10. Ontwerp 2 - Mens- en capaciteitsbehoeftes
10.2 Mogelijke herontwerpen M-S
Op dit moment plant de Planning orders op weekniveau en de Productie kan (tot op zekere hoogte) zelf de optimale volgorde per dag bepalen. De Planning voedt het SAP systeem met klantorders. SAP rekent vanaf de leverdatum terug om per cel de vrijgavedatum (en daarmee de vrijgavelijst) te genereren. Er kan door de planner voor gekozen worden om de voorgestelde SAP-data over te nemen op de Polca-vrijgavelijst. Echter, de planner kan de voorgestelde vrijgavedata handmatig aanpassen aan de hand van het capaciteitsprofiel. Als blijkt dat er bijvoorbeeld op Montage een grote piek aan werklast optreedt kan de planner de ordervolgorde (startdata) aanpassen of een order opsplitsen.
Door de Planning is aangegeven dat elke cel een bepaalde voorkeur heeft voor een ordervolgorde. Test wil bijvoorbeeld graag een ordermix waarin de flowkasten niet tegelijk voor meerdere orders vereist is vanwege de beperkte hoeveelheid van deze kasten. Het is praktisch ondoenlijk met alle voorkeuren op detailniveau rekening te houden. Echter, door Planning de verantwoordelijkheid te geven tot het verdelen van de grootste pieken op M en S, komt de werklast in een meer geschikte verhouding bij de cel. De cel M-S kan de werklast vervolgens op detailniveau eenvoudiger balanceren.
Bij een tussentijdse wijziging in de klantvraag of tekorten van componenten zal de ordervolgorde aangepast moeten worden. De planner zal elke dag (in SAP) een dag vooruit moeten kijken naar de werklast op de cellen M en S. In overleg met de spelverdeler kan er zodoende op tijd ingegrepen worden op de vroegste startdata op de vrijgavelijsten.
10.2.2 Lijnbalancering
Lijnbalancering betreft het optimaal toewijzen van bewerkingstaken aan stations (Nicholas, 1998). Door de tijdsduur van de taken op elk werkstation zo gelijkmatig mogelijk te verdelen ontstaat een balans. De toewijzing van taken aan een station dient echter per product vastgesteld te worden, zeker in het geval van Variass waar de werkinhoud per order behoorlijk kan verschillen. Deze taak zal dagelijks meerdere malen (bij elk product) uitgevoerd moeten worden door de planner. De planner is hiervoor alle bewerkingstijden per handeling op de cel M-S nodig. Op de cel hebben operators de bevoegdheid tot het fijnstellen van de lijnbalans.
Het schuiven met taken tussen M en S wordt belemmerd door het soldeerbad. Het is niet mogelijk om bepaalde montage-taken onder te brengen bij Solderen. De enige mogelijkheid is om de soldeeractiviteiten (NasNam) op te delen in Nasolderen en Namonteren, zoals jaren geleden het geval was. Concreet houdt dit in dat er één soldeerster aan de band die de producten na het
soldeerbad controleert en vervolgens per batch naar Namonteren brengt. Op deze manier is de directe feedback van het soldeerbad veilig gesteld maar worden er extra handelingen, transport en onderhanden werk toegevoegd binnen deze cel.
10.2.3 Opsplitsen orders op Montage
In de periode van 14 juni tot en met 23 juli zijn er in totaal 102 orders die zowel montage- als soldeerwerkzaamheden vergen. Bij 31 orders zullen meer monteuses dan soldeersters ingezet moeten worden om de doorstroming optimaal te houden22. In de bovengenoemde periode zijn er bij vier orders twee monteuses op één soldeerster nodig. Als het omslagpunt verplaatst wordt naar meer dan 1,5 monteuse op één soldeerster dan blijkt dat 15 van de 102 orders hieraan voldoen. Opmerkelijk is dat bij deze 15 orders de insteltijd ten opzichte van de bewerkingstijd op Montage klein is (gemiddeld 9% of 1,37 uur) vergeleken met totale gemiddelde op Montage van 13%.
Voldoende soldeersters hebben de vaardigheden om te monteren maar het ontbreekt aan de mogelijkheid om met meerdere monteuses gelijktijdig aan één order te werken. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door het inrichten van de zogenoemde jakobsladder, een werktafel waaraan gemonteerd wordt. Bakjes met componenten worden hier op montage-volgorde in de juiste ladder geplaatst. De verdeling van bakjes over de juiste ladders gebeurt grotendeels op basis van kennis en ervaring van de monteuses en niet volgens een standaard-methode. Er is wel een richtlijn die stelt dat eerst de lage en vervolgens de hoge componenten geplaatst moeten worden. De secundaire werkvolgorde loopt van boven naar beneden.
Iedere monteuse heeft haar eigen inrichtingsvoorkeur en hierdoor is het (nog) niet wenselijk een product half-gemonteerd door te geven aan een andere monteuse23. Daarnaast moeten er meerdere tafels ingericht worden voor één order en zal de totale insteltijd toenemen.
Een mogelijkheid is om het orderaantal te splitsen naar meerdere personen. Voor elke order moeten componenten uitgeteld en de jakobsladder ingericht worden. Als een order 50 stuks telt, zullen twee monteuses ieder 25 stuks behandelen. De insteltijd per keer is korter (want de helft van de componenten) maar dient wel twee keer plaats te vinden.
Bij orders waar meer dan 1,5 monteuses op één soldeerster zitten wordt aangeraden om ordersplitsen toe te passen. Dit wordt door Calculatie uitgevoerd en op de productiegeleidekaart zal de werklast en route (na splitsing) aangegeven worden. Om ordersplitsen mede mogelijk te maken moeten de insteltijden verkort worden.
22 Klantenaandeel: Moba 12 van 31, Crosspoint 5/31, Klay Instrument 3/31.
23 Deze zelfbalancerende productielijn, decentraal uitgevoerd door de werknemers, is in de literatuur bekend als “bucket brigade” (Bartholdi en Eisenstein, 1996).
Insteltijden verkorten
Lean Production Control geeft een eenvoudig te volgen stappenplan om gestructureerd de omsteltijd te verkorten (Figuur 47). De eerste stap is het vastleggen van bestaande situatie. Die houdt op dit moment in dat de monteuse de componenten uittelt en de jakobsladder inricht. In de tweede stap worden alle on-line activiteiten uit het omstellen verwijderd die ook uitgevoerd kunnen worden buiten de procestijd (off-line activiteiten). Dit betreft bijvoorbeeld het klaarleggen van gereedschap en benodigde onderdelen, zodat hier niet naar gezocht hoeft te worden tijdens het omstellen (Raukema en Elk, 2006, pagina 60).
Figuur 47: Stappenplan omsteltijdreductie (Uit: Raukema en Elk, 2006, pagina 60)
De derde stap is om on-line activiteiten te converteren in off-line activiteiten. Dit houdt in om activiteiten zodanig aan te passen dat ze in voorbereidende fase gedaan kunnen worden. Het herverdelen van taken kan hieronder geschaard worden. Binnen Variass levert de Voorbewerking de weerstanden en diodes terwijl het Magazijn de overige componenten, die gemonteerd moeten worden, levert. Dit gebeurt nu in batches per component en met een standaardisatie zal Voorbewerking de juiste hoeveelheid componenten in de juiste bakjes plaatsen. Één type weerstand kan dan in meerdere bakjes voorkomen.
Door de aanlevering op standaardvolgorde en in juiste hoeveelheden kan de monteuse de jakobsladder snel inrichten. Ook is bij een overschot in een bakje duidelijk op welke positie een component ontbreekt. De fout kan gerichter opgespoord worden.
Voor standaardisatie dient een ontwerp van een standaardvolgorde van de inrichting van de jakobsladder aangemaakt te worden. Nadat een product een keer is geproduceerd (en de jakobsladder ingericht), wordt de bakjes-volgorde, de positie en de basishoeveelheid vastgelegd in een standaardformulier (Figuur 48). Door de codering van de bakjes is voor de monteuse direct duidelijk welk component zich in welk bakje bevindt en hoeft ze dit (indien ze kleurcodering niet beheerst) niet na te vragen bij de voorman. Er zijn voldoende bakjes aanwezig om te coderen en om deze bestickering te laten zitten.
Product A On-line Product B
Product A On-line Product B
O O
Product A On-line Product B
Off-line Off-line
Product A On-line Product B
Stap 1
Stap 2
Stap 3
Figuur 48: Voorbeeld van standaardformulier “Inrichting Jakobsladder”
Het formulier “inrichting jakobsladder” kan als standaard gebruikt worden voor het inrichten. Daarnaast maakt ook Voorbewerking hiervan gebruik voor het aanleveren van de juiste componenten in de juiste hoeveelheden in de juiste (gecodeerde) bakjes. Het formulier zal daarom gekoppeld worden aan de picklijsten die V en MAG gebruiken. De data van het formulier zal door Planning per order in SAP ingevoerd moeten worden. Op deze manier kan bij de volgende bestelling van het artikel de juiste lijst gebruikt worden.
De bakjes kunnen in de juiste volgorde op de kar gezet worden zodat de monteuse ze direct in de jakobsladder kan plaatsen. Er zal echter nog steeds een controle plaats moeten vinden of de juiste componenten wel in het juiste bakje zit (vier-ogen-principe24). Deze inrichtingssystematiek kan ook gemakkelijk gebruikt worden door niet-monteuses want deze hebben meestal de meeste moeite met het inrichten. Uiteraard dient de standaardinrichting telkens bijgewerkt te worden als er wijzigingen in het productontwerp optreden.
De inrichting wordt met het standaardformulier decentraal vastgesteld (na de inrichting) door een monteuse en vervolgens opgelegd aan alle monteuses. Als de order klaar is wordt de inrichting gecontroleerd door een andere monteuse om te bepalen of er geen componenten vergeten zijn. Het nadeel is dat de standaard werkvolgorde wellicht niet voor iedereen logisch is. Het opstellen hiervan dient daarom te gebeuren door een persoon wiens werkvolgorde als logisch wordt beschouwd en die geaccepteerd wordt. Daarnaast zal het een fulltime medewerker moeten zijn zodat de inrichting altijd op dezelfde manier plaatsvindt en ook altijd plaats kan vinden.
24 Dit principe houdt in dat zowel een medewerker van de Voorbewerking als de Montage controleert of de juiste componenten in een bakje zijn geplaatst.
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1
PICKLIJST / INRICHTING JAKOBSLADDER ARTIKEL:
3x A3/ 2x F6
Invullen basishoeveelheid per print
Bakjesvolgorde: A – B – C – D – E – F – G – H 1 2 3 4 5 - rij Componentbakje Ladder Weerstand 10k ZSM3Q
Component code aantal keer + bakje
Weerstand 100k ZSM4X diode LDR2 DKD3Q21
2x D1
10x B3
Er passen acht bakjes overdwars (tien stuks als gedraaid) op een rij in een ladder. Er zijn ook grotere bakjes die dan in de plaats komen van twee kleintjes. Hiervoor kan een regeling ingevoerd worden waar een grotere bak de positie inneemt van twee kleinere (Figuur 49).
Figuur 49: Bakjes codering die positie van zowel kleine als grote bakjes aangeeft
Het vastleggen van de indeling van de jakobsladder per product loont uiteraard voornamelijk bij terugkerende producten. Omdat van tevoren niet duidelijk is welke producten opnieuw besteld worden is het aan te bevelen het formulier voor alle producten te gebruiken.
De laatste stap van het stappenplan “omsteltijdreductie” is het optimaliseren van on-line handelingen. Om de insteltijd te verkorten kan gebruik gemaakt worden van lichtvlektafels. Bij producten met veel componenten (grote orders) moet de monteuse meer zoekwerk uitvoeren naar de positie van een bepaald component. Als een monteuse zelf de jakobsladder inricht, doet ze dit naar aanleiding van eigen voorkeur en kan ze deze volgen. Bij een vastgelegde volgorde zal deze standaard eerst eigen gemaakt moeten worden. Een lichtvlektafel geeft de positie op de printplaat weer middels een licht en daarbij opent een bakje met het juiste component. Het inrichten van deze tafel is eenvoudig en snel. In bijlage 7 staat een uitgebreidere beschrijving van de werking van lichtvlektafels evenals de voor- en nadelen. Het voordeel is dat met een lichtvlektafel iedereen (ook bijvoorbeeld uitzendkrachten) in staat is te monteren. Dit vergroot de flexibiliteit en maakt opdelen van orders gemakkelijker. Nadeel is de benodigde investering in de tafel en het softwarematig modelleren van producten (ongeveer tot 4 uur per product25).
Een tussenoplossing kan zijn om bij orders met veel te plaatsen componenten, een scherm op de werkplek te monteren die de positie van het te plaatsten component belicht. Door dit visuele hulpmiddel zijn meerdere mensen in staat te monteren en zal de zoektijd naar de juiste positie (en daardoor de kans op fouten) verminderen. Ook is dan geen aanschaf van lichtvlektafels nodig. Wel zal voor het belichten op een scherm software nodig zijn die per product geschreven zal moeten worden.
25Inschatting door Engineering op basis van eerdere ervaringen. Modelleren gaat sneller naarmate meer producten zijn vastgelegd, zeker voor Assemblage waar relatief minder componentdiversiteit is.
A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 H1
10.2.4 Opsplitsen orders op Solderen
Medewerkers op de Assemblage-afdeling bezitten voldoende flexibiliteit om de werklast tussen M en S te kunnen balanceren. De beperking wordt gevormd door het aantal aanwezige S-werkplekken aan de lopende band. Hierdoor is het niet mogelijk om onbeperkt op te schalen naar de gevraagde hoeveelheid medewerkers om de werklast optimaal op te vangen (paragraaf 5.2.4). Een verhouding van één monteuse op twee of meer soldeersters komt voor bij 39 van de 102 orders, in de periode van 14 juni tot 23 juli. De verhouding 1:5 of meer komt drie keer voor. Een mogelijkheid, die in de sectie “lijnbalancering” is genoemd, betreft het opdelen van de Nas- en Nam-activiteiten. De andere mogelijkheid is om meer tafels in te zetten. Tussen beide soldeerlijnen staan enkele mobiele monteertafels die ingezet kunnen aan één van beide soldeerlijnen. Door hier ook mobiele soldeertafels te introduceren, kan de S-capaciteit tijdelijk opgeschaald worden. Één of meerdere flexibele monteertafels zullen dan tijdelijk aan de kant gezet moeten omdat er niet voldoende ruimte is voor beide.
Een andere oplossing is om de controle uit te voeren op S en de producten vervolgens in een kar naar H, IPC3 of E te brengen voor Namontage. De voorman M-S zal in de praktijk vast moeten stellen wanneer deze optie toegepast moet worden. Planning zal een ordersplitsing op de productiegeleidekaart aan moeten geven. De cel is vervolgens (decentraal) verantwoordelijk voor een juist uitvoering.
Op dit moment zijn er twee soldeerlijnen: loodvrij en loodhoudend. De loodvrije lijn zit aan de muurkant (bijlage 6) en hier kunnen geen extra tafels geplaatst worden. Aan de loodhoudende lijn staan aan de buitenkant twee tafels aan de band en twee daarnaast. De medewerker aan de eerste tafel pakt het product van de band, voert de controle uit en geeft hem door. Aangezien de loodhoudende lijn steeds minder wordt gebruikt, zouden de twee lijnen omgewisseld kunnen worden. Aan de loodvrije lijn kunnen dan extra tafels geplaatst worden waar soldeersters gezamenlijk aan een order werken.
10.2.5 Polca loop M-S
De eerste oplossing voor een tijdige capaciteitssignalering wordt geboden door Polca. Door Montage en Solderen los te koppelen kan er een Polca-loop gaan lopen. Op deze manier zal de capaciteit inzichtelijk zijn en kan Polca zorgen voor de capaciteitsbalancering. Er is dan op meer detailniveau inzichtelijk waar capaciteitstekorten of –overschotten zijn en hier kunnen andere Assemblagemedewerkers op inspringen. De verantwoordelijkheid voor het balanceren van werklast wordt decentraal, bij het Polca-systeem, neergelegd.
Vanwege het feit dat Solderen vrijwel exclusief beleverd wordt vanuit Montage (Polca-scan 2010 en orderanalyse week 13 t/m 27) kan Polca het werk niet optimaal balanceren met andere werkstations. Dit omdat de Montage-cel, bij afwezigheid van een M-S-kaart, geen werk voor een ander station uit kan voeren. Het enige wat Polca dan doet is de aanvoer van werk stilleggen.
10.2.6 Polca-loop V-MS
Door een grotere buffer (meer kaarten) tussen V en MS aan te brengen, heeft de cel MS meer keuzevrijheid met betrekking tot welke order in bewerking genomen wordt. Als de hoeveelheid kaarten strikt gehanteerd wordt dan moet cel MS altijd de eerstvolgende order bewerken. Dit betekent dat als de werklast tussen beide cellen niet optimaal is, de cel M-S voldoende flexibel moet zijn om een onbalans op te vangen met mensen. De autoriteit van deze oplossing ligt bij de Planning die het aantal kaarten in een loop vaststelt. Eens in de drie maanden zal Planning een check uitvoeren om het aantal kaarten bij te stellen.
10.2.7 Cobacabana
Cobacabana staat voor “control of balance by card-based navigation” (zie ook bijlage 12). Het Cobacabana systeem gebruikt, net als Polca, kaarten. Elke kaart representeert een bepaalde werklast. Deze betreft een percentage van de bijdrage aan de totale geplande celdoorlooptijd. Een kaart circuleert tussen de planner en de kritieke werkstations. De planner zoekt de juiste hoeveelheid kaarten (dus juiste hoeveelheid werklast per cel) bij een order en koppelt deze daaraan. Bij elke order is de planner betrokken in de toewijzing van capaciteit aan orders. De verantwoordelijkheid voor het juist gebruiken van de Cobacabana-kaarten ligt dan ook grotendeels op Planning. Opgemerkt dient te worden dat de rol van planner binnen de M-S cel ook overgenomen kan worden door de voorman van M-S of de spelverdeler.
Een kort voorbeeld. De totale celdoorlooptijd van cel M is bijvoorbeeld 16 uur en voor cel S 24 uur. Als beide cellen 10 kaarten gebruiken staat elke kaart gelijk aan respectievelijk 1,6 en 2,4 uur doorlooptijd. Als een order 4 uur Montage en 8 uur doorlooptijd op Solderen vergt, moet de planner voor vrijgave de beschikking hebben over 3 M- en 4 S-kaarten.
Voor dit systeem is het belangrijk dat er een constante capaciteit aanwezig is op een station. Bij Variass kan deze variëren omdat er werknemer-wisselingen op de afdeling voorkomen. Hierdoor zal telkens de werklast per kaart aangepast moeten worden. Ook kunnen S-kaarten omgezet worden in M-kaarten omdat soldeersters ook kunnen monteren.
Een versimpeling kan zijn om per dag de hoeveelheid aanwezige capaciteit (medewerkers) om te zetten naar een aantal kaarten. Een kaart representeert bijvoorbeeld 2 uur bewerkingstijd. Bij de aanwezigheid van vier fulltime monteuses op een dag zijn er 32 uren beschikbaar en dus 16 kaarten. Bij toewijzing van een kaart aan een order vervalt de kaart voor die dag. In het geval van een soldeerster die gaat helpen op Montage voor 4 uur, worden er twee S-kaarten omgezet naar M-kaarten. Dit levert enige handelingen op voor de voorman of spelverdeler.
Als er onvoldoende kaarten voor een bewerking aanwezig zijn zullen kaarten dus omgezet moeten worden. Een andere optie is om een andere order vrij te geven, indien deze aanwezig is.
10.2.8 Werklastcheck
De andere mogelijkheid is om inzichtelijk te maken of de werklast van een order binnen de beschikbare capaciteit van elk station blijft. Dit decentrale hulpmiddel helpt de spelverdeler bij het balanceren van werk op basis van detailbezettingen. De beschikbare dagcapaciteit wordt dagelijks per station ingevoerd. De bezetting van elk station (M, S en evt. H) zal op een scherm inzichtelijk gemaakt worden om te zien wanneer leegloop of overbezetting dreigt. Hierop kan dan ingesprongen worden door de spelverdeler (evt. in overleg met de operators). Als de bezetting van een station tegen de norm aankomt kan er geen extra werk naar het betreffende station. Bij het starten van een nieuwe order kan hiermee rekening worden gehouden (werklastlimiet). Dit is een afgeleide van het Load Based Polca systeem (LB-POLCA) van Vandaele et al. (2008, pagina 185). LB-POLCA maakt gebruik van een toegestane werklast per loop in plaats van een hoeveelheid Polca-kaarten. Voordeel is dat er geen kwantum gedefinieerd hoeft te worden en ook het aantal kaarten hoeft niet steeds aangepast te worden. Het originele LB-POLCA systeem maakt gebruik van een computersysteem om de werklast te meten. Om een implementatie eenvoudig te houden is een simpele tool ontwikkeld in Microsoft Excel. Deze tool (geïnstalleerd op de computer van de voorman M-S) maakt gebruikt van een werklaststoplicht (Figuur 50).
Figuur 50: Screenshot van de Excel-tool “Werklaststoplicht”
Bij het installeren dient er een relatieve grens aangegeven te worden wanneer de kleur moet verspringen. Bijvoorbeeld bij een bezetting van 50% springt het licht op oranje en bij 80% op rood. Als het stoplicht voor Solderen op groen staat is het daar nog niet druk. Een oranje licht houdt in dat de bezetting toeneemt en dat er met de spelverdeler overlegd moet worden bij het starten van een nieuwe order. De werklast van de nieuw te starten order moet binnen de beschikbare capaciteit blijven. Bij een rood licht mag het toeleverende station geen nieuwe order meer
opstarten. De spelverdeler bepaalt of en wie er bij moet springen om op het toeleverende station de achterstand weg te werken. Om de bezetting zo actueel mogelijk te houden, zullen gereedgemelde orders verwijderd moeten worden uit de tool.