IPM-Groep Hengelosestraat 705 7521 PA Enschede www.ipm-groep.nl
Verbeterconcepten voor Productie 5S – Werkplekoptimalisatie 5S is een aanpak om werkplekken te optimaliseren en is de eerste stap bij de invoering van verbeterconcepten als Lean Manufacturing, TPM, en Six Sigma.
DFA - Design For Assembly Doordat het accent tijdens de ontwikkeling op de functionaliteit ligt, krijgt de monteerbaarheid vaak onvoldoende aandacht, wat kan leiden tot hoge kosten in montage.
SMED - (Single Minute Exchange of Dies) Reductie ombouwtijden SMED is een aanpak om ombouwtijden te minimaliseren.
FMEA - Failure Mode & Effects Analysis Door voorbereid te zijn op het falen, faalt u niet! FMEA: "voor"denken
TPM - Total Productive Maintenance Total Productive Maintenance is een voortdurend proces om de effectiviteit van volumeproductiemiddelen te maximaliseren.
Six Sigma - Voor een gestructureerde projectaanpak Beslissingen worden genomen op basis van harde data om de kwaliteit van processen en producten te verhogen.
Lean Manufacturing Lean Manufacturing is een aanpak om alleen die activiteiten te verrichten waarvoor de klant bereid is te betalen.
POLCA- (Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Autorization) Een systematiek om materiaalstromen effectief te kunnen beheersen. Page 1 of 10
5S – Werkplekoptimalisatie 5S is een aanpak om werkplekken te optimaliseren en is de eerste stap bij de invoering van verbeterconcepten als Lean Manufacturing, TPM, en Six Sigma. 5S verhoogt de productiviteit binnen een paar dagen. Een goed georganiseerde, logische werkplek verhoogt de productiviteit van de organisatie. 5S is bij uitstek dé methode om werkplekken te optimaliseren. Belangrijke voordelen van 5S zijn: verhoging van de efficiency verbetering van de productkwaliteit verhoging van de motivatie medewerkers bijdrage aan een meer gedisciplineerde productiecultuur (orde en netheid). Het is met name vanwege deze voordelen dat invoering van 5S een randvoorwaarde is om verdergaande verbeterconcepten als Lean Manufacturing, TPM, en Six Sigma in te kunnen voeren. De IPM Groep kan u begeleiden bij een snelle en succesvolle implementatie van 5S binnen uw bedrijf. Na observatie van de werkplek en het samenstellen van een 5S team worden de volgende 5 stappen doorlopen: Scheiden: Door middel van een workshop worden onnodige zaken van de werkplek verwijderd Schikken: Alle materialen krijgen in de juiste hoeveelheid een vaste plaats Schoonmaken: Na een grote eenmalige schoonmaakactie worden checklisten toegepast. Deze leiden tot een regelmatige inspectie en een blijvende schone werkplek Standaardiseren: Standaardisatie wordt aangebracht door werkinstructies en een verbetersysteem op te stellen Standhouden: Een audit zorgt ervoor dat 5S verankerd wordt binnen de organisatie. Na een paar dagen zijn vaak de eerste resultaten al zichtbaar!
DFA - Design For Assembly Doordat het accent tijdens de ontwikkeling op de functionaliteit ligt, krijgt de monteerbaarheid vaak onvoldoende aandacht. Dit kan leiden tot hoge kosten in montage. Terecht ligt de aandacht aan het begin van de ontwikkeling bij de functionaliteit van het ontwerp. Echter blijkt vaak tijdens de realisatie, dat de assemblage eenvoudiger had gekund. Deze laatste constatering kan leiden tot aanzienlijke kosten voor een redesign. Met DFA wordt al tijdens het ontwerp de monteerbaarheid beoordeeld. Hoge kosten voor redesign worden hiermee bespaard.
Page 2 of 10
Tijdens de DFA analyse ligt het accent op: integreren van onderdelen waardoor het aantal sterk afneemt hanteer- en monteerbaarheid van de onderdelen, waardoor de montagetijd gereduceerd wordt. Met name de reductie van het aantal onderdelen heeft grote invloed op de logistieke kosten. Besparingen tot 30% van de totale productkosten zijn mogelijk. De basis voor een DFA analyse is een (voorlopig) montageschema. Elk onderdeel, elke subassembly en elke bewerking die in het montageschema voorkomt, wordt overgebracht op het analyseblad. De analyse geeft aan de hand van specifieke kentallen en een aantal basisregels antwoord op de vraag welke onderdelen lastig te monteren zijn en welke onderdelen geïntegreerd kunnen worden met andere onderdelen. Het ingevulde analyseblad vormt daarmee het ideale vertrekpunt voor ontwerpverbeteringen. De invoering van DFA gebeurt het best onder externe begeleiding omdat vooroordelen en mogelijke valkuilen er toe kunnen leiden dat de methode afgevoerd wordt voordat ze haar mogelijkheden ten volle heeft kunnen bewijzen.
SMED - (Single Minute Exchange of Dies) Reductie ombouwtijden SMED is een aanpak om ombouwtijden te minimaliseren. In het algemeen wordt gesteld dat door middel van SMED de ombouwtijden met 75% kunnen worden teruggedrongen. Bij zeer veel ondernemingen kan worden geconstateerd dat productieruns korter worden en machines steeds vaker worden omgebouwd. Bij kleinere productseries zijn ombouwkosten vaak niet meer van ondergeschikt belang. De kosten per product kunnen daardoor aanzienlijk oplopen. Ombouwkosten bestaan onder andere uit: manuren benodigd voor het ombouwen afval- of overproductie bij aan- en afloop van een productierun overbodig materiaalverbruik machinestilstand. Een veel gebruikte en succesvolle methode voor ombouwtijdreductie is de SMED methode. Daarbij worden zoveel mogelijk ombouwhandelingen 'buiten' machinestilstand verricht. Met deze methode zijn in zeer uiteenlopende productieomgevingen enorme winsten geboekt van ordegrootte 'uren' naar ordegrootte 'minuten'. De SMED methode introduceert een andere werkwijze bij het ombouwen. Van groot belang te beseffen is dat deze andere werkwijze ook een andere denkwijze op de werkvloer vereist.
Page 3 of 10
FMEA - Failure Mode & Effects Analysis Door voorbereid te zijn op het falen, faalt u niet! FMEA is een gestructureerde en systematische analysemethode om: potentiële fouten (en hun effecten) van een product of proces te herkennen de nodige acties te definiëren om deze fouten te elimineren, hun effecten te verminderen en de oorzaken te detecteren en te voorkomen het ontwerpproces te documenteren. FMEA is een systeem dat helpt "voor" te denken i.p.v. "na" te denken. Door al tijdens de conceptfase van een ontwerp een FMEA uit te voeren kunnen vroegtijdig (=goedkoop) verbeteringen aangebracht worden. Het opstellen van een FMEA door derden biedt voordelen vanwege de "frisse" kijk op het probleem en de onafhankelijkheid t.a.v. het bestaande ontwerp. Een FMEA kan uitgevoerd worden tijdens verschillende fases van het ontwerpproces: de concept FMEA de design FMEA de proces FMEA de machine FMEA. De FMEA wordt uitgevoerd met het multidisciplinaire projectteam en de aandachtspunten worden bijgehouden op een speciaal analyseformulier. Vervolgens worden de conclusies van de FMEA verwerkt in de verdere fase van het ontwerptraject.
TPM - Total Productive Maintenance Total Productive Maintenance is een voortdurend proces om de effectiviteit van volumeproductiemiddelen te maximaliseren. In het algemeen wordt gesteld dat de effectiviteit door TPM kan toenemen van 50% tot 90%. TPM reduceert productiekosten waarbij de besparing van iedere verbetering meetbaar is. TPM is ontstaan om een systeem van (preventief) onderhoud in te richten, zodat de effectiviteit van het machinepark optimaal is. Het aantal operator-uren per product wordt daardoor minimaal. Bovendien kunnen (uitbreidings-) investeringen worden voorkomen. In de loop der jaren is TPM uitgegroeid tot een algehele filosofie om voortdurend (serie-) productieprocessen te optimaliseren. Naast storingen worden onder andere ook ombouwtijd, productiesnelheid en uitval geoptimaliseerd. Men spreekt daarom ook wel van Total Productive Manufacturing. Naast een optimale effectiviteit van machines richt TPM zich op de optimale benutting van de capaciteiten en inzet van medewerkers door te werken met verbeterteams. De effectiviteit van het productieproces wordt gemeten met de OEE (Overall Equipment Effectiveness). Dit kental is samengesteld uit de beschikbaarheidsgraad, de prestatiegraad en de kwaliteitsgraad van de productiemiddelen. Door middel van de OEE kan het effect van de projecten worden gemeten en vervolgens in financiële besparingen worden uitgedrukt. Page 4 of 10
Six Sigma - Voor een gestructureerde projectaanpak Beslissingen in Six Sigma projecten worden genomen op basis van harde data om de kwaliteit van processen en producten te verhogen. Verbeteringen moeten financieel meetbaar en aantoonbaar worden gemaakt. De Griekse letter Sigma staat symbool voor de standaardafwijking. Het uiteindelijke doel is om slechts 3,4 defecten per miljoen mogelijkheden te realiseren. Six Sigma is een gedisciplineerde methodologie, die onder andere gebruik maakt van statistische analyse technieken om verbeteringen te realiseren. De verbetermethode binnen Six Sigma bestaat uit 5 stappen: Define; VOC (Voice Of Customer), CTQ (Critical To Quality), SIPOC (Supplier, Input, Process, Output, Customer) , Pareto Analyse Measure; Data Collection Plan, Gage R&R, FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) Analyse; Cause and Effect Diagram, Regression analysis, DOE (Design of Experiments) Improve; Brainstorming, Corrective Action Matrix, ANOVA (ANalysis Of Variance) Control; Process Control Chart. Six Sigma combineert deze vaak bekende technieken en statistische tools in een gestructureerde benadering. De DMAIC manier van werken is gebaseerd op harde data en gefocust op besparen (verdienen) in termen van geld.
Lean Manufacturing Lean Manufacturing is een aanpak om alleen die activiteiten te verrichten waarvoor de klant bereid is te betalen. Een belangrijk aspect van lean is dat tussenvoorraden sterk worden teruggedrongen; 50% blijkt in de praktijk vaak haalbaar. De voordelen zijn: kortere doorlooptijden kortere levertijden minder eindvoorraden meer productie op order minder spoedorders betere kwaliteitsbeheersing betere leverbetrouwbaarheid.
Page 5 of 10
Daarmee wordt beter ingespeeld op de klantvraag, maar ook financieel zijn er voordelen: jaarlijkse kosten van voorraden bedragen 25% van de productiewaarde! Bij een halvering van de doorlooptijd, kunnen zowel eind- als tussenvoorraden worden gehalveerd en daarmee ook de kosten tweederde van de manuren op de werkvloer gaat verloren aan verspillingen! Voorbeelden zijn wachten, intern transport en herstel. Met Lean Manufacturing kan op alle manuren globaal 20 % worden bespaard. Traditioneel wordt de tijdbesteding aan waardetoevoegende handelingen geoptimaliseerd. Het grote succes van lean is dat de aandacht wordt gevestigd op dingen die juist géén waarde toevoegen en waaraan in de praktijk tweederde van de tijd wordt besteed. Lean Manufacturing is geen wondermiddel, maar is een aanpak die de aandacht richt op die verspillingen waar de klant ook niet voor betaalt. Daarnaast biedt lean hulpmiddelen om ook daadwerkelijk verbeteringen te realiseren.
POLCA- (Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Autorization) POLCA is een systematiek om materiaalstromen effectief te kunnen beheersen in een productieomgeving met een hoge variëteit aan klantspecifieke producten. Het is een variant op Kanban, geschikt voor bedrijven die veel verschillende (klantspecifieke) producten maken. De ontdekker van POLCA, de Amerikaanse professor Rajan Suri, ziet POLCA als onderdeel van een bredere managementfilosofie, Quick Response Manufacturing (QRM), waarbij wachttijdbekorting de heilige graal is. Bij POLCA en QRM wordt de werkvloer opgedeeld in flexibele productiecellen, die alleen halffabrikaten voor elkaar maken als er bij de ontvangende productiecel capaciteit vrij is. Om dit te regelen wordt gebruik gemaakt van een soort Kanban-kaarten, die tussen de productiecellen worden uitgewisseld. Zoals bekend richt Lean Manufacturing zich op het elimineren van verspillingen zoals (tussen)voorraden. Productielijnen worden daartoe stroomsgewijs ingericht, waarna de doorvoer wordt geregeld met Kanban-kaarten. Dit zijn instructiekaarten die aan de materialen zijn gekoppeld en die bij verbruik van de materialen de aanvulling triggeren op voorgaande bewerkingsstations. Het Kanban-systeem maakt klantorder-gestuurde productie mogelijk, maar werkt alleen goed als het aantal productvarianten beperkt is. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de productie van auto’s in een aantal standaarduitvoeringen. Er zijn echter steeds meer bedrijven die enorm veel productvarianten maken, soms zelfs conform de wens van de klant. In dat geval faalt het Kanban-systeem. Sterker nog, het is dan ook niet mogelijk om de werkvloer op te delen in min of meer lineaire productiestraten, hetgeen toch één van de uitgangspunten is van Lean Manufacturing. Is er sprake van een complexe productmix, dan is het beter om de werkvloer op te splitsen in flexibele productiecellen. Binnen zo’n cel voeren mensen en machines dan een bepaalde klasse van bewerkingen uit. In tegenstelling tot bij Lean Manufacturing is er geen sprake van een lineaire route die de orders afleggen. Page 6 of 10
Integendeel, de verschillende halffabricaten bewegen zich kriskras over de werkvloer, waar ze –afhankelijk van het gewenste type eindproduct – productiecellen naar keuze aandoen. Een belangrijk aspect van POLCA is dat de doorlooptijd sterk wordt verkort; 50% is vaak haalbaar. De voordelen zijn: kortere levertijden betere leverbetrouwbaarheid lagere voorraden onderhanden werk lagere eindvoorraden kortere feedback loops betere kwaliteitsbeheersing minder verspillingen. Invoering van POLCA gaat niet volgens een standaard aanpak. Maatwerk is nodig. De volgende elementen vormen hierbij de kern en komen bij alle invoeringen terug: definiëren van POLCA cellen creëren van POLCA loops bepalen van het aantal POLCA’s opstellen van vrijgavelijsten draagvlak creëren in de organisatie. POLCA kan niet in alle soorten bedrijven succesvol worden ingevoerd. De criteria waaraan o.a. moet worden voldaan, zijn: discrete producten batchgewijze productie productflow tussen productiecellen relatief stabiele productroutings betrouwbaar planningssysteem (HLMRP) inzicht in bewerkingstijden, doorlooptijden, omsteltijden. Als een bedrijf een complexe productmix heeft, dan is POLCA superieur aan het Kanbansysteem. Om dit uit te leggen nemen we een drukkerij als voorbeeld. In deze drukkerij start elke order bij een desktop station: eenvoudig grafisch werk gaat naar het station “Desktop Eenvoudig” (DE), de overige orders beginnen bij werkcel “Desktop Complex” (DC). Daarna vervolgt de order zijn weg via “Pre-press station Eenvoudig” (PE) of “Pre-press station Complex” (PC). Tenslotte is er keuze uit twee drukpersen, één voor “Afdrukken in één kleur” (A1) en één voor “Afdrukken in vier kleuren” (A4). Als voorbeeld volgen we een order die de volgende route moet afleggen: DE (desktop eenvoudig) – PE (pre-press eenvoudig) – A4 (afdrukken vier-kleuren).
Page 7 of 10
Aansturing met Kanban-loop (2007)
Eerst proberen we het productieproces aan te sturen met Kanban. Impliciet wordt daarbij aangenomen, dat pre-press station PE voor elke mogelijke order beschikt over een kleine voorraad afkomstig van het toeleverende desktop station DE, zie stap 1 in de bovenstaande figuur. Aan deze voorraad (hier aangegeven met serienummer #089) is een Kanban-kaart verbonden. Zodra PE deze voorraad verbruikt, gaat de bijbehorende Kanban-kaart terug naar station DE (stap 2). Dit is voor DE het signaal om een nieuwe voorraad van artikel #089 voor werkcel PE te gaan maken (stap 3). De tussenvoorraad van dit artikel blijft daardoor zeer beperkt. Zijn er echter veel productvarianten, dan zijn er even zoveel tussenvoorraden nodig, dus totaal toch weer heel veel voorraad! Kortom, het Kanban-systeem werkt slecht als er veel verschillende producten worden gemaakt, zoals in de drukkerij. Erger nog, Kanban werkt dan helemaal niet! Elke order is in dit geval namelijk klantspecifiek, dus is het onmogelijk om halffabricaten op voorraad te hebben. In 1998 bedacht Rajan Suri daarom een variant op Kanban, genaamd POLCA. Ook nu wordt de productie van productiecellen op elkaar afgestemd, door daartussen instructiekaarten te laten circuleren. De visuele aansturing, een typisch Kanban-kenmerk, blijft dus behouden. Er is echter een cruciaal verschil: Een Kanban-kaart geeft aan een toeleverende cel opdracht om een op de kaart omschreven voorraad aan te vullen, terwijl een POLCAkaart ‘slechts’ aangeeft dat op een afnemende cel productiecapaciteit vrijgekomen is. Voor wélk product maakt niet uit; op een POLCA-kaart staat daarom geen artikelnummer! Bij POLCA zijn er bovendien geen tussenvoorraden ten behoeve van nog niet bestelde producten. Om dit duidelijk te maken kijken we opnieuw naar de productieorder DE – PE – A4.
Page 8 of 10
In het POLCA-systeem mag station DE pas gaan werken aan een order bestemd voor verdere verwerking op station PE, als aan twee voorwaarden is voldaan: De betreffende order is vrijgegeven voor de productie, dit wordt meestal geregeld via een ERP-systeem Station DE beschikt over tenminste één POLCA-kaart voor toelevering aan station PE (deze kaart geeft aan dat PE capaciteit vrij heeft om de order verder te verwerken). Een POLCA-kaart lijkt op een dominosteen, met aan de ene kant de gegevens van de toeleverende productiecel, en aan de andere kant gegevens over de ontvangende productiecel. In dit geval gaat het dus om een kaart DE/PE.
Aansturing met POLCA-loop (2007)
Heeft station DE zo’n kaart en is de order vrijgegeven, dan start de productie (zie stap 1 in de bovenstaande figuur). Daarna wordt de order, samen met de DE/PE-kaart, overgedragen aan station PE. Dit station mag op zijn beurt pas verder werken aan de order als er capaciteit vrij is op het derde en in dit geval laatste bewerkingsstation, de vier-kleuren drukpers A4. Dit is het geval als station PE beschikt over tenminste één POLCA-kaart PE/A4. Om de order op het tussenliggende station PE te kunnen verwerken, moeten hieraan dus twee POLCA-kaarten verbonden zijn, een soort dominostraatje DE/PE PE/A4 (zie stap 2). Is productiecel PE klaar met de bewerking, dan gaat de DE/PE-kaart terug naar de toeleverende cel DE (stap 3a) en gaat de PE/A4-kaart samen met het product naar station A4 (stap 3b). De term POLCA verwijst niet alleen naar de ritmische afstemming van productiecellen op elkaar, maar het is ook een afkorting: “Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Autorization”.
Page 9 of 10
‘Paired-cell' geeft aan dat de productiecapaciteit van cellen op elkaar wordt afgestemd via circulerende POLCA-kaarten. De toevoeging ‘overlapping’ verwijst naar het feit dat op een tussenliggende productiecel zoals PE twee POLCA-kaarten nodig zijn om iets te mogen produceren Doordat het POLCA-systeem geen tussenvoorraden van niet-bestelde producten kent, werkt dit prima in de drukkerij. Bovendien ontstaan er geen onnodige voorraden onderhanden werk. Op cel DE wordt immers alleen begonnen aan orders voor verdere bewerking op cel PE, als bekend is dat daar productiecapaciteit beschikbaar is. Is dat niet zo (er is dan geen DE/PE-kaart) dan zullen de operators van DE kiezen om te gaan werken aan orders bestemd voor andere afnemende cellen.
Tot slot Elk verbeterconcept zal in de praktijk moeten kunnen rekenen op een breed draagvlak binnen de gehele organisatie om succesvol te kunnen worden toegepast. Elk effectief verbeterconcept is dus een delicate en weloverwogen combinatie van het inzetten van technische hulpmiddelen en het toepassen van de menselijke maat.
Contact: IPM-Groep Hengelosestr. 705 – NL 7521 PA Enschede - Tel: +31-53-4836487
Page 10 of 10
