Het blijft koffiedik kijken
Doctoraalscriptie Technische Bedrijfswetenschappen
Rijksuniversiteit Groningen
R. van der Hoek
Januari 2003
Het blijft koffiedik kijken
‘Ontwerp en implementatie van een strategisch
capaciteitsplanningsmodel voor Douwe Egberts Coffee
Treatment and Supply’
De auteur is verantwoordelijk voor de inhoud van het afstudeerverslag. Het auteursrecht van het afstudeerverslag berust bij de auteur.
Auteur: R. van der Hoek
Begeleiders universiteit: Prof. Dr. J. Wijngaard Dr. Ir. D.J. van der Zee Bedrijfsbegeleiders: Dhr. M. Boon
Dhr. P. Wijnia
Voorwoord en leeswijzer
Deze scriptie is geschreven in het kader van het afstuderen aan de opleiding Technische Bedrijfswetenschappen aan de Rijksuniversiteit te Groningen. Tijdens mijn studie heeft het logistieke werkveld mijn interesse gewekt, waardoor ik mijn studie heb willen afronden met een logistiek gerichte afstudeeropdracht. Ik heb daartoe de mogelijkheid gekregen bij de logistieke afdeling van Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply (DE CT&S) te Joure. Logistiek is binnen organisaties nauw verweven met andere disciplines. Het brede interdisciplinaire karakter van de studie Technische Bedrijfswetenschappen heeft mij tijdens het afstuderen geholpen deze relaties inzichtelijk te maken en te begrijpen.
De inhoud van de scriptie is vooral toegespitst op het begrip capaciteitsmanagement. De scriptie behandelt het ontwerp en de implementatie van een tool ter ondersteuning van het lange termijn capaciteitsplanningsproces binnen DE CT&S. Het rapport is geschreven voor het management van DE CT&S en voor mensen die geïnteresseerd zijn in de logistiek met de nadruk op capaciteitsplanning. Voor lezers die vooral geïnteresseerd zijn in de praktische relevantie van het rapport is hoofdstuk drie van minder belang, omdat hier de nadruk op de theoretische achtergronden van het onderzoek wordt gevestigd.
Aan het eind van het project wil ik een dankwoord richten aan mijn bedrijfsbegeleiders Marinus Boon en Peter Wijnia. Ik heb de samenwerking als uiterst prettig ervaren en bovendien zeer leerzaam. De overige medewerkers van de afdeling PLD wil ik bedanken voor de fijne werksfeer en de gezellige personeelsuitjes. Daarnaast ben ik de overige werknemers van DE CT &S veel dank verschuldigd, hun deur stond altijd open voor het beantwoorden van mijn vragen. Ook dhr. J. Wijngaard en dhr. D.J. van der Zee, als respectievelijk eerste en tweede begeleider vanuit de universiteit, wil ik bedanken. Door hun advies en kritische blik ben ik in staat geweest de juiste richting aan het onderzoek te geven. Tot slot wil ik mijn vriendin en (schoon)familie bedanken voor de onvoorwaardelijke steun die ik gedurende het afstudeerproject heb mogen ontvangen.
Rest mij alleen nog u veel leesplezier toe te wensen!
Groningen, januari 2003
Samenvatting
Dit rapport geeft een beschrijving van het ontwerp en de implementatie van het Capaciteitsplanningsmodel (CPM) bij Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply (DE CT&S). Het CPM project is voortgekomen uit de problemen van DE CT&S op het strategisch capaciteitsplanningsniveau. Strategische capaciteitsplanning is belast met het zo goed mogelijk op elkaar afstemmen van de gevraagde capaciteit en de geboden capaciteit over de lange termijn (één - vijf jaar). Hierbij kunnen capaciteitsmaatregelen nodig zijn met betrekking tot in- of uitbesteden, investeren in productmiddelen of het veranderen van de menscapaciteit. De problemen van DE CT&S bestaan uit een gebrek aan kwalitatief goede gegevens over de lange termijn capaciteitsbezetting en de snelheid waarmee deze gegevens kunnen worden verkregen. Als gevolg hiervan worden de capaciteitsbehoefte en de beschikbare capaciteit van de productmiddelen niet efficiënt op elkaar afgestemd, waardoor DE CT&S niet optimaal functioneert met betrekking tot de leverbetrouwbaarheid en de kosten. Dit is voor DE CT&S de beweegreden geweest voor het in gang zetten van het CPM project, waarbij een tool is ontworpen en geïmplementeerd, teneinde het beslissingsproces op het strategisch niveau te voorzien van kwantitatieve onderbouwing. Het CPM project is uitgevoerd met de volgende doelstelling:
“Het ontwerpen en implementeren van een strategisch Capaciteitsplanningsmodel voor DE CT&S. Dit op basis van een kritische kijk naar het huidige en toekomstige logistieke proces van DE CT&S en een inventarisatie in de literatuur naar capaciteitsmanagement, het modelleren van capaciteit en specifieke
kenmerken van de procesindustrie.”
Het onderzoek is uitgevoerd aan de hand van de volgende fasering: de oriëntatiefase, de analysefase, de ontwerpfase en de implementatiefase.
De oriëntatiefase bevat de theoretische achtergronden voor het onderzoek. Hierin staat het begrip capaciteitsmanagement centraal, waarin onderscheid wordt gemaakt naar drie planningsniveaus: het strategisch niveau, het tactisch niveau en het operationeel niveau. Met het oog op het CPM wordt de nadruk gevestigd op het strategisch niveau. Per niveau wordt besproken welke activiteiten met welk doel worden uitgevoerd, wat de relevante capaciteitsbeslissingen zijn en wat het aggregatieniveau van de benodigde gegevens is. Met name dit laatste is van belang voor het modelleren van de capaciteitsbezetting. Ook wordt stilgestaan bij de specifieke karakteristieken van de procesindustrie en wat de impact daarvan is op het capaciteitsmanagementproces. De beschrijving richt zich op de eigenschappen van de producten en de kenmerken van het productieproces.
De resultaten van de oriëntatiefase fungeren als raamwerk voor de analysefase, waarin het capaciteitsmanagementproces van DE CT&S vanuit een breed logistiek perspectief wordt geanalyseerd. De analyse richt zich op de productiemiddelen in het primair proces en het aansturen daarvan middels de logistieke beheersingsstructuur. Met de analyse van de productiemiddelen wordt beoogd de bottleneckcapaciteiten in kaart te brengen. Hierbij wordt ook rekening gehouden met toekomstige ontwikkelingen in de marktvraag, waarbij nieuwe bottlenecks kunnen ontstaan. De analyse van de logistieke beheersingsstructuur is gericht op het in kaart brengen van de drie planningsniveaus bij DE CT&S en in het bijzonder op de tekortkomingen van het strategisch planningsniveau. Het CPM dient zodanig geconstrueerd te worden dat de tekortkomingen worden opgevuld. Daarnaast is de analyse gericht op het in kaart brengen van de productstructuur, waarbij wordt gekeken uit welke halffabrikaten en grondstoffen een eindproduct is opgebouwd. Bij de analyse komen ook de karakteristieken van de procesindustrie aan bod. Bij DE CT&S uit zich dit in onder andere een divergente productstroom, bederfelijkheid van de producten, hoge bezettingsgraad van dure installaties en reworkstromen.
De theoretische en praktische inzichten uit respectievelijk de oriëntatiefase en analysefase leveren de input voor de ontwerpfase. De ontwerpfase begint met het formuleren van de doelstelling voor het model:
“Het op een snelle en adequate wijze kunnen doorrekenen van scenario’s bij het strategisch capaciteitsplanningsproces, waarbij de performance van een scenario wordt gemeten aan de hand van
Daarnaast is een pakket van eisen geformuleerd, waarin technische eisen en gebruikerseisen worden gesteld. Ook is een inventarisatie gemaakt van de benodigde gegevens voor het CPM. Gegevens met betrekking tot de gevraagde capaciteit, de beschikbare capaciteit en de productstructuur zijn hierbij het meest van belang. Het ontwerp voor het CPM bestaat uit vier modules:
1. De testomgeving van het ERP systeem MFG PRO. 2. Een module voor het downloaden van MRP gegevens.
3. Een module voor het confronteren van de vraaggegevens met de beschikbare capaciteit. 4. Een module voor het muteren van prognosegegevens.
Module één betreft de testomgeving van MFG PRO. Aan de hand van de Material Requirements Planning (MRP) techniek, worden vanuit de prognoses en orders naar eindartikelen de behoeftes naar halffabrikaten en grondstoffen uitgerekend. Hierbij maakt MRP gebruik van recepturen waarin de productstructuur is gemodelleerd. Middels module twee worden de MRP gegevens verzameld en gekoppeld aan module drie. Module drie is geconstrueerd in Excel en bevat de capaciteitsgegevens van de productiemiddelen. Door de behoeftes uit module twee te confronteren met de capaciteiten ontstaat een bezetting, welke volgens diverse bezettingsparameters kan worden gemeten. Met behulp van module vier kunnen de prognosegegevens uit MFG PRO (één tot twee jaar) worden doorgetrokken naar de lange termijn (vijf jaar), daarbij rekeninghoudend met ontwikkelingen in de marktvraag. De gemanipuleerde gegevens worden vervolgens in MFG PRO gevoerd, waarna middels een MRP run in module één een nieuwe bezetting tot stand komt. Module één, twee en vier vormen een simulatie van de gevraagde capaciteit en module drie is gericht op het modelleren van de capaciteit en de confrontatie daarvan met de capaciteitsbehoefte.
De beschrijving van de implementatiefase is met name gericht op de toepassing van het model in het capaciteitsmanagementproces. Hierbij wordt ingegaan op vragen als: waarvoor wordt het model gebruikt? Wanneer wordt het model toegepast? Hoe wordt met het model beslist? Tevens wordt bij de implementatiefase uitvoerig ingegaan op de terugkoppeling van de uitkomsten van het model naar de werkelijkheid. Met name het gebrek aan informatie over de toekomst speelt hierbij een belangrijke rol. Dit kan worden ondervangen door het definiëren van zogenaamde “best case” en “worst case” scenario’s. Overige aspecten die van belang zijn voor het gebruik van het model zijn de onderhoudswerkzaamheden en de relatie met het tactisch planningsniveau.
Het resultaat van het project is een correct werkend model, waarmee DE CT&S in staat is op een snelle en adequate wijze, kwalitatief goede gegevens te genereren over de lange termijn bezetting van de productiemiddelen. Het CPM leent zich uitstekend voor een ondersteunende rol bij het opstellen van het Annual Operating Plan (AOP) van DE CT&S. Daarnaast kan het CPM worden gebruikt voor periodieke controles en bij het optreden van plotselinge veranderingen in de marktvraag. Naar aanleiding van het onderzoek kunnen een aantal aanbevelingen aan DE CT&S worden gedaan. Zo is het wenselijk om een systeem op te zetten, waarbij geplande en ongeplande stilstanden van de productiemiddelen worden gemeten. Daarnaast kan een studie worden verricht naar de haalbaarheid van het integreren van financiële gegevens in het model.
Inhoudsopgave
Hoofdstuk 1 Inleiding op het probleem ... 8
§ 1.1 Inleiding... 8
§ 1.2 Omschrijving Sara Lee | Douwe Egberts... 8
§ 1.3 Omschrijving werkmaatschappij Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply... 9
§ 1.4 Planning and Logistics Department ... 10
§ 1.5 Probleemschets ... 10
§ 1.5.1 Problematiek huidige situatie ... 11
§ 1.5.2 Gewenste situatie ... 11
§ 1.6 De opdracht... 12
§ 1.7 Opbouw van het rapport ... 12
Hoofdstuk 2 Onderzoeksopzet ... 13
§ 2.1 Inleiding... 13
§ 2.2 Achtergronden voor het project ... 13
§ 2.3 Het Capaciteitsplanningsmodel nader toegelicht... 14
§ 2.4 Onderzoeksopzet... 14
§ 2.4.1 Probleemstelling... 14
§ 2.4.2 Onderzoeksmodel... 15
Hoofdstuk 3 Theoretisch Kader ... 17
§ 3.1 Inleiding... 17
§ 3.2 Capaciteitsmanagement ... 17
§ 3.2.1 Capaciteit ... 17
§ 3.2.2 Capaciteitsmanagement... 18
§ 3.2.3 Capaciteitsplanning en capaciteitsbeleid... 18
§ 3.2.4 Capaciteitsmanagement op drie niveaus ... 19
§ 3.2.5 Kenmerken procesindustrie... 24
§ 3.2.6 Het modelleren van capaciteit ... 27
§ 3.3 Afsluiting ... 28
Hoofdstuk 4 Capaciteitsplanning bij Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply.... 29
§ 4.1 Inleiding... 29
§ 4.2 Primair proces Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply ... 29
§ 4.2.1 Algemene aspecten primair proces... 29
§ 4.2.2 De bewerkingsstappen... 29
§ 4.2.3 De kritische capaciteitsbronnen ... 35
§ 4.3 Logistieke beheersingsstructuur ... 36
§ 4.3.1 Algemene aspecten... 36
§ 4.3.2 Besturingsstructuur ... 37
§ 4.4 Consequenties voor het Capaciteitsplanningsmodel... 41
Hoofdstuk 5 Beschrijving van het model ... 43
§ 5.1 Inleiding... 43
§ 5.3 Algemeen gegevensmodel ... 44
§ 5.4 Het ontwerp van het Capaciteitsplanningsmodel... 45
§ 5.4.1 Module één: de testomgeving van MFG PRO ... 46
§ 5.4.2 Module twee: download Material Requirement Planning gegevens ... 48
§ 5.4.3 Module drie: Capaciteitsplanningsmodel ... 49
§ 5.4.4 Module vier: bewerken prognoses ... 53
§ 5.5 Verificatie van het model... 53
§ 5.6 Beschouwing ... 54
Hoofdstuk 6 Implementatie van het Capaciteitsplanningsmodel... 55
§ 6.1 Inleiding... 55
§ 6.2 De opdrachtgevers en de gebruikers van het model ... 55
§ 6.3 Toepassing van het model in het capaciteitsmanagementproces ... 55
§ 6.4 Betrouwbaarheid van de uitkomsten van het model ... 57
§ 6.5 Relatie met andere planningsniveaus... 60
§ 6.6 Onderhoud aan het Capaciteitsplanningsmodel... 61
§ 6.7 Overig implementatie-aspecten voor het Capaciteitsplanningsmodel ... 62
Hoofdstuk 7 Conclusies en aanbevelingen ... 63
Hoofdstuk 1 Inleiding op het probleem
§ 1.1 Inleiding
In hoofdstuk één zal de problematiek rond het strategisch capaciteitsplanningsproces van Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply (DE CT&S) worden beschreven. Alvorens hier verder op in te gaan, wordt het Sara Lee concern besproken, waarbinnen DE CT&S een productieorganisatie vormt. In paragraaf 1.3 zal de rol en de positie van DE CT&S binnen het concern worden besproken. De problemen spelen met name binnen de afdeling planning & logistiek (PLD). Paragraaf 1.4 geeft een korte toelichting op de werkzaamheden van deze afdeling. Hoofdstuk één eindigt met een globale formulering van het onderzoek en een beschrijving van de verdere opbouw van dit rapport.
§ 1.2 Omschrijving Sara Lee | Douwe Egberts
In 1753 begon Egbert Douwes met de verkoop van koffie, thee en tabak in een klein kruidenierswinkeltje, “De witte Os”, in Joure. Hij was de oprichter van een bedrijf en merk dat later zowel nationaal als internationaal bekend werd onder de naam Douwe Egberts. Sinds 1978 maakt Douwe Egberts, als Sara Lee | Douwe Egberts (Sara Lee | DE), deel uit van Sara Lee Corporation. Sara Lee Corporation is een wereldwijd opererende organisatie (gevestigd in Chicago, USA) die zich richt op de marketing en verkoop van merkartikelen in diverse productcategorieën. Sara Lee voert zijn activiteiten uit met de hierna te noemen missie en managementfilosofie. Sara Lee’s missie: “Sara Lee Corporation’s mission is to build leadership brands in consumer packaged goods markets around the world. Primary purpose is to create long term stockholder value”. De managementfilosofie van Sara Lee is: “Sara Lee Corporation is committed to the principle of decentralized management. The company is organized into a large number of discrete profit centers, each led by an operating executive with a high degree of authority and accountability for the performance of that business”. Sara Lee Corporation is voor 100% eigenaar van Sara Lee | DE. De activiteiten van Sara Lee Corporation zijn verdeeld over een drietal business units: Intimates & Underwear, Household Products and Food & Beverage. Sara Lee | DE is verantwoordelijk voor de business unit Household Products en voor de koffie- en thee-activiteiten binnen de business unit Food & Beverage. Figuur 1.1 geeft schematisch weer hoe Sara Lee | DE is geïntegreerd binnen Sara Lee Corporation.
De koffie- en theedivisie bestaat uit een groot aantal productie-, marketing- en verkooporganisaties verspreid over de gehele wereld. Bekende koffiemerken zijn Douwe Egberts, Marcilla, Merrild, Cafe do Ponto, Maison du Cafe en Harris. DE CT&S is één van de productielocaties in de koffie- en theedivisie.
Sara Lee | DE
Intimates & Underwear Household products Food & Beverage
Coffee & Tea
Figuur 1.1: Sara Lee | DE als onderdeel van Sara Lee Corporation
Household & Bodycare
Direct Selling
§ 1.3 Omschrijving werkmaatschappij Douwe Egberts Coffee Treatment and Supply
DE CT&S is producent van instantkoffie en vloeibare koffie. De internationaal georiënteerde fabriek levert instantkoffie voor met name de consumentenmarkten aan de eigen marketing- en verkoopmaatschappijen van Sara Lee | DE over de hele wereld. Daarnaast wordt via de exportafdeling in Utrecht instantkoffie geleverd aan distributeurs in diverse landen waar geen eigen Sara Lee | DE verkoopkantoren bestaan. De instantartikelen worden hoofdzakelijk in glazen potten afgezet. Voor de professionele markt, zoals cafés, restaurants, bedrijven en instellingen produceert DE CT&S het Cafitesse vloeibaar koffie-extract. Dit product bezit in combinatie met speciaal door Douwe Egberts ontwikkelde koffieapparatuur een onderscheidende en succesvolle positie op de grootverbruikmarkt. Deze producten worden via een gespecialiseerde internationale marketing- en verkooporganisatie, Douwe Egberts Coffee Systems (DECS), verkocht in vele landen van de wereld. De vloeibare producten worden als de kernactiviteit binnen DE CT&S gezien.
Sara Lee | DE is een A-merk leverancier die de koffieautoriteit wil zijn bij de marketing en verkoop van koffieconcepten in verschillende vormen en verschillende distributiekanalen. Vanuit deze missie heeft DE CT&S zijn eigen missie afgeleid: “Wij zijn instants- en liquidkoffie specialisten, zullen klanten actief ondersteunen en leveren tegen de laagst mogelijke productiekosten, binnen de afgesproken kwaliteitsnormen, volumes en levertijden”. Om dit te bereiken werken bij DE CT&S in Joure circa 300 medewerkers, verdeeld over vier afdelingen namelijk productie, financiën en administratie, personeel en organisatie en marketing. In bijlage één wordt schematisch toegelicht hoe de organisatiestructuur van DE CT&S is vormgegeven. Binnen de productie, met 280 medewerkers, wordt de grootste groep gevormd door de operators, die de apparatuur bedienen in het proces van branden tot en met verpakken. In de ondersteunende afdelingen werken onder anderen monteurs, technologen, kwaliteits- en logistieke medewerkers. De meeste productiefuncties worden in ploegendienst vervuld.
Figuur 1.2 geeft een vereenvoudigd schema van het primair proces met daarin de hoofdbewerkingen en de meest relevante goederenstromen. Aan de hand van deze figuur wordt het primair proces van DE CT&S geïntroduceerd.
Het proces start met de aanvoer en de opslag van de groene koffiebonen. De groene koffiebehoeftes van alle koffiebranderijen van Sara Lee | DE worden door de eigen inkooporganisatie Decotrade ingekocht op de wereldmarkt. Decotrade houdt zich uitsluitend bezig met de inkoop van groene koffie, hierbij uitgaande van de middellange behoeftes van de branderijen en de huidige en verwachte marktprijzen van groene koffiebonen. De eerste hoofdbewerking in het primair proces is het branden van de melanges, welke zijn opgebouwd uit diverse soorten groene koffie volgens zorgvuldig gekozen recepturen. De gebrande koffiebonen worden getransporteerd naar de extractiebewerking, waar vervolgens vloeibare koffie wordt geproduceerd met behulp van zogenaamde extractiebatterijen. De extractiebewerking vormt de kern van het productieproces.
Branden Extraheren
Verpakken vloeibaar extract Spraydrogen
Vriesdrogen
Agglomereren
Instant verpakkerij
Figuur 1.2: Vereenvoudigd schema primair proces
Verpakkingsmaterialen Verpakkingsmaterialen Groene koffie Invriezen Gereed product Gereed product
De instantproducten dienen na de extractiebewerking een droogstap te ondergaan. Hiervoor maakt DE CT&S gebruik van een tweetal methodes. Spraydrogen is de oudste methode om instantkoffie te produceren. Het koffieconcentraat wordt in kleine druppeltjes in een hoge toren van boven naar beneden gesproeid. Door de toevoeging van hete lucht verdampt het water en blijft de droge koffiepoeder achter. Vriesdrogen is later ontwikkeld dan spraydrogen en levert in het algemeen een betere kwaliteit instantkoffie op, omdat minder aroma’s verloren gaan in het proces. Het koffie-extract wordt diepgevroren en gemalen tot kleine deeltjes. Het ijs wordt via sublimatie in een hoogvacuüm systeem verwijderd. Door het geleidelijk toevoegen van warmte verdampen de ijskristallen direct in gasvorm, zonder eerst vloeibaar te worden. Het vriesdroogproces vergt meer tijd en is duurder dan spraydrogen. Beide poedersoorten, spraydroog- en vriesdroogpoeder, zijn na de droogstap in principe gereed om verpakt te worden. Bepaalde spraydroogpoeder soorten ondergaan middels het agglomereren nog een extra bewerkingsstap. Agglomereren is het samensmelten van kleine spraydroogkorrels tot grotere korrels. De spraydroogkoffie wordt hiertoe op een grote roterende schaal rond gedraaid. Hierbij wordt vocht toegevoegd, waardoor de kleine deeltjes aan elkaar plakken. Op het moment dat de samengesmolten deeltjes een bepaalde grootte hebben bereikt, vallen ze door de roterende kracht van de schaal. Veel consumenten prefereren het uiterlijk van geagglomereerde koffie boven die van spraydroogkoffie. De instantartikelen bestaan dus uit een drietal poedersoorten, te weten de spraydroog-, de vriesdroog- en de agglopoeders. De poeders worden verpakt in glazen potten van 50, 100, 200 en 250 gram en voorzien van een etiket. De voornaamste verpakkingsmaterialen bestaan hier uit de glazen potten, de glazen deksels, de etiketten en de trayverpakkingen bestaande uit een doos en een rekbare folie.
Om verlies van smaak en aroma tijdens het drogen te voorkomen wordt bij de vloeibare eindproducten de droogstap overgeslagen. Het vloeibare koffie-extract wordt direct na de extractie geconcentreerd en gekoeld verpakt in plastic zakken van 1.25 of 2 liter. De plastic zakken worden voorzien van een doseersysteem, welke is afgestemd op de Cafitesse koffieautomaten, en verpakt in een kartonnen doos. Vervolgens wordt het product diepgevroren bewaard om kwaliteitsverlies te voorkomen. Voor gebruik dient de klant het product te ontdooien.
§ 1.4 Planning and Logistics Department
De afdeling PLD is verantwoordelijk voor het uitvoeren van de logistieke activiteiten binnen DE CT&S. PLD is de schakel tussen de vraag van de verkoopmaatschappijen en het capaciteitsaanbod van DE CT&S en dient deze zo goed mogelijk te coördineren binnen de gestelde normen. De missie van de PLD-afdeling is een afgeleide van de missie van DE CT&S en luidt als volgt: Het verzorgen van de logistieke planningen voor DE CT&S zodanig dat een tijdige en accurate levering van koffieproducten aan klanten kan plaatsvinden. De kern van alle activiteiten bij PLD vormt het opstellen van het Hoofd Productie Plan (HPP). Dit plan wordt gevoed door de orders en prognoses van de verkoopmaatschappijen die wekelijks bij PLD binnenkomen. Op basis van een gebalanceerd HPP worden enerzijds de weekplanningen gemaakt voor de productie en de externe partners. Daarnaast vormt het HPP ook een richtlijn voor de afroepschema’s van de verpakkingsmaterialen. De inkoopactiviteiten van de PLD-afdeling beperken zich tot de tactische en de operationele inkoop. Tactische en operationele inkoop is belast met het formuleren van besteladviezen en het afroepen van de verpakkingsmaterialen. De strategische inkoop is op het hoofdkantoor van Sara Lee | DE in Utrecht gevestigd en houd zich meer bezig met zaken als leveranciersselectie en prijsonderhandelingen. Het onderbrengen van de tactische en de operationele inkoop bij PLD heeft als voordeel dat de voorwaarden worden gecreëerd voor een optimale afstemming tussen de productieplannen en de materiaalplannen.
§ 1.5 Probleemschets
In deze paragraaf zullen de problemen in het capaciteitsplanningsproces van DE CT&S worden beschreven. Na het bespreken van de problemen in de huidige situatie zal middels het schetsen van de gewenste situatie de oplossingsrichting worden besproken.
§ 1.5.1 Problematiek huidige situatie
De problematiek van DE CT&S richt zich op het strategisch niveau van het capaciteitsplanningsproces. Op het strategisch niveau ontbreekt het DE CT&S aan een rekenkundig instrument om op een snelle en
adequate wijze “what – if” scenario’s door te kunnen rekenen. Gevolg hiervan is dat in veel gevallen een
kwantitatieve onderbouwing van toekomstige scenario’s over de capaciteitsbezetting ontbreekt. In een aantal gevallen beschikt DE CT&S wel over gegevens van de lange termijn bezetting maar is de kwaliteit van die gegevens niet toereikend om verantwoorde uitspraken te kunnen doen.
Het strategisch capaciteitsplanningsproces is belast met het afstemmen van de capaciteitsbehoefte op het capaciteitsaanbod, resulterend in een bezettingsplan over de lange termijn (één tot vijf jaar). Op basis van de strategische capaciteitsplanning kunnen besluiten worden genomen als het investeren in productmiddelen, het afstoten van productiemiddelen, het in- of uitbesteden van werkzaamheden of het stimuleren van de marktvraag. Bij het afstemmingsproces dient rekening te worden gehouden met de doelstellingen van het management met betrekking tot de leverbetrouwbaarheid en de kostenstructuur. Het strategisch capaciteitsplanningsniveau stelt de voorwaarden voor de onderliggende capaciteitsplannen op het tactisch en operationeel niveau. Een strategisch capaciteitsplan, waarin niet wordt geanticipeerd op de verwachte capaciteitsproblemen, resulteert in een slecht gedefinieerd raamwerk waarvan de gevolgen op het tactisch en operationeel niveau zichtbaar worden. De problemen uiten zich in capaciteitstekorten, dure noodgrepen om capaciteitstekorten op te vullen en het hebben van onnodige overcapaciteit. Dergelijke situaties gaan ten koste van de leverbetrouwbaarheid en de kosten waartegen de producten worden geproduceerd.
De problemen in de huidige situatie worden grotendeels veroorzaakt door het feit dat het huidige Enterprise Resource Planning (ERP) pakket MFG PRO onvoldoende ondersteuning biedt binnen het strategisch planningsniveau. Op dit niveau zijn overzichtelijke managementrapportages gewenst in de vorm van cijfermatige overzichten en grafieken gebaseerd op geaggregeerde gegevens. MFG PRO is bij DE CT&S niet ingericht voor een ondersteunende functie op het strategisch niveau. Bovendien zou de geboden functionaliteit bij een optimale inrichting niet voldoen aan de gewenste functionaliteit.
Het ontbreken van een hulpmiddel heeft een aantal consequenties. Ten eerste worden scenario’s in de huidige situatie wel doorgerekend maar middels een handmatige exercitie in bijvoorbeeld Microsoft Excel. De werkzaamheden nemen veel manuren in beslag, waardoor het handmatig doorrekenen van scenario’s tot een minimum wordt beperkt. Bovendien staat de kwaliteit van de gegevens niet altijd garant voor het kunnen doen van betrouwbare uitspraken. Binnen DE CT&S is met name de PLD-afdeling met deze werkzaamheden belast. Ten tweede leidt het ontbreken van een hulpmiddel tot een gebrek aan gegevens op het strategisch niveau. Een gebrek aan kwantitatieve onderbouwing heeft tot gevolg dat enerzijds capaciteitsproblemen op basis van gevoel en ervaring wel worden opgemerkt maar de timing en de impact ervan onbekend zijn. Hiervoor geldt dat de besluitvorming rond het probleem wordt bemoeilijkt, hetgeen kan leiden tot gevoelsmatig genomen beslissingen en het niet kunnen beheersen van de uitkomsten van een maatregel. Anderzijds worden capaciteitsproblemen geheel niet opgemerkt en komen de problemen pas op het operationele niveau aan het licht. Met name dit laatste geval is niet gewenst, omdat oplossingen juist op het strategisch niveau vaak een lange tijd in beslag nemen. Teneinde verwarring te voorkomen, dient te worden opgemerkt dat capaciteitsproblemen zowel een capaciteitstekort als een onnodig capaciteitsoverschot kunnen vormen.
§ 1.5.2 Gewenste situatie
In de huidige situatie wordt het strategisch capaciteitsplanningsproces bemoeilijkt door een gebrek aan kwantitatieve onderbouwing. DE CT&S wenst een hulpmiddel welke in staat is om op een snelle en adequate manier de capaciteitsbezetting door te rekenen, waarbij betrouwbare gegevens worden gegenereerd. De exercities zijn nodig, omdat zowel de capaciteitsbehoefte als het capaciteitsaanbod fluctueren. Bij het uitvoeren van de capaciteitstoets kunnen capaciteitsconflicten naar voren komen, zich uitend in een capaciteitstekort of een capaciteitsoverschot. Op het strategisch niveau leiden dergelijke situaties tot een bedrijfswijde discussie waar bijvoorbeeld marketing, productie, logistiek en financiën bij betrokken zijn. De discussies leveren output in de vorm van meerdere alternatieven als antwoord op de capaciteitsproblematiek. Het integreren van de alternatieven in de huidige situatie levert nieuwe scenario’s welke moeten worden doorgerekend. Ook in deze situatie moet het model een ondersteunende functie
kunnen verlenen. Hierdoor ontstaat een iteratief proces, waarbij het model de cijfermatige input voor de discussies genereert en de output van de discussies weer input voor het model vormt.
De kwantitatieve output van het model helpt het strategisch capaciteitsplanningsproces bij het in balans brengen van de (verwachte) capaciteitsbehoefte, de beschikbaar te stellen capaciteit en de doelstellingen van het management. Het hulpmiddel verleent ondersteuning bij het vroegtijdig in kaart brengen van de capaciteitsproblemen en tevens bij de besluitvorming rond problemen. Een stabiel strategisch kader, waarbij de drie hierboven genoemde factoren (vraag / aanbod / doelstellingen) in een goede samenhang zijn, vertaalt zich in realistische en uitvoerbare capaciteitsplannen op het tactische en operationele niveau.
De beoogde voordelen van het model maken het capaciteitsmanagementproces bij DE CT&S efficiënter. Een efficiënt capaciteitsmanagementproces helpt DE CT&S en PLD bij het ten uitvoeren brengen van hun missie. De vraag en het aanbod worden met behulp van het model zo goed mogelijk op elkaar afgestemd. Overbodige capaciteiten en onnodige voorraden worden zo tot een minimum beperkt, waardoor de kosten worden teruggedrongen. Hiertegenover staat dat met behulp van het model de beschikbaarheid van voldoende capaciteit over de lange termijn wordt gegarandeerd. Beschikbare capaciteit kan hierbij worden uitgedrukt in zowel productiecapaciteit (intern en of extern) als beschikbare voorraad. De leverbetrouwbaarheid kan worden gegarandeerd wanneer te allen tijde voldoende capaciteit voorhanden is.
§ 1.6 De opdracht
Uit paragraaf 1.5 komt naar voren dat de geboden functionaliteit van MFG PRO niet voldoet aan de gewenste functionaliteit. Daarom is in opdracht van de PLD manager besloten om een onderzoek op te starten, waarbij een hulpmiddel voor het strategisch capaciteitsplanningsniveau zal worden ontwikkeld. De nadruk van het model moet komen te liggen op het snel en adequaat kunnen doorrekenen van lange termijn scenario’s, waarbij de output geschikt is voor rapportages aan het management. Het toekomstig model zal de afdeling PLD ondersteunen bij bedrijfswijde discussies die binnen het strategisch capaciteitsplanningsniveau worden gevoerd. Het instrument rekent de logistieke consequenties van mogelijke scenario’s door. In het vervolg van dit rapport zal voor het model de term
capaciteitsplanningsmodel (CPM) worden gehanteerd.
§ 1.7 Opbouw van het rapport
In de volgende hoofdstukken zal worden beschreven hoe het model tot stand is gekomen en hoe het model in de organisatie zou moeten functioneren. In hoofdstuk twee wordt de onderzoeksopzet gepresenteerd, waarin onder andere de achtergronden, de probleemstelling en het onderzoeksmodel naar voren komen. Hoofdstuk drie vormt het theoretisch kader van het onderzoek. De theoretische achtergronden met betrekking tot capaciteitsmanagement en het modelleren daarvan komen hierin aan de orde. Daarnaast wordt speciale aandacht besteed aan de kenmerken die gerelateerd zijn aan de procesindustrie. Op basis van de theoretische achtergronden wordt in hoofdstuk vier vanuit een breed logistiek perspectief het begrip capaciteitsmanagement bij DE CT&S geanalyseerd. De resultaten hiervan vormen samen met hoofdstuk drie de belangrijke regels en aandachtspunten voor het CPM. Hoofdstuk drie verzorgt de theoretische invulling hiervan en hoofdstuk vier de praktische invulling. In hoofdstuk vijf zal het ontwerp van het CPM worden beschreven, waarna in hoofdstuk zes de implementatie van het model wordt toegelicht. In het laatste hoofdstuk, hoofdstuk zeven, worden de conclusies en de aanbevelingen gepresenteerd.
Hoofdstuk 2 Onderzoeksopzet
§ 2.1 Inleiding
Hoofdstuk twee begint met het schetsen van de factoren die ertoe hebben bijgedragen dat het CPM project is opgestart. Daarna wordt in paragraaf drie een toelichting gegeven op de gewenste functionaliteit van het CPM. Tot slot komt in paragraaf vier de onderzoeksopzet aan de orde, bestaande uit de doelstelling, de vraagstelling en het onderzoeksmodel.
§ 2.2 Achtergronden voor het project
Naast de problemen, zoals geschetst in paragraaf 1.5, spelen een aantal zaken op de achtergrond die ten grondslag liggen aan de wens voor een CPM. De factoren geven aan waarom het model nodig is en waarom de behoefte juist nu aanwezig is.
De eerste factor heeft betrekking op de ontwikkelingen binnen DE CT&S van de afgelopen jaren. Tot een aantal jaren terug had DE CT&S te maken met een slechte performance van de onderneming als geheel. Dit uitte zich onder andere in een lage leverbetrouwbaarheid en veel afkeur- en reworkstromen als gevolg van een slechte beheersing van het productieproces. Na een grondige reorganisatie en vele verbetertrajecten is de beheersing op zowel logistiek en technologisch gebied significant verbeterd. De leverbetrouwbaarheid van de instants is 98% en van de liquids bijna 100%. Ook op technologisch gebied zijn goede resultaten geboekt, waardoor de kwaliteitsnormen vaker worden gehaald en zelfs hoger gesteld kunnen worden. Vanuit de huidige situatie kan worden geconcludeerd dat de fundamenten voor de toekomst zijn gelegd. De aandacht verschuift naar het zo efficiënt mogelijk plannen en produceren en kijken wat toekomstige veranderingen in de markt teweeg brengen.
De invulling van deze strategie volgt onder andere uit het formeren van zogenaamde actionteams. Actionteams zijn projectgroepen bestaande uit ongeveer 8 personen, welke gericht zijn op het analyseren en oplossen van specifieke problemen binnen DE CT&S. Het actionteam “capaciteiten” is één van deze projectgroepen. De doelstelling van de projectgroep is het in kaart brengen van de huidige capaciteiten en de bezetting daarvan. Op deze manier komen capaciteitsproblemen naar voren en kunnen prioriteiten worden gesteld voor het oplossen van de problemen. Om dit te bereiken is het productieproces in kaart gebracht en zijn eenduidige capaciteitsdefinities opgesteld, welke door alle relevante functiegebieden binnen DE CT&S worden erkend. De algemene capaciteitsdefinities leiden tot een gemeenschappelijke taal, waardoor DE CT&S beter in staat is om capaciteitsproblemen op te lossen. Het eindpunt van het actionteam “capaciteiten” vormt het startpunt van het CPM. Op basis van de gemeenschappelijke definities zal het CPM de toekomstige bezetting van de productiemiddelen berekenen en bij eventuele capaciteitsconflicten assisteren in het vinden van de beste maatregel.
De tweede factor vormt het gezamenlijke Senseo Crema project met Philips. Dit project heeft een vooraf niet verwacht succes, waardoor extra investeringen nodig zijn om aan de vraag vanuit de markt te kunnen voldoen. Voor onder andere DE CT&S betekent dit dat er minder budget is voor investeringsprojecten. Zonder ruimte voor investeringen moet DE CT&S aan een stijgende vraag naar liquid- en vriesdroogproducten kunnen voldoen. Aangezien bepaalde bewerkingen in het productieproces een bottleneck vormen dient de capaciteit zo efficiënt mogelijk benut te worden. Met name het zo efficiënt mogelijk inzetten van extra ploegen en externe capaciteit vormen hier belangrijke uitdagingen.
De laatste factor betreft het uitbreiden van de productiecapaciteit ten behoeve van liquidproducten. Over enkele jaren wordt een tweede liquid fabriek in Noord-Amerika in gebruik genomen. De vraag naar liquidproducten vanuit de Noord-Amerikaanse markt worden dan in Noord – Amerika geproduceerd in plaats van in Joure. Het in gebruik nemen van een tweede productielocatie heeft vanuit logistiek oogpunt gezien verregaande consequenties. DE CT&S krijgt vanaf het moment dat de tweede fabriek operationeel wordt te maken met een capaciteitsoverschot. Het CPM moet ondersteuning verlenen bij het kwantificeren van het capaciteitsoverschot en bovenal bij activiteiten om het capaciteitsoverschot op te vullen.
De eerste factor geeft aan dat er een mogelijkheid is voor het verbeteren van de capaciteitsplanning. Nu de basis is gelegd kunnen resources beschikbaar worden gesteld voor projecten die de bedrijfsprocessen kunnen optimaliseren. De laatste twee factoren geven blijk van een noodzaak tot verbetering van het capaciteitsplanningsproces. De achtergronden sturen aan op een effectief en efficiënt capaciteitsplanningsproces voor zowel de lange als de korte termijn. Het CPM zal zijn bijdrage leveren aan het verbeteren van de strategische capaciteitsplanning.
§ 2.3 Het Capaciteitsplanningsmodel nader toegelicht
Deze paragraaf wordt ingeleid met een willekeurig voorbeeld (voorbeeld 2.1), waarin gebruik wordt gemaakt van het CPM. Het voorbeeld illustreert de gewenste functionaliteit van het hulpmiddel en tevens de rol van het model in het beslissingsproces.
Uit het voorbeeld komt naar voren dat het CPM diverse scenario’s moet kunnen doorrekenen. Dit vraagt om een flexibele inrichting van het model. Middels het aanpassen van inputvariabelen en parameters moeten de scenario’s kunnen worden ingesteld. In het voorbeeld worden de beschikbare capaciteiten gewijzigd, terwijl ook scenario’s mogelijk zijn waarbij de vraaggegevens kunnen worden aangepast. De performance van een scenario wordt gemeten aan de hand van logistieke parameters, zoals de gemiddelde bezettingsgraad. Een aantal keren is gerefereerd aan het feit dat het CPM een ondersteunende functie zal verlenen bij discussies tussen verschillende functionele gebieden. In het voorbeeld komt dit ook duidelijk naar voren. Het CPM krijgt echter een puur logistieke inrichting, waardoor het niet geschikt is voor disciplines als marketing, productie en financiën. Zo worden bijvoorbeeld de kosten van het houden van voorraad niet in het model geïntegreerd. Het model rekent alleen de logistieke consequenties uit van een bepaald scenario. De gegenereerde gegevens kunnen wel als de basis dienen waaraan andere disciplines hun eigen conclusies verbinden. Samenvattend kunnen we stellen dat het model ruwweg een tweetal gegevens moet bevatten, namelijk de vraaggegevens en de beschikbare capaciteiten van tenminste de bottlenecks. De confrontatie van deze twee levert een bezettingsoverzicht van de productiemiddelen uitgedrukt in logistieke parameters. De nadruk van het model komt te liggen op het snel kunnen uitvoeren van een exercitie, waarbij adequate managementinformatie wordt gegenereerd.
§ 2.4 Onderzoeksopzet
§ 2.4.1 Probleemstelling
Het onderzoek zal worden uitgevoerd in opdracht van de PLD manager. De afdeling PLD kan als klant van het onderzoek worden aangemerkt. Diverse medewerkers van deze afdeling zullen met het CPM gaan werken. In samenwerking met de manager van PLD is de volgende doelstelling voor het onderzoek geformuleerd:
Uit een exercitie met het CPM komt naar voren dat voor een bepaalde bewerkingsstap x een twee ploegensysteem gedurende een jaar niet voldoende is om aan de vraag te voldoen. Het capaciteitstekort kan worden opgevangen door tien weken per jaar een drie ploegendienst te draaien. Dit voorstel, op basis van de gegevens van het CPM, vormt de input voor de financiële afdeling en de productie afdeling. Productie is belast met het verkrijgen van de extra personele capaciteit (intern of extern) en financiën dient de financiële consequenties door te rekenen. Op basis van de financiële gegevens wordt overwogen om het drie ploegen alternatief van de baan te schuiven en in plaats daarvan capaciteit in te kopen. De externe partner stelt echter bepaalde grenzen aan de hoeveelheid en het tijdstip waarop de capaciteit kan worden ingezet. Het CPM dient de beperkingen door te rekenen in een nieuw scenario. Hieruit komt naar voren dat DE CT&S genoodzaakt is om een niet geringe voorraad op te bouwen. Uit de financiële calculaties blijkt dat de prijs per eenheid en de extra voorraadkosten toch acceptabel zijn. Op basis van deze informatie besluit het management te kiezen voor het inkopen van de externe capaciteit in plaats van het inzetten van drie ploegendiensten.
“Het ontwerpen en implementeren van een strategisch capaciteitsplanningsmodel voor DE CT&S. Dit op basis van een kritische kijk naar het huidige en toekomstige logistieke proces van CT&S en een inventarisatie in de literatuur naar capaciteitsmanagement, het modelleren van capaciteit en specifieke
kenmerken van de procesindustrie.”
Het onderzoek zal zich richten op het primaire proces van DE CT&S en de logistieke besturing en beheersing daarvan. Het startpunt van het primair proces vormt de opslag van de groene koffiebonen. De capaciteiten (transportcapaciteit en opslagcapaciteit bij bijvoorbeeld zeehavens), die benodigd zijn voor de aanvoer van de groene koffiebonen, vallen buiten de scope van het onderzoek. DE CT&S is niet verantwoordelijk voor de besturing en beheersing van deze capaciteiten en bovendien zijn ze in voldoende mate aanwezig. Het eindpunt van het primair proces wordt bepaald door de eindartikelen gereed voor uitlevering. Vanaf dit punt is DE CT&S niet meer verantwoordelijk voor de benodigde capaciteiten. Tussen deze grenzen zullen de productiemiddelen en de aansturing daarvan, uitgebreid aan de orde komen. Hierbij dient de opmerking te worden geplaatst dat binnen de systeemgrenzen enkele externe productiecapaciteiten aanwezig zijn. Deze capaciteiten hebben vooral betrekking op het extern vriesdrogen.
Teneinde de doelstelling te vervullen dienen de hieronder geformuleerde onderzoeksvragen beantwoord te worden. De vragen geven sturing aan de theoretische en de praktische kennis die noodzakelijk is voor het kunnen voldoen aan de doelstelling. De onderzoeksvragen zijn ingedeeld volgens de fasering van het onderzoek. Tevens zijn de hoofdstuknummers toegevoegd, waarin de onderzoeksvragen zullen worden behandeld.
Oriëntatie (hoofdstuk drie)
1. Wat is capaciteitsmanagement?
2. Wat zijn specifieke karakteristieken van de procesindustrie en wat is de invloed hiervan op het capaciteitsmanagementproces?
Analyse (hoofdstuk vier)
3. Hoe ziet het primair proces van DE CT&S eruit en wat zijn hierin (potentiële) bottlenecks?
4. Hoe ziet de logistieke besturingsstructuur eruit bij DE CT&S en wat zijn de tekortkomingen van het strategisch niveau hierin?
5. Wat zijn de toekomstverwachtingen ten aanzien van de gevraagde capaciteit en het capaciteitsaanbod? Ontwerp (hoofdstuk vijf)
6. Wat is de doelstelling voor het model en aan welke eisen met betrekking tot gebruik en inrichting dient het ontwerp te voldoen?
7. Welke stuurmaatregelen binnen het strategisch planningsniveau dienen te worden opgenomen in CPM?
8. Welke productgroepen vallen te onderscheiden binnen het primair proces?
9. Welke gegevens dienen in het model te worden opgenomen, teneinde de gewenste functionaliteit te kunnen bieden?
Implementatie (hoofdstuk zes)
10. Wat is de rol van het CPM in het capaciteitsmanagementproces van DE CT&S? 11. Hoe vindt de besluitvorming met het model plaats?
12. Hoe verhouden de uitkomsten van het model zich tot de werkelijke situatie?
13. Welke onderhoudswerkzaamheden dienen te worden gepleegd, teneinde het model operationeel te houden?
§ 2.4.2 Onderzoeksmodel
Het onderzoek zal worden uitgevoerd volgens de fasering, zoals weergegeven in figuur 2.1. Het onderzoek begint met de oriëntatiefase, waarin het theoretisch kader wordt geformuleerd. Zoals uit de onderzoeksvragen blijkt, zijn theoretische achtergronden met betrekking tot capaciteitsmanagement van belang geacht voor het onderzoek. Binnen het capaciteitsmanagementproces zal de nadruk komen te liggen op de capaciteitsplanning en het modelleren daarvan. Daarnaast wordt aandacht besteed aan de specifieke kenmerken van de procesindustrie.
Voordat het capaciteitsmanagementproces van DE CT&S wordt geanalyseerd, dient een beschrijving van het primair proces te worden gemaakt. Op basis van rondleidingen en gesprekken met productiemedewerkers zijn bijna alle productiemiddelen en goederenstromen in kaart gebracht. Het resultaat vormt de basis voor de analyse van het capaciteitsmanagementproces bij DE CT&S. Het capaciteitsmanagementproces zal vanuit een breed logistiek perspectief worden beschreven. De gesprekken met de hoofd productieplanner en de detailplanners vormen de belangrijkste input voor de analyse. De uitkomsten hiervan leveren samen met de andere theoretische achtergronden het ontwerpkader. Het ontwerpkader omvat de criteria, de aandachtspunten en de wensen waaraan het ontwerp moet voldoen. Het ontwerpkader is maatgevend voor de inrichtingskeuzen van het model. Teneinde het modelleertraject effectief en overzichtelijk uit te kunnen voeren, is de ontwerpfase in vier trajecten opgedeeld. De ontwerpfase is gestart met een model waarbij alleen alle vriesdroog gerelateerde elementen worden gemodelleerd. Vanuit dit model is telkens een productlijn toegevoegd. Het laatste model, model vier, betreft het uiteindelijke model welke in hoofdstuk vijf zal worden beschreven. Model vier is uitvoerig getest aan de hand van bestaande bezettingscijfers en volgens het draaien van proefscenario’s. Uiteindelijk is het model geïmplementeerd bij de afdeling PLD, waarbij een werkinstructie is geschreven en diverse trainingen zijn gegeven aan de gebruikers. Belangrijke aandachtpunten hierbij vormen het onderhoud aan het model, de toepassing van het model in het beslissingsproces en de betrouwbaarheid van de uitkomsten van het model.
Logistieke besturing en primair proces DE CT&S
Implementatie CPM Ontwerpkader Model 1) Vriesdroog Model 2) Model 1 + Spraydroog Model 3) Model 2 + Agglo Model 4) Model 3 + Liquids Theoretische grondslagen capaciteitsmanagement Karakteristieken procesindustrie
Criteria met betrekking tot capaciteitsmanagement
Fig. 2.1: stappenschema voor het onderzoek
Productgroepen Capaciteitsgegevens
Vraaggegevens Programma van Eisen
Gebruikers Onderhoud Toepassing Betrouwbaarheid
Hoofdstuk 3 Theoretisch Kader
§ 3.1 Inleiding
In hoofdstuk drie komt het capaciteitsmanagementproces uitgebreid aan de orde. Hierin zal onder andere onderscheid worden gemaakt naar drie planningsniveaus. Aan de hand van dit onderscheid zal per niveau worden ingehaakt op specifieke karakteristieken ten aanzien van de benodigde gegevens en worden enkele strategieën besproken. Daarnaast worden de kenmerken van de procesindustrie in relatie tot het capaciteitsmanagementproces besproken. Hieruit zal blijken dat de invulling van capaciteitsmanagement in de procesindustrie aan bepaalde beperkingen is gebonden. In paragraaf 3.2.6 wordt ingegaan op het modelleren van de capaciteitsplanning. Deze resultaten zijn van belang voor de inrichtingskeuzen bij het CPM. Het hoofdstuk wordt afgesloten met een korte toelichting over de toepassing van de theorie in het onderzoek.
§ 3.2 Capaciteitsmanagement
In deze paragraaf zal het begrip capaciteitsmanagement uitvoerig worden behandeld. Alvorens dit te doen wordt eerst stilgestaan bij de betekenis van capaciteit voor een onderneming. Binnen het capaciteitsmanagementproces spelen de capaciteitsplanning en het capaciteitsbeleid een belangrijk rol. Deze twee activiteiten zullen uitgebreid aan de orde komen. Het primair proces van DE CT&S kenmerkt zich als een procesindustrie. Gezien het feit dat de kenmerken een belangrijke invloed op het capaciteitsmanagementproces hebben, dienen deze in ogenschouw te worden genomen. De paragraaf wordt afgesloten met een inventarisatie over hoe enkele andere productiebeheersingsconcepten met het capaciteitsvraagstuk omgaan.
§ 3.2.1 Capaciteit
McNair en Vangermeersch [7] definiëren capaciteit als het waardescheppend vermogen van een onderneming, welke middels verscheidende productiemiddelen wordt vormgegeven. De productiecapaciteit maakt activiteiten mogelijk, waarbij een product of dienst wordt geleverd met een toegevoegde waarde. Hieruit mag worden geconcludeerd dat capaciteiten nauw gerelateerd zijn aan de winstgevendheid en het bestaansrecht van een organisatie.
Productiemiddelen worden door ondernemingen aangekocht en gebruikt, teneinde activiteiten mogelijk te maken en output te genereren. Een capaciteitsmiddel maakt dus een transformatieproces mogelijk. Capaciteitsmiddelen kunnen bestaan uit: machines, personeel, transportmiddelen en opslagmiddelen. De capaciteit van een middel is eindig en vaak om economische redenen in beperkte mate aanwezig in een transformatieproces. Wanneer de vraag het aanbod overschrijdt ontstaan bottlenecks. Een capaciteitsbottleneck bepaald de maximale output van het transformatieproces. Afhankelijk van variaties in de te produceren mix kan een bottleneck verschuiven in het productieproces.
Het belang van het benutten van capaciteit wordt door McNair en Vangermeersch [7] onderschreven als: “the essence of the capacity issue is the unavoidable fact that resources not used to their fullest represent waste. Waste erodes profits and shortens the life of an organization. Effectively managing an organization starts with making the fullest use of every resource at the company’s command”. Het optimaliseren van de beschikbare capaciteit houdt verband met het beperken van dure overcapaciteit en het maximaliseren van de efficiency. Efficiency verhogende activiteiten kunnen bestaan uit het reduceren van omsteltijden, voorkomen van afkeur en het plegen van preventief onderhoud. Van Ooijen [12] stelt hier terecht tegenover dat te weinig capaciteit leidt tot een slechte leverbetrouwbaarheid, immers een tekort aan capaciteit leidt tot het niet tijdig uitleveren van orders. Betrand, Wortmann en Wijngaard [1] voegen hieraan toe dat overcapaciteit de flexibiliteit van het logistieke proces verhoogt. Spoedorders en storingen kunnen beter worden opgevangen, wat leidt tot een verbetering van de leverbetrouwbaarheid. Voor ondernemingen ontstaat hierdoor een spanningsveld tussen de benutting van de productiemiddelen aan de ene kant en de gewenste leverprestatie vanuit de markt aan de andere kant. In samenhang met het feit dat binnen de huidige ontwikkelingen het vraagpatroon steeds dynamischer wordt en de productdiversiteit toeneemt
kunnen we concluderen dat het sturen en beheersen van capaciteit van belang is voor de performance van een onderneming. Deze conclusie leidt tot het begrip capaciteitsmanagement welke in de volgende paragraaf zal worden behandeld.
§ 3.2.2 Capaciteitsmanagement
Volgens de interpretatie van Van Ooijen [12] is capaciteitsmanagement het nemen van maatregelen, zowel op de lange als de korte termijn, om de beschikbare capaciteit af te stemmen op de gevraagde capaciteit, teneinde een zo goed mogelijke leverprestatie te krijgen. Aspecten hierbij zijn capaciteitsbeleid (wat voor beleid hanteren we met betrekking tot de in aanmerking komende maatregelen voor capaciteitsvariatie) en
capaciteitsplanning (het bepalen van het verwachte toekomstige capaciteitsbeslag). Van Ooijen stelt dus
dat het managen van capaciteit bestaat uit een capaciteitsbeleid en het plannen van capaciteit. Deze twee factoren worden uitgevoerd in een sterke onderlinge samenhang. Wanneer in de capaciteitsplanning capaciteitsconflicten naar voren komen zal binnen het beleid passende maatregelen worden genomen.
Greene [3] geeft een bredere omschrijving en voegt een tijdsdimensie aan de definitie toe: “the function of establishing, measuring, monitoring, and adjusting limits or levels of capacity in order to execute all manufacturing schedules: the production plan, master production schedule, material requirements plan, and dispatch list”. In één van de volgende paragrafen zal blijken dat de door Greene genoemde plannen een verschillende tijdshorizon hanteren en daardoor op verschillende niveaus in de organisatie een rol spelen. De definitie van Greene overlapt grotendeels de definitie van Van Ooijen [12]. Vanwege de problematiek in de praktijk zullen we het meten van capaciteit speciaal toelichten.
Greene [3] schrijft dat het capaciteitsmanagementproces vaak wordt bemoeilijkt, doordat betrokken medewerkers inconsistente capaciteitsdefinities hanteren. Zo zal een technoloog geneigd zijn vanuit een ontwerpcapaciteit te denken. Een financiële medewerker kijkt daarentegen eerder naar de efficiency van de capaciteitsbron. Teneinde misverstanden te voorkomen dienen algemene capaciteitsdefinities opgesteld te worden om zo tot een gemeenschappelijk taal te komen. Lastig hierbij is dat capaciteiten vaak afhankelijk zijn van de productmix. De invulling van de definities geeft dus slechts een momentopname, vooral wanneer een organisatie zich in een dynamische markt bevindt. De hierboven geschetste situatie is tijdens het project ook aan de orde geweest bij DE CT&S. In hoofdstuk twee is bij de achtergronden het actionteam “capaciteiten” genoemd welke onder andere de doelstelling had eenduidige capaciteitsdefinities op te stellen.
De invulling van het capaciteitsmanagementproces hangt nauw samen met de variatie in de vraag en de variatie in de beschikbaarheid van productiemiddelen. Wanneer beide factoren volgens een constant patroon aanwezig zijn, is de behoefte aan sturing minimaal. Veel ondernemingen bevinden zich echter in een dynamische situatie, waarbij aan de vraagzijde promoties, structurele wijzigingen in de gevraagde hoeveelheid en wijzigingen in de productmix het constante karakter verstoren. Vanuit de aanbodzijde vormen het plegen van groot onderhoud en het plannen van seizoenstops een verstorende factor. Dit leidt tot een situatie waarbij capaciteitsmanagement van groot belang is voor een onderneming.
§ 3.2.3 Capaciteitsplanning en capaciteitsbeleid
In het vervolg van deze paragraaf hanteren we voor de beschrijving van capaciteitsmanagement de definitie van Van Ooijen [12]. Uit deze definitie blijkt dat capaciteitsplanning en capaciteitsbeleid de belangrijkste activiteiten vormen binnen het capaciteitsmanagementproces. In deze subparagraaf zullen deze twee begrippen nader worden toegelicht.
Capaciteitsplanning
Capaciteitsplanning is in feite niks anders dat het inzichtelijk maken van de capaciteitsbezetting over een bepaalde tijdshorizon. Bij het plannen van capaciteit wordt de verwachte vraag vergeleken met het
capaciteitsaanbod. De verwachte vraag wordt gebaseerd op prognoses van de klanten en op voorspellingen van de eigen marketingafdeling. Het doel van capaciteitsplanning is
capaciteitsconflicten te identificeren. In figuur 3.1 treden
Gedemonstreerde capaciteit + capaciteitsmaatregelen = gevraagde capaciteit
capaciteitsconflicten op, wanneer de gedemonstreerde capaciteit in hoge mate afwijkt van de gevraagde capaciteit. De gedemonstreerde capaciteit wordt door Greene [3] benoemd als de bewezen output van een productiemiddel. De gevraagde capaciteit is de capaciteit die nodig is om de behoeftes van de klanten te kunnen vervullen. Capaciteitsconflicten leiden tot het nemen van maatregelen, welke in het capaciteitsbeleid worden vormgegeven.
Capaciteitsbeleid
Capaciteitsbeleid bestaat uit nemen van capaciteitsmaatregelen. Hierbij kunnen we denken aan uitbesteden, het investeren in productiemiddelen, het aanleggen van voorraden en het inplannen van extra weekenddiensten. Capaciteitsbeleid is niet alleen een logistieke kwestie. Bij het nemen van maatregelen en het bespreken van de alternatieven spelen een financiële afdeling en een productieafdeling ook een rol. Wanneer een maatregel betrekking heeft op de personele capaciteit kan ook een ondernemingsraad gesprekspartner in de discussie worden. Hayes en Wheelwright [4] gebruiken drie variabelen die een rol spelen bij het nemen van capaciteitsmaatregelen: het soort capaciteit, de hoeveelheid en de timing van de capaciteit.
Deze drie variabelen spelen een rol bij de visie van Greene [3] ten aanzien van capaciteitsmaatregelen. Greene maakt onderscheid naar capaciteitsmaatregelen, waarbij de uitwerking voorspelbaar is en capaciteitsmaatregelen, waarbij het resultaat moeilijk te voorspellen is. Bij voorspelbare maatregelen kunnen we denken aan het inzetten van een extra ploeg en het aanschaffen van een extra productiemiddel. Het reduceren van afkeurstromen, het verminderen van machinestoringen en beperken van het ziekteverzuim zijn eveneens capaciteitsverhogende activiteiten maar het resultaat en de timing daarvan zijn moeilijk te voorspellen. Greene zegt dat alleen voorspelbare maatregelen mogen worden gebruikt om capaciteitsconflicten op te lossen, vooral bij korte termijn capaciteitsbeslissingen.
Veelal hebben maatregelen betrekking op de beschikbare capaciteit. Waller [15] richt zich ook op het beïnvloeden van de gevraagde capaciteit. Hierbij valt te denken aan het structureel veranderen van de prijs van een product, het voeren van acties en het adverteren voor een bepaald product. Vanuit praktisch oogpunt gelden bijvoorbeeld de lage tarieven voor elektriciteit en telefoondiensten tijdens daluren. Op deze manier wordt de maximum benodigde capaciteit tijdens kantooruren beperkt en wordt de overcapaciteit tijdens daluren opgevuld.
§ 3.2.4 Capaciteitsmanagement op drie niveaus
Capaciteitsmanagement in productie-organisaties wordt door veel auteurs, o.a. Meal [8], opgesplitst in een drietal niveaus: het strategisch niveau, het tactisch niveau en het operationele niveau. De achterliggende gedachte is volgens Hopp en Spearman [5] dat het niet mogelijk en wenselijk is om binnen één niveau alle benodigde informatie te verzamelen. Met name de onzekerheid, de benodigde gedetailleerdheid en de gewenste tijdshorizon van de informatie spelen hier een belangrijk rol. Betrand, Wortmann en Wijngaard [1] spreken in dit verband ook wel van het gelaagdheid principe, één van de principes gerelateerd aan de beheersbaarheid van een productieproces. Productieprocessen zijn zo complex dat ondernemingen genoodzaakt zijn om op verschillende niveaus te beheersen. Door het onderscheid kunnen ondernemingen voor elk planningsniveau gepaste sturings- en beheersingsmechanismen toepassen, hetgeen effectiever en efficiënter is dan het werken met één planningsniveau.
De drie niveaus laten zich goed beschrijven door het Manufacturing Planning Control (MPC) raamwerk van Vollmann [14]. Het MPC raamwerk is een algemeen toepasbaar kader voor het besturen en beheersen van een productieproces. De informatie heeft onder andere betrekking op de goederenstroom, de benutting van de capaciteiten, het aansturen van leveranciers en de communicatie met de klant. Alhoewel het MPC een algemeen toepasbaar kader vormt, is het vooral vanuit de Material Resource Planning gedachte ontwikkeld (Vollmann definieert dit als MRPII). De logistieke besturingsstructuur van DE CT&S is in grote mate overeenkomstig met de MRPII structuur. Om deze reden wordt het MPC kader als theoretische achtergrond voor DE CT&S gebruikt.
De drie niveaus worden niet consistent gedefinieerd door alle auteurs. Zo bedeelt Vollmann [14] het Hoofd Productie Programma (HPP) een strategische functie toe, terwijl Van Ooijen [12] het HPP een tactische functie geeft. Vollmann schrijft dat een indeling naar niveaus per onderneming verschilt. De dynamiek van de omgeving speelt hierin een belangrijke rol. Vanuit deze gedachte is het MPC kader van Vollmann
enigszins aangepast aan de situatie bij DE CT&S. In figuur 3.2 wordt het raamwerk weergegeven. Aan de hand van deze figuur worden de drie niveaus van het capaciteitsmanagementproces beschreven. Uitgaande van de definitie voor capaciteitsmanagement van Van Ooijen wordt de nadruk gevestigd op methodes voor capaciteitsplanning en de maatregelen die op het bewuste niveau van toepassing zijn. In belang van het onderzoek zal op het strategisch niveau dieper worden ingegaan dan het tactische en het operationele niveau.
Strategisch niveau
Op het strategisch niveau wordt geanticipeerd op de capaciteitsbehoefte op de lange termijn. De output van het strategisch niveau vormt het productieplan. Het productieplan is een afgeleide van het allesomvattende game plan. Een game plan is een gecoördineerd plan, waarin de doelstellingen van marketing, het management en financiën zijn geïntegreerd (zie figuur 3.3). Greene [3] noemt het betreden van nieuwe markten, het rekening houden met de ontwikkelingen in de huidige markten, het ontwikkelen van nieuwe producten en de doelstellingen met betrekking tot kosten en leverbetrouwbaarheid belangrijke factoren, waarmee in het game plan rekening moet worden gehouden. Het productieplan wordt tevens gevoed door prognosegegevens uit de demand management module, samengevat in het zogeheten verkoopplan. Demand management coördineert alle behoeftes uit de markt die een bezetting op de productiecapaciteit kunnen leggen. Het verkoopplan bevat de afzetprognoses waarin de verwachte ontwikkelingen in de markt, zoals omschreven bij het game plan, tot uiting komen. De consequentie van het game plan en het verkoopplan voor de productie op de lange termijn krijgt gestalte middels het productieplan. Het productieplan is dus de schakel tussen de productie, de behoefte vanuit de markt en het strategisch management.
Figuur 3.2: Het Manufacturing Planning Control raamwerk
Resource Planning Production Planning Demand management
Master Production Schedule Rough Cut Capacity
Planning Strategisch niveau Tactisch niveau Operationeel niveau Detailed material planning Capacity requirements planning Finite loading
Shop floor systems Input / output analysis
Production Planning
Resource Planning Demand Management
Grens MPC raamwerk Financial Planning
Top management “The game Plan” Marketing Planning
Afhankelijk van de omgeving waarin de organisatie opereert heeft het productieplan een tijdshorizon van één tot vijf jaar, waarbij een tijdsperiode van een maand of een kwartaal wordt gehanteerd. In de meeste gevallen wordt een productieplan om het half jaar of om het jaar opnieuw bijgesteld en aangepast aan de ontwikkelingen die zich op de markt of binnen het management hebben voorgedaan. Op het strategisch niveau wordt met geaggregeerde gegevens gewerkt, bijvoorbeeld resulterend in vraaggegevens per productgroep of productfamilie. Binnen het strategisch niveau is geen behoefte aan gedetailleerde gegevens. De meerwaarde hiervan is gering en bovendien zijn gedetailleerde gegevens niet voorhanden op het strategisch niveau vanwege de toekomstige onzekerheid.
De capaciteitsplanningsmethode die op het strategisch niveau wordt gebruikt is de resource planning. De resource planning bevat de kritische resources met bijbehorende capaciteiten over de lange termijn. Kritische resources worden hierbij gedefinieerd als resources die structureel of incidenteel een bottleneck in het primair proces vormen. De capaciteiten van identieke resources worden samengenomen tot één geaggregeerde capaciteit. Niet kritische capaciteiten zijn van minder belang op het strategische niveau. De gevraagde hoeveelheden op aggregaatniveau komen uit het verkoopplan. In de resource planning worden de gevraagde hoeveelheden omgezet naar benodigde manuren, benodigde opslagruimte en benodigde machine-uren. Problemen ontstaan wanneer de gevraagde capaciteit over de lange termijn hoger is dan de geboden capaciteit of wanneer sprake is van onnodige overcapaciteit. Hierdoor is een onderneming genoodzaakt om capaciteitsmaatregelen te nemen of om doelstellingen met betrekking tot strategie, kosten en leverbetrouwbaarheid in het gameplan te wijzigen.
Bij het nemen van de capaciteitsmaatregelen speelt de strategie van een onderneming een belangrijke rol. Olhager, Rudberg en Wikner [11] onderscheiden een drietal strategieën ten aanzien van het capaciteitsbeleid op het strategisch niveau. Hoofdzakelijk hebben deze strategieën betrekking op het standpunt van de onderneming ten aanzien van een capaciteitsoverschot of juist een capaciteitstekort. De timing en de omvang van de capaciteit spelen hierin een belangrijke rol. De eerste strategie is de leading strategie, waarbij de onderneming te allen tijde genoeg capaciteit heeft om aan de vraag vanuit de markt te voldoen (zie figuur 3.4). De leading strategie wordt vaak gehanteerd wanneer de factor leverbetrouwbaarheid van belang is om klanten in een markt te winnen.
De leading strategie gaat gepaard met hoge kosten. Ondernemingen, die opereren in een markt waarbij de prijs de belangrijkste factor is, zullen daarom voor een lag strategie kiezen. Figuur 3.5 laat zien dat bij een lag strategie de gevraagde capaciteit altijd hoger is dan de geboden capaciteit. Deze situatie leidt tot een hoge benuttingsgraad, waardoor de kosten relatief laat zijn. De flexibiliteit en de doorlooptijd zullen echter negatief worden beïnvloed door de hoge bezettingsgraad. In de praktijk is het vaak niet wenselijk of mogelijk om één van de genoemde strategieën te hanteren. Ondernemingen maken een afweging, waarbij de voor- en nadelen van beide uitersten een rol spelen. Het kiezen van een middenweg wordt de tracking strategie genoemd. Bij de tracking strategie wordt gestreefd naar het minimaliseren van het verschil tussen de vraag en het aanbod.
Volume
Time
= Capaciteit = Demand
Vanuit deze strategieën nemen organisaties maatregelen met betrekking tot de beschikbare capaciteit. De
capaciteitsmaatregelen op het strategische niveau laten zich kenmerken door een lange doorlooptijd
voordat ze ter beschikking van een onderneming komen. Investeringen in nieuwe machines of het opzetten van een extra productielocatie zijn hier goede voorbeelden van. Bij het toetsen van het verkoopplan aan de resource planning kunnen zich een tweetal situaties voordoen: een tekort aan capaciteit of een overschot aan capaciteit.
In het geval van een capaciteitstekort staat een onderneming enerzijds voor de keuze om het capaciteitstekort te accepteren en de doelstellingen met betrekking tot de leverbetrouwbaarheid en gewenste marktontwikkelingen bij te stellen. Dit kan het geval zijn bij ondernemingen die handelen vanuit een lag strategie. Anderzijds kan een organisatie besluiten om te investeren in de interne capaciteit of de externe capaciteit. Het overgaan tot dergelijke beslissingen zal door een leading strategie worden gevoed. Een uitbreiding van de interne capaciteit kan bestaan uit het aanschaffen van nieuwe machines, het uitbreiden van de personele capaciteit of het investeren in een extra productielocatie.
Uit de capaciteitstoets van de resource planning kan ook naar voren komen dat een organisatie op de lange termijn met een capaciteitsoverschot te maken krijgt. De afweging die hierbij speelt is het accepteren van het capaciteitsoverschot (leading strategie) of het nemen van maatregelen, teneinde het capaciteitsoverschot te reduceren (lag strategie). Een acceptatiebeslissing leidt tot hoge kosten en een toenemende flexibiliteit en leverbetrouwbaarheid door het capaciteitsoverschot. Het alternatief voor de acceptatiebeslissing is het reduceren van het capaciteitsoverschot. Enerzijds kan een onderneming het capaciteitsaanbod verlagen, anderzijds kan de capaciteitsbehoefte worden vergroot. Maatregelen die de capaciteit beperken kunnen bestaan uit het afstoten van machines en het verminderen van de personele capaciteit. Vanuit de vraagzijde bestaat de mogelijkheid om middels inbesteden en promotie-activiteiten de vraag te verhogen. De prognoses in het verkoopplan dienen hierop te worden gecorrigeerd.
Vanuit een iteratief proces met de resource planning, het verkoopplan en het game plan wordt het definitieve productieplan opgesteld. Naast de te produceren hoeveelheden bevat het productieplan financieel gerelateerde gegevens, vastgelegd in budgetten. Zo wordt vastgelegd hoeveel personele capaciteit ingezet dient te worden en hoeveel machinecapaciteit nodig is om het productieplan ten uitvoer te brengen. Daarnaast kunnen ook toegestane voorraadniveaus worden vastgelegd in het budget. Mede op basis van de budgettaire gegevens worden de kostprijzen bepaald. Van belang is dat het uiteindelijke productieplan voldoet aan het verkoopplan. Bij organisaties die te maken hebben met sterke seizoensinvloeden kan het productieplan afwijken van het verkoopplan. Gedurende een bepaalde periode hebben dergelijke bedrijven een tekort aan capaciteit en de rest van het jaar een capaciteitsoverschot. Teneinde vraag en aanbod op elkaar af te stemmen worden aggregaatvoorraden aangelegd, zodat de vraag en het aanbod van elkaar worden ontkoppeld. Op het strategisch niveau dienen de voorraden in het budget te worden vastgelegd. Fabrikanten van bijvoorbeeld ijslolly’s en regenlaarzen zijn illustratief voor deze situatie.
Het belangrijkste doel van de relatie tussen resource planning en het productieplan wordt door Vollmann [14] gezien als het kunnen uitvoeren van “what – if” scenario’s. Een onderneming die over deze functionaliteit beschikt is in staat om doelstellingen en strategieën in een vroegtijdig stadium te toetsen aan de beschikbaarheid van resources. Deze constatering geeft vanuit de theorie draagvlak voor het CPM project.
Volume
Time
= Capaciteit = Demand
