materials handling, Stenfert Kroese, 1992. 5. Heizer, J., Render, B., Operations Management, Pearson Education International, 2004. 6. Hopp, Wallace J. & Spearman, Mark L., Factory Physics, McGraw-Hill, 2001. 7. Leeuw, A.C.J. de, Bedrijfskundige methodologie, van Gorcum, 2003. 8. Nicholas John M., Competitive Manufacturing Management: Continuous improvement, lean production, customer-focused quantity, McGraw-Hill, 1998. 9. Niland, P., Production Planning, Scheduling and Inventory Control, Macmillan, 1970. 10. Riezebos, J., Design of a Period Batch Control Planning System for Cellular Manufacturing, University of Groningen, 2001. 11. Schönsleben, P., Integral Logistics Management, Planning and Control of Comprehensive Supply Chains, St. Lucie Press, 2003. 12. Silver, E.A., Peterson, R., Decision Systems for Inventory Management and Production Planning, John Wily & Sons, 1985. 13. Singh, N., System Approach to Computer-Integrated Design and Manufacturing, Wiley & Sons, 1996. 14. Suri, R., Quick Response Manufacturing: A Companywide Approach to Reducing Lead Times, Productivity Press Inc, 1998. 15. Swanborn, P.G., Case-study’s: Wat, wanneer en hoe?, Boom, 1996. 16. Wemmerlöv, U., Reorganizing the Factory: Competing through Cellular Manufacturing, Productivity Press, 2002. 17. Winston, W.L., Operations Research: Applications and Algorithms, Duxbury Press, 1994.

ARTIKEL: 18. Gaury, E.G.A., Kleijnen, J.P.C., Pierreval, H., Customized pull systems for single product flow lines, Discussion paper, No.117, October, 1998. 19. Gaury, E.G.A., Kleijnen, J.P.C., Pierreval, H., Configuring a pull production control strategy through a generic model, Discussion paper, No.101, November 1997. 20. Hines, P., Rich, N., The seven value stream mapping tools, International Journal of Operations & Production Management, Vol. 17, No.1, 1997. 21. Li, J., Barnes, D.J., Kanban based production control, International Journal of Production Research, Vol. 38, No. 18, 2000. 22. Spearman, M.L., D.L. Woodruff, W.J. Hopp, CONWIP: a pull alternative to kanban, International Journal of Production Research, Vol. 28, No. 5, 1990. 23. Spearman, M.L., Zazanis, M.A., Push and Pull Production Systems: Issues and Comparisons, Operations Research, Vol. 40, No. 3, 1992. Literatuur |

133

24. Suri, R., QRM and POLCA: A Winning Combination for Manufacturing Enterprises in the 21st Century, Technical Report, Center for Quick Response Manufacturing, May 2003. 25. Suri, R., Krishnamurthy, A., How to Plan and Implement POLCA, Technical Report, Center for Quick Response Manufacturing, May 2003. 26. Suri, R., Krishnamurthy, A., Vernon, M., Re-Examining the Performance of MRP and Kanban Material Control Strategies for Multi-Product Flexible Manufacturing Systems, The International Journal of Flexible Manufacturing Systems, Kluwer Academic Publishers, Vol. 16, 2004. 27. Zhou, X., Luh, P.B., Tomastik, R.N., The Performance of a new Material Control Replenishment System, “Proceedings of the QRM 2000 Conference”, Rajan Suri, Editor, Society of Manufacturing Engineers, Dearborn, MI, 2000.

VERSLAG: 28. Langhout, N., Van HAT naar General Supplies, Afstudeerverslag, Rijksuniversiteit Groningen, oktober 2004. 29. Onderzoeksverslag voor Ontwerppraktijk, Pullbeheersingssystemen bij Draka Emmen, RuG, november 2001.

INTERNET: 30. www.nist.gov 31. www.qrmcenter.org OVERIG: 32. Ernst & Young Bedrijfsadviseurs & RuG, cluster Ontwerp van Productiesystemen, Het Lean Manufacturing Netwerk, Voorlichtingsbrochure 2004. 33. Suri, R., Proceedings of the 2005 POLCA Implementation Workshop, Center for Quick Response Manufacturing, University of Wisconsin-Madison, April 5-6, 2005.

Literatuur |

134

Bijlage A

Definities en gehanteerde afkortingen

Definities: Hoofdstuk 1 1. make-to-stock: productie op basis van de verwachte vraag. Gebruikelijk worden de eindproducten op voorraad gelegd voordat ze worden geleverd aan de klant. (Nicholas) 2. assemble-to-order: productie van een grote variatie aan eindproducten uit combinaties van standaard componenten en tussenproducten die al op voorraad liggen of nog op voorraad komen te liggen. De producten worden daarbij op klantorder gemaakt. (Vollmann) 3. make-to-order: productie op basis van een definitieve bestelling (er wordt pas begonnen met produceren wanneer de klant een order heeft geplaatst). Deze vorm van productie wordt vaak toegepast in situaties waarbij sprake is van oneindige productconfiguraties en waarbij men tracht zoveel mogelijk maatwerk te leveren. Ruwe materialen liggen voorafgaand aan productie op voorraad όf worden ingekocht nadat de klant zijn order heeft geplaatst. (Vollmann) 4. engineer-to-order: Het eindproduct is klantspecifiek. Kenmerkend voor deze productiesituatie is dat ook het ontwerpproces onderdeel uit maakt van de klantordercyclus. Klantspecifieke onderdelen worden eerst ontworpen en ontwikkelt, voordat ze daadwerkelijk in productie worden genomen. Veelal zijn dit flexibele productiesituaties die zich laten kenmerken door een hoge materiaal- en capaciteitscomplexiteit. (Wijngaard)

Hoofdstuk 2 5. productieplan: dit plan legt (mogelijk op basis van voorspellingen) vast wat er wanneer geproduceerd moet worden aan eindproducten en rekent vervolgens uit wanneer halfproducten gemaakt en materialen en componenten besteld moeten worden. (Wijngaard) 6. material requirements planning: uitgaande van een voorspelling van de vraag naar eindproducten beoogt het MRP system uit te rekenen wanneer halffabrikaten gemaakt en wanneer materialen en grondstoffen besteld moeten worden. (van Goor) 7. veiligheidsvoorraad: extra voorraad tussen de opeenvolgende trajecten van het productieproces maakt het mogelijk dat men de productie in het volgende traject al kan starten voordat de productie in het vorige al klaar is. (Wijngaard) 8. veiligheidstijd: aan de productieafdelingen (en aan de inkoop) wordt een kleinere doorlooptijd gevraagd dan in de MRP-berekeningen wordt gehanteerd. Dit verschil wordt dan binnen de fabriekslogistiek in reserve gehouden. (Wijngaard) 9. onderhanden werk: materialen in bewerking + materialen die voor een werkstation liggen te wachten op bewerking. (van Goor) 10. bestelpuntmethode: bestellingen worden uitgegeven indien de economische voorraad onder het bestelniveau ligt. De economische voorraad is hierbij de aanwezige fysieke voorraad plus de eventuele reeds uitstaande bestellingen, minus dat deel van de voorraad dat gereserveerd is voor klantorders. Het bestelniveau is hierbij het criterium voor de beslissing of men wel of niet gaat bestellen. (Wijngaard) 11. verspilling: iedere activiteit binnen het productieproces dat geen waarde toevoegt aan het eindproduct, bezien vanuit het perspectief van de klant. (Heizer) 12. earliest due date (EDD): orders worden verwerkt in volgorde van niet-dalende orderleverdata. Hierbij krijgt de order met de eerstkomende deadline de hoogste prioriteit. (Wijngaard) 13. shortest processing time (SPT): de hoogste prioriteit wordt toegekend aan de orders met de kortste bewerkingstijd (“kortste bewerkingstijd eerst”). SPT minimaliseert de gemiddelde doorlooptijd door een volgorde te kiezen waarbij de bewerkingtijden voor orders in een monotoon niet-dalende rij zijn gerangschikt. (Wijngaard) 14. least slack (LS): de hoogste prioriteit wordt toegekend aan de order met de kleinste slack (kiezen van het proces dat de minste “vrije tijd” over heeft). Slack is hierbij de orderlevertijd

Bijlage A

Definities en gehanteerde afkortingen |

135

(due date) minus de beschikbare bewerkingstijd (inclusief setuptijd) op een benodigd werkstation. (Hopp & Spearman) 15. shortest setup time (SST): de hoogste prioriteit wordt toegekend aan de orders met de kortste omsteltijd (Suri) 16. service level: de fractie van de vraag die niet uit voorraad geleverd kan worden (Silver)

Hoofdstuk 4 17. lead time reductie: de snelheid waarin een bedrijf in staat is om in te kunnen springen op de verandering in de marktvraag teneinde daarmee concurrentievoordeel te behalen. Het betreft hier de tijd tussen het klantordermoment en het levermoment aan de klant (Suri)

Gehanteerde afkortingen: ATO: BOM: CAD:

CAM: CM: CONWIP: DRP: EDD: EMQ: EOQ: ETO: FOQ: HL/MRP: JIT: LFL: LS: MPS: MRP: MTO: MTS: OHW: POLCA: PRP: QRM: RCCC: SFC: SPT: SIC: SST: VC: WIP:

Assemblage-to-order Bill of Material Computer Aided Design Computer Aided Manufacturing Cellular Manufacturing Constant Work-In-Process Distribution Requirements Planning Earliest Due Date Economic Manufacturing Quantity Economic Order Quantity Engineer-to-order Fixed Order Quantity High Level Material Requirements Planning Just-in-time Lot-for-lot Least Slack Master Production Schedule Material Requirements Planning Make-to-order Make-to-stock Onderhanden werk Paired-Cell Overlapping Loops of Cards with Authorization Project Requirements Planning Quick Response Manufacturing Rough Cut Capacity Check Shop Floor Control Shortest Processing Time Statistical Inventory Control Shortest Setup Time Variatie coëfficiënt Work in Process (US: Work in Process)

Bijlage A

Definities en gehanteerde afkortingen |

136

Bijlage B

Toelichting transport- en productiekanbansysteem

Transport Kanban systeem Wanneer een voorraadunit van een bepaald onderdeel (of materiaalsoort) wordt aangebroken (werkstation i + 1), wordt de hieraan bevestigde transport kanban losgemaakt. Deze kaart wordt vervolgens op een centraal punt (mailbox T) bij het werkstation gehangen όf gelijk teruggebracht naar het voorraadpunt van het producerende werkstation stroomopwaarts (werkstation i). Dankzij de specificaties op de transport kanban weet de material handler (of operator van werkstation i) welke materialen vervolgens benodigd zijn όf om welk type werkstation stroomopwaarts het gaat.

i

i+1 T

Via de transport kanban krijgt werkstation (i) de opdracht om een nieuwe hoeveelheid onderdelen te produceren en deze voorraad vervolgens weer te retourneren aan het afnemende werkstation stroomafwaarts (i + 1). Een belangrijke voorwaarde is dat transport verboden is zolang er geen kanban bevestigd is. Zo wordt voorkomen dat het producerende werkstation onderdelen naar het afnemende werkstation stuurt, terwijl dit afnemende werkstation daar nog geen behoefte aan heeft.

T

i

i+1

Wanneer de voorraadunit bij werkstation i + 1 leeg is dan wordt deze door de material handler verplaats naar werkstation i stroomopwaarts.

i+1

i+ 1 T

Vanaf dit moment herhaalt het proces zich opnieuw: een nieuwe voorraadunit wordt aangebroken op werkstation i + 1 en de daaraan bevestigde transport kanban wordt losgemaakt en weer naar de betreffende mailbox gebracht. Productie Kanban systeem Bij het verbruiken van onderdelen op station i + 1 wordt de transport kanban verwijderd van de volle voorraadunit en geplaatst in de daarvoor bestemde transport kanban mailbox (T). Op basis van de vermelde specificaties brengt de material handler de transport kanban vervolgens naar het juiste werkstation stroomopwaarts (i). Daarnaast neemt de material handler een lege voorraadunit (afkomstig van werkstation i + 1) mee. P i

T

Bijlage B

i+1

Toelichting transport- en productiekanbansysteem |

137

De material handler verruilt de productie kanban die bevestigd zit aan een volle voorraadunit in werkstation i voor de inmiddels gearriveerde transport kanban en stopt de productie kanban vervolgens in de daarvoor bestemde mailbox (P). P T

i

i+1

Vervolgens blijft de lege voorraadunit op werkstation i achter en neemt de material handler een volle voorraadunit (inclusief transport kanban) mee naar het werkstation stroomafwaarts (i + 1).

P i

T

i+1

De productie kanban die zich bevindt in de mailbox geeft autorisatie aan werkstation i om te beginnen met de productie van een nieuwe serie onderdelen (in elk geval voldoende onderdelen om daarmee een lege voorraadunit te kunnen vullen). Een operator van werkstation i neemt de productie kanban uit de mailbox en bevestigd deze aan een lege voorraadunit. P i

T

i+1

Ondertussen wordt de bovenstaande procedure ook toegepast bij alle andere opeenvolgende werkstations elders in de productieketen.

P: Mailbox Productiekanbans T: Mailbox Transportkanbans Transportkanban Productiekanban Materiaal Volle voorraadunit + kaart Kaartstroom Lege voorraadunit

Bijlage B

Toelichting transport- en productiekanbansysteem |

138

Bijlage C

Toelichting op productietijd en interne verplaatsingstijd

De productietijd kan worden gezien als de totale tijd om een order te voltooien en omvat omsteltijd (S), bewerkingstijd (B) en geplande wachttijd (W). Hierbij bestaat de geplande wachttijd uit: 1. de wachttijd (= Wk) van de kanban kaart bij het werkstation die de order moet gaan produceren (in onderstaande figuur is dit werkstation i). Deze wachttijd betreft vaak het wachten van de kanban kaart in de mailbox (1. in de onderstaande figuur) totdat deze kan worden gekoppeld aan een gevulde voorraadunit, het moeten wachten op de benodigde materialen/onderdelen of het wachten op het vrijkomen van een machine (machine-setups). 2. de wachttijd (= Wb) van een reeds geproduceerde batch (2. in de figuur), voordat deze verplaatst wordt naar de inbound inventory van het afnemende werkstation stroomafwaarts. De interne verplaatsingstijd is de tijd die benodigd is om: 3. de opdracht tot aanvulling te verplaatsen (= Co). Dit betreft het verplaatsen van een lege voorraadunit van werkstation i + 1 naar het werkstation i stroomopwaarts (3. in de figuur). 4. de tijd die benodigd is om de orders (bewerkte materialen in de voorraadunit; 4. in de figuur) te verplaatsen naar het werkstation stroomafwaarts (= Cm).

3.

i

i+1

1. 2.

4.

Bovenstaande resulteert in de volgende formule voor het bepalen van de doorlooptijd (LT) van een kanban kaart51:

LT = P + C = [S + B + (Wk + Wb)] + [Co + Cm]

51

Onderzoeksverslag voor Ontwerppraktijk, Pullbeheersingssystemen bij Draka Emmen, Rug, november 2001, pp. 23-24 Bijlage C

Toelichting op productietijd en interne verplaatsingstijd |

139

Bijlage D

Polca informatie bulletin |

140

Bijlage D

Polca informatie bulletin

Let’s Polca ! A.

Introductie Polca als hybride Material Control Systeem

Voor een effectieve beheersing van de materiaalstromen in een productieomgeving met een hoge variëteit aan klantspecifieke eindproducten en continu wisselende vraag is er een nieuwe strategie ontwikkeld die toepassingen van zowel MRP (push) als Kanban (pull) combineert. Deze strategie, genaamd Polca (Paired-Cell Overlapping Loops of Cards with Authorization), is interessant voor tal van productiebedrijven die zich in deze dynamische productieomgeving begeven. Polca stelt deze organisaties namelijk in staat concurrentievoordeel te behalen middels het leveren van maatwerkproducten met korte lead times. Het Polca systeem werd in 1998 geïntroduceerd door de Amerikaanse wetenschappers Suri en Krishnamurthy en past binnen de strategie die zich bezig houdt met “Quick Response Manufacturing” (QRM). De drijfveer voor QRM principes (en dus ook Polca) is totale lead time reductie in alle opzichten binnen de organisatie. QRM gaat hierbij verder dan de traditionele JIT/Lean principes en biedt meer mogelijkheden voor kwaliteitsverbetering en kostenreductie! Uit diverse onderzoeken bij Amerikaanse productiebedrijven is gebleken dat inzet van Polca leidt tot diverse operationele verbeteringen (Suri, 1998). Zo kan men flexibeler omgaan met de benutting van de beschikbare productiecapaciteit, zullen er minder tussenvoorraden ontstaan en als gevolg daarvan wordt de hoeveelheid onderhanden werk tot een minimum beperkt. Algemene beschrijving Polca Net zoals bij traditionele Kanban systemen maakt Polca gebruik van autorisatiekaarten ofwel de zogenaamde Polca kaarten. Deze kaarten zijn enkel toegewezen aan één paar (opeenvolgende) productiecellen. Dit in tegenstelling tot de kaarten binnen het Kanban systeem, deze zijn specifiek gebonden aan één bepaald product. Waar de Kanban kaart een signaal is voor vervanging van de voorraad geeft een teruggekeerde Polca kaart, afkomstig van de stroomafwaartse cel, juist een signaal dat daar capaciteit beschikbaar is gekomen en nieuwe productieorders mogen worden vrijgegeven in de stroomopwaartse cel. Om de doorloop van materialen (interne productieorders) te beheersen en om uiteindelijk te kunnen voldoen aan de beoogde levertijd vindt autorisatie plaats door middel van een High Level MRP systeem (HL/MRP). Deze autorisatie heeft slechts betrekking op de materiaalstromen tussen cellen. Hiermee geeft Polca iedere cel de mogelijkheid zelf te bepalen hoe er intern wordt geproduceerd en op welke wijze materiaalstromen binnen de cel worden georganiseerd. Dit is het grote verschil met traditionele pull/Kanban systemen; Polca past juist extra flexibiliteit in! Tegelijkertijd vereist het Polca systeem een interactie- en communicatieniveau tussen de cellen, dat vooruitstrevender is. Hiermee stijgt de druk om te produceren en wordt de effectiviteit van de materiaaldoorstroom bevorderd. B. Welke type productiebedrijven zijn geschikt voor Polca? Polca kan worden geïmplementeerd indien productiebedrijven voldoen aan een aantal basiskenmerken of indien raakvlakken zijn met deze basiskenmerken:

Bijlage D


141

• Opstelling van opeenvolgende “productiecellen” die elk een vast onderdeel van het productieproces kunnen vertegenwoordigen; • Individuele klantgerichte orders die worden gerealiseerd middels een combinatie van de voor die order geschikte reeks fabricagecellen; • Aanwezigheid van logistieke parameters binnen de afzonderlijk cellen voor het vaststellen van autorisatietijden in HL/MRP. Belangrijk is inzicht in de celdoorlooptijden en capaciteitsbenutting. C. Voordelen Polca ten opzichte van Pull (Kanban) 1. In tegenstelling tot traditionele pull/Kanban systemen is Polca in staat om capaciteitsfluctuaties op korte termijn beter te managen. Zo kan een productieorder pas worden vrijgegeven in een cel stroomopwaarts indien capaciteit beschikbaar is gekomen in de afnemende cel stroomafwaarts. Indien de capaciteit voor de cel stroomopwaarts niet toereikend is, dan kan beter worden begonnen met de bewerking van een andere order, waarvoor elders (in een andere cel stroomafwaarts) wél capaciteit beschikbaar is gekomen. Gebrek aan capaciteit in de cellen leidt namelijk tot extra voorraadvorming in het systeem. 2. De teruggekeerde Polca kaart geeft een signaal af dat verklaart dat stroomafwaarts in de keten capaciteit is vrijgekomen. De kaart kan echter niet bepalen welke de volgende productieorder is die moet worden vrijgegeven. Om deze beslissing te kunnen nemen maakt Polca gebruik van het HL/MRP systeem. Indien productieorders niet zijn geautoriseerd, dan wordt ook niet overgegaan tot productie, ondanks de aanwezigheid van een Polca kaart. Bij Polca worden dus geen producten gemaakt vanwege een pull signaal, maar omdat er expliciet vraag naar is (klantvraag). Ook hiermee voorkomt men groei van onnodige tussenvoorraden en bijbehorende onderhanden werk. 3. De Polca kaarten zijn niet gekoppeld aan genummerde productonderdelen, maar slechts aan specifieke orders gedurende bewerking in 2 opeenvolgende (gerelateerde) cellen. Zodoende ontstaat geen wildgroei aan voorraden voor productiebedrijven die te maken hebben met een hoge variëteit aan producten of onderdelen. 4. Pull systemen zijn gericht op het in evenwicht brengen van alle activiteiten, zodanig dat de bottleneck minder wordt belast. Dit is bij productieomgevingen met een hoge variëteit aan producten en dus uiteenlopende bewerkingsmogelijkheden onmogelijk. Men kan de verschillende doorlooptijden en benodigde capaciteiten voor de cellen wel voorspellen, maar men kan de variëteit tussen de individuele productieorders niet voorspellen. Het Polca systeem biedt meer flexibiliteit en is juist gericht op het traceren van bottlenecks en “verzachten” van de belasting op de bottlenecks. Dit kan worden gerealiseerd omdat er gebruik wordt gemaakt van een zogenaamde “Polca loops” over de twee cellen. Door de loops dus langer te maken (in tegenstelling tot Kanban) functioneren nieuwe toegevoegde productieorders binnen de loop als een soort buffer. Hiermee kunnen variaties in de vraag uiteindelijk worden geabsorbeerd. Er wordt dus een situatie gecreëerd waarbij de capaciteit van een cel optimaal wordt afgestemd op de bestaande product mix. Bij het bovenstaande zijn 2 factoren belangrijk: •

Er is sprake van from-to-relaties tussen de cellen;

•

Iedere cel is gekoppeld aan een gelimiteerd aantal andere cellen, waardoor interactie tussen deze cellen onderling effectiever gemanaged kan worden. Bijlage D


142

E.

Onderzoek naar Polca

De Polca theorie zoals deze is ontwikkeld door Suri en Krishnamurthy is innovatief en biedt toekomstperspectief voor Nederlandse productiebedrijven. Gedurende het verrichte vooronderzoek is duidelijk geworden dat Polca een op de praktijk gericht concept is, maar dat het nog te weinig is geïmplementeerd bij Nederlandse bedrijven. Om deze reden is er behoefte aan een nader uit te voeren praktijkonderzoek. De achtergrond voor dit onderzoek wordt gevormd door een tweetal zaken: 1. Het leveren van een bijdrage aan de ontwikkeling van het Polca systeem op zich; 2. Het leveren van een bijdrage aan de ontwikkeling van een “Polca Scanning Tool” voor Nederlandse productiebedrijven.

F.

Participerende productiebedrijven

Het doel van dit onderzoek (uitgevoerd binnen clusters Ontwerp Productiesystemen & Productiemanagement) is om meer inzicht te krijgen in de theoretische achtergronden van Polca én om (in samenwerking met enkele participerende productiebedrijven) de praktische toepassingsmogelijkheden van het model te verkennen. Voor participerende bedrijven biedt dit onderzoek de mogelijkheid om op korte termijn inzicht te krijgen in hoeverre Polca geschikt is als toekomstig Material Control Systeem. Daarbij wordt middels een “Polca Scanning Tool” inzicht gegeven in de toepassingsmogelijkheden van Polca. De genoemde clusters binnen de RuG zien de samenwerking als een mogelijkheid om meer zicht te krijgen op de praktische toepasbaarheid van de Scanning Tool en het Polca systeem op zich. Inhoudelijk komt dit neer op enkele fabrieksbezoeken, waarbij gesproken wordt met interne verantwoordelijken en betrokkenen vanuit het productieproces. Om inzicht te krijgen in de implementatiemogelijkheden voor Polca zal gebruik worden gemaakt van diverse observatie technieken. Het doorlichten van het productieproces of een onderdeel daarvan staat daarbij centraal. Voordeel voor participerende productiebedrijven: •

Verkrijgen van een vrijblijvende inschatting van besturingsmogelijkheden volgens Polca of aanverwante material control systemen, zoals Kanban, MRP of Conwip;

•

Mogelijkheid tot kennisuitwisseling met het cluster OPS op het gebied van Polca en aanverwante productiesystemen.

Nadere informatie: Cluster Ontwerp Productiesystemen (OPS), RuG Contactpersoon: Jacob Pieffers (afstudeerfunctie) Tel.: 050-3633921 (secretariaat OPS) E-mail: [email protected] Dr. Martin Land Dr. Jan Riezebos

(cluster Productiemanagement) (cluster Ontwerp Productiesystemen)

Bijlage D


143

Bijlage E

Case studie: onderzoeksvragen algemeen |

144

Bijlage E

Case studie: onderzoeksvragen algemeen

Bedrijfsnaam Geïnterviewde personen Functie(s) Datum

: : : :

1

BEDRIJFSOVERZICHT

1. Hoe kan de organisatie worden beschreven lettend op de volgende aandachtspunten? a units/afdelingen b aantal medewerkers c type producten (productlijnen) d gehanteerde strategieën ten aanzien van voortbrengingsproces 2. Hoe kan de omgeving worden beschreven lettend op de volgende aandachtspunten? a afzetmarkten b type klanten (industrieën) 3. Hoe wordt de organisatie getypeerd? - procesgewijze fabricage - massa fabricage - seriegewijze fabricage - projectgewijze fabricage

[check harde voorwaarde]

4. Lettend op KOOP; hoe kan de productieomgeving worden gekarakteriseerd? - make-to-stock - make-to-order - assemble-to-order - engineer-to-order [check harde voorwaarde]

2

PRODUCTASSORTIMENT EN MARKTVRAAG

Producten 5. Welke type producten worden geproduceerd/geassembleerd? - simpele producten (geleverde materialen van leveranciers) - relatief complex (geassembleerde componenten) - installaties 6. Zijn er duidelijke productlijnen (productfamilies) aanwezig? (Zo ja, welke?) 7. Productcomplexiteit: uit hoeveel componenten bestaan de producten gemiddeld? 8. Hoe ziet het productontwerp eruit? - gestandaardiseerd (BOM kent veel gelijkwaardige componenten) - modulair (BOM is opgebouwd uit bestaande subsystemen) - klantspecifiek (wijzigingen kunnen doorbrengen in vaste productconfiguratie) 9. Hoeveel invloed hebben de klanten op het ontwerpproces? (Hoeveel procent van het gevraagde is klantspecifiek?)

Bijlage E


145

10. Hoeveel eindproducten zijn er in totaal of per productlijn? (Aantal artikelnummers) 11. Hoeveel productitems of componenten zijn te onderscheiden? (Aantal itemcodes) Vraag vanuit de markt 12. Hoe groot is de jaarlijkse vraag naar eindproducten?


13. Hoe groot zijn de schommelingen in het aantal te produceren eindproducten (of orderregels) voor een aantal achtereenvolgende perioden (weken/maanden)? [check harde voorwaarde]

3

PRIMAIRE PRODUCTIEPROCES

Productieproces op fabrieksniveau 14. Hoe ziet de productiestructuur eruit op fabrieksniveau? a onderscheid productieafdelingen/cellen b productie lay-out c relaties tussen productieafdelingen/cellen” (sequentiële/simultane/latente relaties)


15. Hoe is intern transport van uitgangsmateriaal, onderdelen en halffabrikaten geregeld? Productieproces op afdelingsniveau 16. Hoe ziet de productiestructuur eruit op afdelingsniveau, lettend op de volgende aandachtspunten: a bewerkingsmomenten (type werkstations) b achtereenvolgende bewerkingsstappen en activiteiten c materiaalstromen en productroutings tussen diverse werkstations d aantal gelijksoortige werkstations 17. Hoe zijn de materiaalstromen georganiseerd? - convergent - divergent - doorkruisend/netwerkstructuur 18. Wat is de regelmaat van de materiaalstromen - continue - discontinue 19. Zijn er bottlenecks en wat is oorzaak? 20. Kunnen maatregelen worden genomen om de capaciteit op de bottleneck te balanceren? Zo ja welke? 21. Hoe zijn de voorraadposities georganiseerd? a centraal magazijn b centrale voorraadplaatsen op afdelingsniveau c inbound/outbound voorraadpunten bij werkstations

Bijlage E


146

Productiecellen en zelfsturende teams 22. Hoeveel “productiecellen” zijn er te onderscheiden? a vormen de geïdentificeerde “cellen” een vast onderdeel van het productieproces? [check harde voorwaarde] b zijn er zeldzame relaties aanwezig tussen “cellen”? 23. Hoe is de samenstelling van “productiecellen”? a aantal lokaal georganiseerde werkstations? b universeel inzetbare werkstations? 24. Hoeveel productroutings zijn te onderscheidden? 25. Welke zijn de belangrijkste hoofdproductstromen? Productieflexibiliteit 26. Wordt er gewacht met produceren totdat de ideale productieroute is bepaald? 27. Is het mogelijk productieflexibiliteit te creëren? a kan men binnen (of tussen) cellen flexibel kan omgaan met de inzet en bewerkingsvolgordes van productieorders? b maakt men gebruik van zelfsturende teams (taken, vrijheden, flexibiliteit et cetera.)? c zijn de operators/teams multifunctioneel inzetbaar?

4

MATERIAALBEHEERSING

Algemeen 28. Welke externe bevoorradingsmethoden (inkooporders) worden gehanteerd? (Hoe komen materialen te beschikking in het centrale magazijn?) - MRP (vaste bestelhoeveelheden EOQ/lot-for-lot - JIT - SIC - anders 29. Welke interne bevoorradingsmethoden worden gehanteerd? (Hoe komen materialen ter beschikking op de productievloer?) - Kanban/2-bin - MRP - anders 30. Hoe worden productieorders gegenereerd? - klantorders worden direct inplannen - klantorders clusteren - anders 31. Worden optimale bestelgroottes bepaald? (Zo ja, hoe worden deze gegenereerd/samengesteld?) MRP 32. Wat is de output van planningsactiviteiten? - MPS - Gedetailleerde materiaalplanning (MRP 1) - Capaciteitsplanning (MRP 2) - anders Bijlage E


147

33. Op basis van welke informatie worden materialen ingekocht? - reeds vastgelegde klantorders (harde reserveringen) - voorspellingen (hoe voorspelbaar is de vraag? Lange of korte termijn?) - anders Productieplannen 34. Zijn de productielijsten samengesteld op basis van: a release data b routingvolgorde c werkinhoud (bewerkingstijden) Kanban (indien aanwezig) 35. Hoe is het Kanban systeem georganiseerd (algemene beschrijving)? 36. Welk signaal bepaald de aanvulling van voorraden? 37. Is het voorraadniveau duidelijk gekoppeld aan een vast aantal kanban kaarten?

5

LOGISTIEKE PARAMETERS

Logistieke parameters 38. Hoe groot is de gemiddelde productielevertijd (ofwel materiaaldoorlooptijd)? 39. Is er inzicht in de doorlooptijden op machineniveau en celniveau? [check harde voorwaarde] 40. Hoe betrouwbaar zijn de productdoorlooptijden? (betrouwbaar – redelijk betrouwbaar – onbetrouwbaar) 41. Hoe groot (indicatie in procenten) zijn de gemiddelde bezettingsgraden op de verschillende resource /”cellen”? [check harde voorwaarde] 42. Hoe betrouwbaar zijn de bezettingsgraden? (betrouwbaar – redelijk betrouwbaar – onbetrouwbaar)


43. Welke capaciteitsmaatregelen kunnen worden genomen?

Bijlage E


148

Bijlage F

Productieproces Power-Packer

Bijlage F

Productieproces Power-Packer |

149

Bijlage G

Ontwerp Polca Scanning Tool |

150

Bijlage G

Ontwerp Polca Scanning Tool

Polca Scanning Tool Inleiding: Doel van de Scanning Tool Deze Polca Scanning Tool maakt het mogelijk om op korte termijn te onderzoeken in hoeverre een productiebedrijf klaar is voor implementatie van Polca. Het instrument kan worden beschouwd als praktisch hulpmiddel voor het verkennen van de basisvoorwaarden voor implementatie van Polca en de bedrijfsspecifieke omstandigheden die bij implementatie van Polca belangrijk zijn. De Scanning Tool is zodanig samengesteld dat tijdens de verkenning van de implementatiemogelijkheden van Polca geen cruciale zaken over het hoofd worden gezien. De Scanning Tool bestaat uit 5 fasen. Per fase staan een aantal stappen beschreven, welke in de vermelde volgorde dienen te worden uitgevoerd. Een afzonderlijke stap (•) kan een vraag betreffen, waarop een antwoord dient te worden gevonden, óf een handvat zijn, waarmee tijdens verkenning rekening mee dient te worden gehouden. Elke geformuleerde stap wordt kort toegelicht. Verwacht wordt dat de gebruiker van deze Tool op de hoogte is van de algemene principes en uitgangspunten van Polca (zie eventueel: hoofdstuk 5 uit “Let’s Polca?”)

Fase 1: Vaststellen doelstelling Polca •

Voor welke problemen t.a.v. het productieproces biedt Polca duidelijk een oplossing?

•

Wat is de achtergrond van deze problemen?

Deze stappen zijn gericht op het achterhalen van de problemen waarmee de organisatie te maken heeft in de aansturing en beheersing van materiaalstromen en waarvoor Polca uiteindelijk een oplossing kan zijn. Het inzichtelijk maken van deze problemen en de achtergrond ervan biedt uitkomst voor het nader te ontwerpen Polca-raamwerk (zie Fase 4). •

Wat zijn de belangrijkste doelstellingen voor implementatie van Polca?

Het voor ogen hebben van realistische managementdoelstellingen draagt bij aan het creëren van draagvlak bij betrokken verantwoordelijken (management). Tevens kan hiermee het nut van (een eventuele) Polca implementatie op eenduidige wijze worden gecommuniceerd richting betrokkenen (materiaalplanners, teamleiders, logistieke medewerkers,...). •

Hoe kunnen de prestaties van Polca meetbaar worden gemaakt?

Ter evaluatie van het Polca systeem is het nuttig alvast inzicht te hebben in de belangrijkste prestatieindicatoren van Polca. (bijvoorbeeld: leverbetrouwbaarheid, doorlooptijden voorraadreductie).

Fase 2: Identificatie van Polca-cellen •

Welke Polca-productiecellen kunnen worden geïdentificeerd?

Deze fase is geen check, maar is juist gericht op het achterhalen van productiecellen die specifiek voor het Polca systeem bedoelt zijn. Het vroegtijdig opsporen van “Polca-cellen” is noodzakelijk voor de uitvoering van de stappen uit fasen 3, 4 en 5.

Bijlage G


151

Er is sprake van een “Polca-cel indien deze: 1. is samengesteld uit één of meerdere lokaal georganiseerde machines/werkstations of een hele productieafdeling ten behoeve van een bepaald type bewerking (richtlijn 1); 2. gerelateerd is aan één of meerdere producerende en/of afnemende “Polca-cellen” (richtlijn 2); 3. verantwoordelijk is voor de bewerking van een productfamilie of een familie onderdelen of halffabrikaten (richtlijn 3).

Fase 3: Checken van de basisvoorwaarden Realisatie HL/MRP •

Zijn de gemiddelde doorlooptijden van de “Polca-cellen” betrouwbaar genoeg voor het realiseren van een HL/MRP systeem?

Voor de samenstelling van een adequaat HL/MRP systeem dienen de gemiddelde doorlooptijden, van alle geïdentificeerde “Polca-cellen” uit fase 2, betrouwbaar te zijn. De gemiddelde doorlooptijden dienen zodanig gekozen te worden, dat er genoeg ruimte is om alle mogelijke ordervarianten tijdig af te leveren. (De interne levertijden van alle ordervarianten dienen dus kleiner te zijn dan deze geplande celdoorlooptijd.) •

Zijn de huidige productielijsten geschikt voor Polca?

Celgebonden productielijsten dienen zodanig te worden samengesteld, dat het voor operators relatief eenvoudig is om: 1. autorisatietijden van verschillende productieorders af te lezen of te communiceren; 2. te bepalen welke “Polca-cel” in de productieroute de volgende is (de productielijsten moeten dus communiceren binnen welke Polca loops de cel zich bevindt); 3. de werkinhoud per productieorder te bepalen. (Een geschikte eenheid is bijvoorbeeld de bewerkingstijd in minuten/uren. Deze werkinhoud kan bij implementatie van Polca worden gebruikt voor de berekening van een geschikte kwantiteitseenheid voor Polca kaarten.)

Capaciteitsbeheersing •

Check de betrouwbaarheid van het capaciteitsplan, door gegevens te verzamelen over gemiddelde bezettingsgraden* van de productiecellen.

Voor optimale prestaties van de Polca loops (ofwel de beschikbare capaciteit van 2 opeenvolgende cellen) kan worden uitgegaan van een bezettingsgraadnorm die ligt tussen 30-80%. Toelichting: - Polca zorgt er voor dat de aanwezige capaciteit van de cellen optimaal wordt ingezet voor productie, maar indien de gemiddelde bezettingsgraden juist laag zijn (< 30%), dan biedt Polca weinig uitkomst. Capaciteit is immers altijd voorhanden en orders kunnen gemakkelijk doorstromen; - Indien de gemiddelde bezettingsgraad juist te hoog wordt (>80%), dan is theoretisch gezien de kans groot dat dit een negatieve invloed heeft op de doorlooptijd van productieorders. •

Kunnen capaciteitsmaatregelen worden genomen?

Ter verbetering van de prestaties van eventuele aanwezige capaciteitsbottlenecks (cellen met een bezettingsgraad > 80%) kan de organisatie overwegen corrigerende capaciteitsmaatregelen te nemen. Geschikte maatregelen zijn: - het vroegtijdig plannen van strategische overcapaciteit in MRP; - multi-inzetbaarheid van medewerkers (medewerkers aansturen op basis van de vraag); - tijdelijke uitbreiding van de capaciteit d.m.v. overwerken.

*

Onder “bezettingsgraad” wordt verstaan: de verwachte waarde van het quotiënt van de gevraagde capaciteit (op basis van bewerkingstijd in uren) en de beschikbare capaciteit (normale capaciteit van cellen in uren/week). Bijlage G


152

•

Elke “Polca-cel” dient gerelateerd te zijn aan één of meerdere andere cellen.

Voor het plannen van de Polca loops (zie fase IV) is het noodzakelijk dat elke cel gerelateerd is aan minimaal één andere cel in het productietraject.

Fase 4: Ontwikkeling van het Polca-raamwerk Ontwerp Polca-raamwerk Dit raamwerk kan worden gebruikt als bril waarmee naar het huidige productieproces wordt gekeken en komt tot stand via het: •

In kaart brengen van de relevante “Polca-cellen” en de bijbehorende from-to-relaties;

De lay-out van dit raamwerk dient zodanig gekozen te worden, dat het mogelijk is om de belangrijkste relaties tussen cellen op te sporen. Een techniek hiervoor is het rangschikken van de geïdentificeerde “Polca-cellen” in de opeenvolgende productiestadia (stroomopwaarts → stroomafwaarts) •

In kaart brengen van de belangrijkste productroutings;

Een routing betreft hier de volgorde waarin cellen moeten worden aangedaan voor de productie van een specifieke order. De belangrijkste routings kunnen worden vastgesteld door gebruik te maken van de gegevens uit het plannings- en informatiesysteem (MRP). De gevonden routings kunnen vervolgens worden gebruikt voor het plannen van de Polca loops (zie hieronder). •

Zijn storende productroutings aanwezig?

Dit betreft de aanwezigheid van productstromen, die tot stand komt via bewerking op slechts één cel. Voor het creëren van stabiele Polca loops is het noodzakelijk dat men inzicht heeft in het aantal producten dat tot stand komt via dergelijke routings (zie fase 5 voor nadere toelichting hierop).

Plannen van de Polca Loops •

Creëren van functionele Polca loops

Door gebruik te maken van het ontworpen raamwerk kan worden gezocht naar oplossingen voor de beschreven problemen uit fase 1. Om hiertoe te komen dienen de Polca loops zodanig ingericht en gepland te worden, dat de aansturing en beheersing van de materiaalstromen tussen cellen kan worden verbeterd. (De Polca loops dienen hiermee een bijdrage te leveren aan de realisatie van de geformuleerde doelstellingen uit fase 1.) Dit volledige raamwerk dient vervolgens als basis voor het verkrijgen van inzicht in de effectiviteit en toepasbaarheid van het Polca systeem (zie fase 5).

Fase 5: Beoordeling effectiviteit van Polca. Indien wordt voldaan aan de basisvoorwaarden uit fase 3 dan zou implementatie van Polca in principe mogelijk zijn. Om ook nog een uitspraak te doen over de effectiviteit van het ontworpen Polcaraamwerk kan in deze fase worden gecheckt of de organisatie voldoet aan de randvoorwaarden. •

Biedt het Polca-raamwerk mogelijkheden voor het creëren van productieflexibiliteit?

Onder productieflexibiliteit wordt verstaan: het vermogen van het bestaande productieproces om alternatieve productroutings te creëren, door af te wijken van bestaande productroutings. Het kunnen creëren van productieflexibiliteit draagt bij aan de prestaties van het Polca systeem.

Bijlage G


153

•

Doen zich binnen het Polca-raamwerk convergente productietrajecten voor?

Convergente productietrajecten leveren namelijk een belangrijke beperking op voor Polca. Convergentie ontstaat in geval van assemblage. Hierbij zijn veelal meerdere halffabrikaten en onderdelen nodig (afkomstig van meerdere producerende cellen) voor één bepaalde assemblage (dus één afnemende cel). De Polca loops bieden in deze situatie geen oplossing voor vrijgave van de juiste typen en aantallen componenten in de producerende cellen. Om dit toch mogelijk te maken dient de organisatie te beschikken over een geschikt informatieplan (bijvoorbeeld aansturen vanuit MRP). •

Is het mogelijk om productspecifieke celdoorlooptijden te berekenen?

De effectiviteit van het HL/MRP systeem kan worden gegarandeerd, indien het voor iedere cel mogelijk is productspecifieke autorisatietijden te berekenen. Voor het berekenen van deze autorisatietijden dient men inzicht te hebben in de productspecifieke bewerkings-, wachten machineomsteltijden. Deze doorlooptijden dienen betrouwbaar te zijn en mogen niet al te sterk fluctueren. •

Is het mogelijk om productspecifieke inter-celdoorlooptijden te berekenen?

Voor het realiseren van productspecifieke autorisatietijden in HL/MRP dienen niet alleen celdoorlooptijden betrouwbaar te zijn, maar ook de doorlooptijden tussen cellen. (Dit is dus de wachttijd van een order die zich bevindt tussen twee cellen in.)

Stabiele Polca Loops Stabiele Polca loops worden gerealiseerd dankzij een juiste schatting van het aantal Polca kaarten tussen twee opeenvolgende cellen. Voor het kunnen berekenen van het geschikte aantal kaarten is men afhankelijk van: •

betrouwbare (inter-)celdoorlooptijden;

Zie hiervoor de toelichting op de vorige twee stappen. •

betrouwbare voorspellingen van het verwachte aantal orders binnen de geïdentificeerde productroutings;

•

betrouwbare voorspellingen van het verwachte aantal orders binnen de storende productroutings.

Voor het creëren van een stabiel Polca loop is het noodzakelijk dat men inzicht heeft in het aantal producten dat tot stand kan komen via storende routings. Het is handig dit aantal mee te nemen in de berekening van het aantal Polca kaarten. Zodoende wordt het totale (verwachte) werkaanbod voor een loop afgestemd op de beschikbare capaciteit binnen de loop (ofwel de capaciteit van twee opeenvolgende cellen). Indien een van de bovenstaande voorwaarden ontbreekt of blijkt dat hier niet volledig aan kan worden voldaan dan kan de organisatie overwegen deze mee te nemen in een nader te ontwikkelen Polcaimplementatieprogramma.

Einde Polca Scanning Tool

|

154

Lijst met gehanteerde figuren Figuur 1 Push systeem: planning op basis van vraag............................................................................. 3 Figuur 2 Materiaalbehoefteplanning volgens MRP ................................................................................. 4 Figuur 3 Pull systeem: autorisatie gebaseerd op status van het systeem .............................................. 6 Figuur 4 Gelimiteerde voorraadniveaus .................................................................................................. 7 Figuur 5 Base Stock Control.................................................................................................................... 8 Figuur 6 Voorraadfluctuatie gedurende beschouwde order- of productiecyclus................................... 11 Figuur 7 Conwip: een combinatie van push en pull .............................................................................. 16 Figuur 8 Tandem Conwip lijnen............................................................................................................. 18 Figuur 9 Gebruik van een resource bij twee productroutings................................................................ 18 Figuur 10 Onderzoeksontwerp .............................................................................................................. 26 Figuur 11 Kleinseriefabrikage en Projectgewijze fabricage in een QRM-productieomgeving .............. 34 Figuur 12 Verschillende vormen sequentiële relaties ........................................................................... 35 Figuur 13 Simultane relaties tussen cellen (convergerend) .................................................................. 35 Figuur 14 Kiezen van een alternatieve productrouting (divergerend) ................................................... 36 Figuur 15 Effect van bezettingsgraad en variabiliteit op de doorlooptijd............................................... 36 Figuur 16 Effect seriegroottes op efficiency en doorlooptijd ................................................................. 37 Figuur 17 Toepassing van HL/MRP bij cellen ....................................................................................... 39 Figuur 18 Bepalen van releasetijden in HL/MRP .................................................................................. 43 Figuur 19 Polca loops over productiecellen (voormontage-montage) .................................................. 45 Figuur 20 Beheersing van de werklast d.m.v. lange loops.................................................................... 45 Figuur 21 Voorbeeld productieplan (a) en vrijgekomen Polcas bij montagecel B (b) ........................... 46 Figuur 22 Geschikte productie lay-out voor Polca ................................................................................ 50 Figuur 23 Voorbeeld van een Polca kaart in loop A1/P1 ...................................................................... 51 Figuur 24 Ordervrijgave voor voormontagecel V3 ................................................................................ 51 Figuur 25 Ordervrijgave voor montagecel M2 ....................................................................................... 52 Figuur 26 Ordervrijgave op assemblagecel A1 ..................................................................................... 52 Figuur 27 Dubbele Polca loops voor coördinatie van twee convergerende trajecten ........................... 54 Figuur 28 Onderzoeksdomein van de case studies .............................................................................. 57 Figuur 29 Conceptueel model: verkennen van de grenzen van toepasbaarheid.................................. 59 Figuur 30 Klantenoverzicht Eaton Holec ............................................................................................... 63 Figuur 31 Fysieke productie lay-out op fabrieksniveau......................................................................... 65 Figuur 32 Fysieke productie lay-out Verspanen.................................................................................... 66 Figuur 33 Productieproces Verspanen.................................................................................................. 66 Figuur 34 Fysieke productie lay-out Ponserij ........................................................................................ 67 Figuur 35 Productieproces Ponserij ...................................................................................................... 68 Figuur 36 Productieproces Hoofdstroomgeleiders ................................................................................ 68 Figuur 37 Fysieke productie lay-out Plaatwerk ..................................................................................... 69 Figuur 38 Productieproces Plaatwerk ................................................................................................... 70 Figuur 39 Fysieke productie lay-out Koperstraat .................................................................................. 71 Figuur 40 Productieproces Koperstraat................................................................................................. 71 Figuur 41 Materiaal bevoorrading ......................................................................................................... 73 Figuur 42 Xiria productie procesflow ..................................................................................................... 74 Figuur 43 Hydraulisch kantelsysteem ................................................................................................... 76 Figuur 44 Plungermontage en lasproces I ............................................................................................ 78 Figuur 45 Montage base-kopstukken .................................................................................................... 79 Figuur 46 Koppeling voormontage en lasproces II................................................................................ 80 Figuur 47 Afkoelingsproces na lassen .................................................................................................. 80 Figuur 48 Cilinder assemblage.............................................................................................................. 81 Figuur 49 Spuiten en Afterpaint............................................................................................................. 82 Figuur 50 Logistieke model Power-Packer............................................................................................ 83 Figuur 51 Productieproces op fabrieksniveau ....................................................................................... 87 Figuur 52 Montageproces Conventionele elementen ........................................................................... 89 Figuur 53 Montageproces Leif elementen............................................................................................. 89 Figuur 54 Montageproces Multiflow elementen .................................................................................... 89 Figuur 55 Montageproces Hoge druk elementen ................................................................................. 90 Figuur 56 Hoofdproductstroom 1: Multiflow filters ................................................................................. 90 Figuur 57 Hoofdproductstroom 2: Hoge druk filters .............................................................................. 90 Figuur 58 Hoofdproductstroom 3: Conventionele filters........................................................................ 91 Figuur 59 Hoofdproductstroom 4: Leif filters ......................................................................................... 91 Lijst met gehanteerde figuren |

155

Figuur 60 Materiaal bevoorrading ......................................................................................................... 92 Figuur 61 Geïdentificeerde cellen per afdeling...................................................................................... 99 Figuur 62 Polca-raamwerk voor Verspanen........................................................................................ 100 Figuur 63 Polca-raamwerk voor Ponserij ............................................................................................ 101 Figuur 64 Polca-raamwerk voor Hoofdstroomgeleiders...................................................................... 102 Figuur 65 Polca-raamwerk voor Plaatwerk (dominante productstromen) ........................................... 102 Figuur 66 Polca-raamwerk voor Plaatwerk (kleine productstromen) .................................................. 103 Figuur 67 Polca-raamwerk voor Koperstraat....................................................................................... 104 Figuur 68 Geïdentificeerde cellen per productiestadium..................................................................... 108 Figuur 69 Relevante productiestadia binnen de cilinderlijn................................................................. 109 Figuur 70 “Overlappende loop” bij Plungermontage ........................................................................... 111 Figuur 71 Lange loop bij Plungermontage .......................................................................................... 112 Figuur 72 Materiaaluitwisseling tussen de productiestadia................................................................. 114 Figuur 73 Geïdentificeerde cellen per productiestadium..................................................................... 117 Figuur 74 Polca-raamwerk van Parker Filtration ................................................................................. 119 Figuur 75 Geplande Polca loops tussen Voorbewerking en Voormontage ........................................ 120 Figuur 76 Geplande Polca loops tussen Voormontage en Assemblage............................................. 121 Figuur 77 Overlappende loops bij elementen Conv ............................................................................ 121

Lijst met gehanteerde figuren |

156

Een case studie georiënteerd onderzoek naar de praktische toepasbaarheid van Polca als innovatief material control systeem. Auteur: Jacob Pieffers

Recommend Documents