Logistieke beheersing van een vraaggestuurde assemblagelijn

(1)

Logistieke beheersing van een vraaggestuurde assemblagelijn

De ontwikkeling en implementatie van een logistiek besturingsconcept voor de SI-62/SI-68 lijn

bij Neopost Industrie B.V.

Lars Kalk

(2)

Logistieke beheersing van een vraaggestuurde assemblagelijn

De ontwikkeling en implementatie van een logistiek besturingsconcept voor de SI-62/SI-68 lijn

bij Neopost Industrie B.V.

Afstudeerscriptie in het kader van de vijfjarige variant van de studie Technische Bedrijfswetenschappen, afstudeerrichting Proces Technologie,

aan de Faculteit Bedrijfskunde van de Rijksuniversiteit Groningen.

L. Kalk

Studentnummer: 1143387

3 maart 2005

Neopost Industrie B.V.

Drachten

Afstudeerbegeleiders:

Dr. ir. D.J. van der Zee Dr. ir. J. Slomp

Bedrijfsbegeleiders:

Ing. D. Baarda Ir. A. Rietveld

De auteur is verantwoordelijk voor de inhoud van het afstudeerverslag; het auteursrecht van het afstudeerverslag berust bij de auteur.

(3)

Voorwoord

U staat op het punt om mijn afstudeerscriptie te gaan lezen, al dan niet in zijn geheel. Voor dat u zich stort op de wereld van Demand Flow, assemblagelijnen, besturing en dergelijke, wil ik van het voorwoord gebruik maken voor het plaatsen van een persoonlijke noot.

Deze afstudeerscriptie is het sluitstuk van de studie Technische Bedrijfswetenschappen aan de Rijksuniversiteit Groningen, waarvan ik het vijfjarige programma heb gevolgd. Het negen maanden durende afstudeeronderzoek is de eerste ‘echte’ gelegenheid om aan de slag te gaan en een deel van de opgedane kennis in de praktijk toe te passen. Dit onderzoek bood mij daarbij de unieke kans om die kennis niet alleen in de vorm van een scriptie aan het bedrijf te leveren, maar ook om de uitkomsten meteen op de werkvloer in te voeren.

Hiervoor wil ik Dirk Baarda bedanken; in de eerste plaats voor het aanbieden van de opdracht maar ook voor de mogelijkheid om het project te mogen uitvoeren. Mijn dank gaat ook uit naar Arnout Rietveld, die later als tweede begeleider werd toegevoegd aan het onderzoek. Verder wil ik Johan Bos, de teamleider van de lijn, bedanken voor de goede samenwerking tijdens het project. De collega’s van de afdeling New Products & Processes, en in het bijzonder Hans, Gjalt, Henk, Sietse en Arnout, wil ik bedanken voor de leuke werksfeer. Ook wil ik mijn student-collega’s bedanken; allereerst Kaspar voor de samenwerking, en Bart en Marjanne voor de gezellige lunches en bus- en autoritjes op en neer naar Drachten.

Terugblikkend op het onderzoek kan ik concluderen dat het een leerzame periode is geweest. Zoals bijna elke afstudeerder liep ik menig moment vast en was ik zoekende naar antwoorden op een heleboel vragen. Met hun adviezen en kritische opmerkingen hebben mijn begeleiders van de universiteit, Durk-Jouke van der Zee en Jannes Slomp, mij geholpen het onderzoek in goede banen te leiden. Hiervoor mijn bijzondere dank.

Tot slot wil ik de mensen die mij al 24 jaar bijstaan bedanken, mijn ouders.

Groningen, februari 2005 Lars Kalk

I hear and I forget, I see and I remember, I do and I understand (Confucius)

(4)

Samenvatting

Bij Neopost Industrie B.V. worden de twee belangrijkste producten uit hun assortiment, de nieuwe SI-62 en de SI-68 enveloppevulmachines, op één productielijn geassembleerd.

Vanwege fluctuaties in de vraag, de hoge kostprijs van het product, het hoge aantal varianten en de veelvuldige technische wijzigingen is besloten door het management om deze producten op klantorder te assembleren. Het management streeft naar een assemblagelijn waarmee het product efficiënt, snel en met een hoge kwaliteit wordt geproduceerd.

In samenwerking met TNO is in 2003 een lijn ontwikkeld waarin meer stations dan mensen aanwezig zijn en waarin er sprake is van een beperkte buffercapaciteit tussen de stations.

Elk station kent zijn specifieke taak en moet voor alle producten worden uitgevoerd. Elke taak bestaat uit een aanzienlijk aantal handelingen. De taken per station zijn dan ook van een relatief lange duur (circa tien minuten). Een lijn als deze biedt de mogelijkheid om de output van de lijn eenvoudig aan te passen aan de marktvraag, door het inzetten van meer of minder mensen. Hoewel het principe eenvoudig is, blijkt de uitvoer een aantal operationele vraagstukken op te werpen.

Om antwoord te krijgen op deze vraagstukken heeft Neopost Industrie B.V. twee onderzoeken laten uitvoeren. Het ene onderzoek is gericht op de arbeidsinrichting: op welke wijze dienen de medewerkers samen te werken? Dit onderzoek is door Kaspar van den Brink uitgevoerd. Dit rapport betreft het tweede onderzoek en is gericht op de logistieke beheersing van de lijn. Vanaf de start van de lijn zijn de prestaties gevolgd, met de conclusie dat deze achterbleven ten opzichte van de doelstellingen. Omdat de verwachting van het management was dat hiervan een deel werd veroorzaakt door het ontbreken van een geschikte logistieke besturing, is het doel van dit onderzoek:

Het ontwikkelen en implementeren van een logistiek besturingsmodel voor de SI-62/SI-68 assemblagelijn, teneinde de efficiency met tenminste tien procentpunt te verhogen.

Om dit doel te bereiken is de volgende onderzoeksvraagstelling opgesteld:

Hoe ziet een geschikt besturingsmodel eruit voor de SI-62/SI-68 onderframe assemblagelijn gegeven de huidige situatie en de eisen van NIBV en hoe kan deze worden geïmplementeerd?

De eerste stap in het onderzoek was het opstellen van een logistiek besturingsmodel. In dit model zijn de beslissingsfuncties opgenomen om tot een geschikte inrichting van de besturing voor een vraaggestuurde assemblagelijn te komen. Deze beslissingen zijn in grofweg twee groepen in te delen. Als eerste moeten beslissingen worden genomen over de instellingen waarmee een lijn gaat draaien. Dit zijn de offline besturingsvraagstukken. In dit onderzoek gaat het om de bezettingsplanning (hoeveel capaciteit moet ingezet worden gegeven de marktvraag) en de worker assignment policy (hoe moeten monteurs worden ingezet). Ten tweede moeten beslissingen worden genomen over hoe de lijn bestuurd moet worden als deze operationeel is. Deze online besturingsvraagstukken betreffen het werkorder vrijgave mechanisme (beheersen van het onderhanden werk), de deployment strategy (het selecteren van een taak) en hoe te reageren op uitzonderingen.

De beslissingen die worden genomen in het besturingsmodel hebben invloed op factoren als de (beheersing van de) doorlooptijd, het onderhanden werk en de benuttingsgraad van operators. Deze bepalen hoe de lijn presteert. Het ontwikkelde model ziet er als volgt uit.

(5)

Voor een bepaalde periode zijn de prestaties van de lijn voor het onderframe gemeten.

Voorafgaand aan deze periode waren er veel verstoringen waardoor gegevens niet als betrouwbaar genoeg te beschouwen zijn om een analyse uit te voeren. Uit de beoordeling aan de hand van eigen metingen blijkt dat het gemiddelde efficiencyniveau in die periode, specifiek voor de lijn, op 81,5 % lag. De doelstelling voor de efficiency is een niveau van tenminste 90 %, en daarom is geanalyseerd waardoor deze verlaagde efficiency wordt veroorzaakt. De kern van het probleem is terug te voeren op het ontbreken van een helder besturingsconcept. Het huidige concept kenmerkt zich door::

− Teveel menskracht wordt toebedeeld gelet op de norm.

− Er wordt geen rekening gehouden met de productmix.

− Verstoring door glijdende werktijden.

− Verstoring door rookpauzes.

− Er wordt geen rekening gehouden met inleer effecten.

− Geen duidelijk mechanisme; willekeurige inbreng van orders.

− ‘Einde van de dag regel’ verloop onderhanden werk niveau.

− Niet goed uitvoerbaar door een te hoge totale werklast

− Stuurregels onbekend bij monteurs.

− Verkeerde keuzes leiden tot blokkering en leegloop.

− Variabiliteit en heterogeniteit wordt niet effectief gedempt.

Herontwerp

Om de totale werklast te beperken is de lijn in drie delen opgedeeld. Elk deel van de lijn vormt een team met de bijbehorende voormontage stations. De lijnmonteurs moeten alle stations in hun team kunnen beheersen. Extra flexibiliteit kan worden gecreëerd door voormonteurs op een deel van de stations in de lijn in te zetten. Hiermee kunnen verstorende effecten als de glijdende werktijden en rookpauzes worden opgevangen. Hiermee moet gewaarborgd worden dat er voldoende bezetting is.

Leverprestaties

Efficiency Benuttingsgraad

(Beheersing) Doorlooptijd

(Beheersing) OHW niveau

beïnvloedt beïnvloedt

Prestatiedoelen Besturingsmodel

Operationele beslissingsfuncties

Bezettings- planning

Worker

assignment policy

Offline

Deployment strategy

Uitzonderingen

Online

Werkordervrijgave mechanisme

Factoren

(6)

Om het onderhanden werk niveau te beheersen moet een mechanisme worden ingevoerd waarmee de inbreng van nieuwe werkorders wordt gereguleerd. Er is gekozen om op basis van de takttijd nieuwe orders in te brengen en af te leveren. Omdat de lijn in drie, niet overlappende teams is opgedeeld, zal deze regel per team worden toegepast. Daardoor wordt ook de productstroom tussen de teams beheerst. Binnen het team moeten de aanwezige monteurs (variërend afhankelijk van de marktvraag) ervoor zorgen dat binnen de takttijd (die ook varieert met de marktvraag) een product wordt geleverd door het team en wordt ingebracht door het team. Om het ritme van de takttijd aan te geven zijn op drie plekken in de lijn monitoren opgehangen. Binnen het team moeten de monteurs zelf bepalen welk station ze gaan bedienen als ze maar aan de takttijd regel voldoen.

De verwachting is dat met de nieuwe inrichting van de besturing voor de lijn van het onderframe twee monteurs minder ingezet hoeven te worden. Dit komt neer op een besparing van circa 50.000 per jaar (bij een gemiddelde marktvraag van 25 producten per dag). Omdat wordt verwacht dat de nieuwe manier van werken rust en ritme voor de monteurs opbrengt, zijn hier de grootste opbrengsten te realiseren. Bij een hogere betrokkenheid is de verwachting dat de kwaliteit van het werken en het product stijgt.

Implementatie

In de laatste drie maanden van het onderzoek is het voorstel uitgewerkt en ingevoerd. Het personeel is uitleg gegeven over de veranderingen en er is uitgebreid aandacht besteedt aan de nieuwe werkwijze. Door middel van toelichten, inwerken en intensieve begeleiding gedurende de eerste weken is de nieuwe werkwijze gerealiseerd. Belangrijke voorwaarde was dat de verandering geen negatieve invloed op de prestatie-indicatoren mocht hebben.

Het is op het moment van dit schrijven nog te vroeg om een definitieve conclusie te verbinden aan eventuele verbeteringen door de verandering. Metingen door NIBV tonen aan dat het efficiencyniveau echter boven de doelstelling van 90 % ligt. De eerste signalen afkomstig van de monteurs zijn positief te noemen.

(7)

Inhoudsopgave

HOOFDSTUK 1 INLEIDING ...1

1.1AANLEIDING MONTAGE 2004...1

1.2MONTAGE 2004 ...1

1.3AANLEIDING ONDERZOEK...2

1.4OPBOUW VERSLAG...2

HOOFDSTUK 2 PROBLEEMSTELLING EN ONDERZOEKSOPZET ...3

2.1TWEE ONDERZOEKEN, ÉÉN RESULTAAT...3

2.2PROBLEEMVERKENNING...3

2.3PROBLEEMSTELLING...4

2.3.1 Doelstelling ...4

2.3.2 Vraagstelling...4

2.3.3 Deelvragen ...4

2.3.4 Randvoorwaarden ...5

2.4ONDERZOEKSOPZET...6

HOOFDSTUK 3 THEORETISCH KADER ...7

3.1LEAN MANUFACTURING &DEMAND FLOW...7

3.2VOLUMEFLEXIBELE ASSEMBLAGESYSTEMEN...8

3.3INRICHTING VAN MANUELE ASSEMBLAGESYSTEMEN...8

3.3.1 Takttijd...9

3.3.2 Totale bewerkingstijd ...10

3.3.3 Het aantal bewerkingsstations ...10

3.3.4 Continu versus intermitterend ...10

3.3.5 Buffers ...10

3.4LOGISTIEKE BESTURING...10

3.5HET BESTURINGSMODEL...12

3.5.1 Bezettingsplanning ...12

3.5.2 Worker assignment policy...12

3.5.3 Werkorder vrijgave mechanisme...12

3.5.4 Deployment strategy...12

3.5.5 Uitzonderingen ...13

3.5.6 Het model ...13

3.8SAMENVATTING...15

HOOFDSTUK 4 BESCHRIJVING VAN HET ASSEMBLAGEPROCES ...16

4.1PRIMAIR PROCES...16

4.2PRODUCTEN SI-62&SI-68...17

4.3INRICHTING ASSEMBLAGELIJN...18

4.3.1 Onderframe ...19

4.3.2 Subassemblage stations...21

4.3.3 Bovenframe ...21

4.3.4 Eindafstellen, inblikken & inpakken...21

4.4LOGISTIEKE BESTURING...21

4.4.1 Logistieke beheersing op fabrieksniveau ...21

4.4.2 Logistieke besturing op afdelingsniveau ...22

4.4.3 Logistieke besturing onderframe assemblagelijn ...23

4.5ARBEIDSORGANISATIE...25

4.5.1 Teamleider...25

4.5.2 Monteurs ...25

4.5.3 Regeltaken ...26

4.5.4 Werktijden & pauzes...26

(8)

4.6SAMENVATTING...26

HOOFDSTUK 5 PROBLEEMANALYSE ...27

5.1BEOORDELING...27

5.1.1 Metingen...27

5.1.2 Efficiency ...27

5.1.3 Leverprestaties ...28

5.1.4 Samenvatting...29

5.2ANALYSE...29

5.2.2 Worker assignment policy...31

5.2.3 Ordervrijgave mechanisme ...31

5.2.4 Deployment strategy...32

5.2.6 Conclusie...32

5.2.7 Discussie ...34

5.3ONTWERPSPECIFICATIES...34

HOOFDSTUK 6 ALTERNATIEVEN ...35

6.1BEZETTINGSPLANNING...35

6.2WORKER ASSIGNMENT POLICY...35

6.1.1 Niveau van cross-training ...35

6.1.2 Chaining ...35

6.1.3 Effect van variatie in de vraag...36

6.1.4 Conclusie...37

6.2WERKORDER VRIJGAVE MECHANISME...37

6.2.1 Push controle...37

6.2.2 Pull controle...37

6.2.3 Constant onderhanden werk niveau ...38

6.2.4 Takttijd sturing ...38

6.2.5 Resumé ...38

6.3DEPLOYMENT STRATEGY...38

6.3.1 Statische stuurregels versus dynamische stuurregels...39

6.3.2 Dynamische stuurregels ...39

6.5DISCUSSIE...40

HOOFDSTUK 7 ONTWERP...41

7.1SELECTIE...41

7.1.2 Assignment policy...41

7.1.3 Werkorder vrijgave mechanisme...42

7.1.4 Worker deployment strategy ...43

7.1.5 Uitzonderingen ...43

7.2TAKTTIJD STURING IN DE PRAKTIJK...44

7.3SAMENVATTING INTEGRAAL ONTWERP...45

HOOFDSTUK 8 IMPLEMENTATIE ...47

8.1PROJECTPLAN...47

8.1.1 Projectinhoud...47

8.1.2 Beheersplannen ...47

8.2UITVOERING...48

8.3EVALUATIE...49

8.3.1 Niet ingevoerd ...49

8.3.2 Het werken met een takttijd ...50

8.3.3 Weerstand ...50

(9)

8.3.4 Voorlopige resultaten...50

HOOFDSTUK 9 CONCLUSIES & AANBEVELINGEN...52

9.1CONCLUSIES...52

9.1.1 Theoretisch kader en het besturingsmodel ...52

9.1.2 Inrichting en besturing huidige situatie ...53

9.1.3 Analyse...53

9.1.4 Herontwerp ...54

9.1.5 Implementatie ...54

9.2AANBEVELINGEN...54

LITERATUURLIJST...56

(10)

Hoofdstuk 1 Inleiding

Ondanks een slechte algemene economische situatie kent Neopost Industrie BV, vanaf nu NIBV genaamd, de laatste jaren een aanzienlijke toename van de omzet. Dit betekent echter niet dat deze groeiende organisatie achterover leunend kan genieten van haar succes. NIBV heeft een leidende positie in de markt voor enveloppevulmachines. Het ontwikkelen van nieuwe producten volgens de principes van Concurrent Engineering moet ervoor zorgen dat deze leidende positie gehandhaafd blijft. Vanuit Manufacturing ondersteunt de afdeling New Products & Processes (NPP) deze productontwikkeltrajecten door het zoeken naar nieuwe productie- en assemblagetechnieken. Daarnaast wordt continu gekeken naar het optimaliseren van de huidige processen. Dit alles moet leiden tot producten die tegen een zo laag mogelijke kostprijs, korte levertijden en een perfecte kwaliteit aan de klant worden geleverd. Niet alleen om de concurrentiestrijd aan te gaan met de andere producenten van enveloppevulmachines, maar tegenwoordig ook met de lagelonenlanden waar (deel)bewerkingen uitbesteedt kunnen worden.

Het project Montage 2004 is in juli 2003 gestart om concurrent met het project Orion een nieuwe assemblagelijn te ontwikkelen en op te zetten. In dit inleidende hoofdstuk zal de context van het afstudeeronderzoek geschetst worden door allereerst in te gaan op de aanleiding van het project Montage 2004. In paragraaf 1.2 komt het verloop van Montage 2004 aan bod. In paragraaf 1.3 wordt vervolgens de aanleiding van dit onderzoek gegeven.

Het hoofdstuk wordt afgesloten met een beschrijving van de opbouw van dit rapport.

1.1 Aanleiding Montage 2004

In mei 2004 is de eerste nieuwe enveloppevulmachine met de naam SI-62 (System Inserter) geproduceerd. De SI-62 vervangt de in Frankrijk geproduceerde SI-60. Eén van de eisen van het hoofdkantoor in Parijs, is dat de SI-62 kwalitatief beter moet zijn dan de SI-60. Daarbij moet ten opzichte van de SI-68, waarvan de SI-62 is afgeleid, een kostenreductie van vijftien procent gerealiseerd worden. Op een aantal manieren moest deze kostenreductie worden behaald. Ten eerste door verbeteringen in het productontwerp. Het project Orion, voor het ontwikkelen van de SI-62, heeft dit deel voor haar rekening genomen. Ten tweede moet een verbeterde (fysieke) inrichting van het assemblageproces een productiviteitsverbetering van tien procent opleveren. Hiervoor was het project Montage 2004 verantwoordelijk. En ten derde wordt de productie van enkele halffabrikaten van de SI-62 uitbesteed bij productiebedrijven in China. Dit onderwerp was onderdeel van het project Make-Or-Buy.

1.2 Montage 2004

Omdat het ontwerp van de SI-62 afgeleid is van de SI-68 werd besloten deze twee typen op één, nieuw op te zetten, assemblagelijn te assembleren. Uit de verkoopprognoses kwam de managementeis dat deze lijn maximaal veertig producten van de SI-62 en SI-68 per dag in alle mogelijke uitvoeringen moet kunnen produceren. Dit zijn voor NIBV begrippen hoge aantallen. Nog niet eerder werden zulke aantallen producten geproduceerd. Het project is daarbij aangegrepen als een goede gelegenheid om een nieuw assemblageconcept te introduceren, vooruitlopend op de eventuele introductie van productieconcepten als Lean Manufacturing.

Het projectteam Montage 2004, onder leiding van de Manufacturing Manager, toen Manager Manufacturing Support, kreeg de opdracht om gegeven deze eis allereerst tot een geschikt assemblageconcept te komen. Dit concept is uitgewerkt tot een ontwerp van de lay-out, dat uiterlijk in februari 2004 gerealiseerd moest zijn. In samenwerking met TNO Arbeid en TNO Industrie werd dit nieuwe concept ontwikkeld.

(11)

Hoofdstuk 1 Inleiding

In de oorspronkelijke lijn was sprake van een slechte doorstroming van klantorders, veel niet- waarde toevoegende handelingen en niet optimaal ingerichte werkplekken. Wijzigingen in productieaantallen leidden tot tijdrovende, kostbare omstellingen zoals het herbalanceren van werkplekken en herdefiniëren van materiaallocaties. De nieuwe lijn is opgezet met de principes van ‘Demand Flow’, waarbij balancering en doorstroming in de lijn wordt gewaarborgd door ‘In-Process-Kanban’ en ‘Flexing’.¹ (Deze begrippen worden in hoofdstuk vier nader toegelicht). Materiaaluitgifte naar de lijn loopt volgens de behoefte van het assemblageproces. Voor de definitie van benodigde hulpmiddelen en materiaallocaties zijn ergonomie simulaties uitgevoerd met de ‘Ergomix’. Naast een verwachte productiviteitsverbetering van ca. 10% wordt bovendien ook verwacht dat het ziekteverzuim daalt door verbetering van de ergonomie van de werkplekken.

Het opzetten van de lijn is eind februari 2004 afgerond en begin maart is de oude lijn voor de SI-68 opgeheven en verhuisd naar de nieuwe situatie.

1.3 Aanleiding onderzoek

In aanloop naar deze verhuizing is contact geweest tussen NIBV en de faculteit Bedrijfskunde van de Rijksuniversiteit Groningen over de mogelijkheden om ondersteuning te krijgen bij het verder ontwikkelen van de nieuwe lijn door middel van twee afstudeeronderzoeken. De invulling aan de nieuwe werkwijze bij dit concept was in Montage 2004 onderbelicht, en de verwachting van het management was dat op dit gebied nog een optimalisatieslag te maken was.

Voor de aanvang van beide afstudeeronderzoeken is een selectie van mogelijke onderzoeksthema’s gemaakt. Uit deze brede selectie is door het management van NIBV aangeduid dat de volgende twee thema’s aandacht nodig hebben: (1) de logistieke beheersing en (2) de arbeidsinrichting van de lijn. Dit onderzoek behandelt het eerste onderwerp: de logistieke beheersing. Het onderzoek van Kaspar van den Brink richt zich op de arbeidsinrichting: een manier van samenwerken door de monteurs met de bijbehorende besturingsregels en informatie (Van den Brink, 2005).

1.4 Opbouw verslag

De rest van dit rapport is als volgt opgebouwd. In het volgende hoofdstuk wordt de probleemstelling en de onderzoeksopzet gegeven. In hoofdstuk drie wordt het theoretisch kader beschreven en een besturingsmodel opgesteld. Een probleemgerichte beschrijving van de huidige situatie vindt plaats in hoofdstuk vier. De beoordeling en analyse van de huidige situatie is het onderwerp in hoofdstuk vijf. Een theoretische verkenning van alternatieven wordt uitgevoerd in hoofdstuk zes. Op basis hiervan wordt in hoofdstuk zeven het herontwerp voor de logistieke beheersing opgesteld. Een verslag van de implementatie is te vinden in hoofdstuk acht. Tot slot komen de conclusies en aanbeveling in hoofdstuk negen aan bod.

N.B. Voor de lezers die onbekend zijn met NIBV wordt voor een algemene introductie van NIBV, de organisatie en haar producten, verwezen naar bijlage A.

1Bron: http://www.ind.tno.nl/product/cases_flexible_factory.pdf (15-12-2004)

(12)

Hoofdstuk 2 Probleemstelling en onderzoeksopzet

In dit hoofdstuk zal worden beschreven wat het doel van dit onderzoek is; wat beoogt het op te leveren. Dit onderzoek is gelijktijdig uitgevoerd met het onderzoek van Kaspar van den Brink. Hoe dit is georganiseerd is het onderwerp van paragraaf 2.1. Gevolgd door een korte probleembeschrijving. Hierna komt in paragraaf 2.3 de probleemstelling aan bod. Als laatste zal in dit hoofdstuk worden ingegaan op de aanpak van het onderzoek.

2.1 Twee onderzoeken, één resultaat

Zoals naar voren is gekomen is de omvang van de aangewezen onderzoeksthema’s dusdanig dat twee parallel lopende onderzoeken zijn uitgevoerd. Beide onderzoeken zijn gericht op hetzelfde onderzoeksgebied en de onderwerpen hangen met elkaar samen. Het gezamenlijke doel van de onderzoeken is om tot één integrale oplossing te komen. Bij het komen tot dit ontwerp is nauw samengewerkt. De eisen in het ene onderzoek vormen de voorwaarden voor het andere onderzoek. Het ontwerp is in de laatste drie maanden van het onderzoek ingevoerd. Onderstaand figuur geeft schematisch weer hoe beide onderzoeken samenhangen.

2.2 Probleemverkenning

De start van dit onderzoek viel samen met de start van de lijn. Vanaf het begin van dit onderzoek konden de ontwikkelingen in de prestaties van de lijn gevolgd worden. De problemen die in het begin aan het oppervlak kwamen waren vooral van praktische aard of hadden een duidelijk aanwijsbare oorzaak. Voorbeelden hiervan zijn aanpassingen aan de faciliteiten, herbalanceren van de werklast, aanpassen van de werkinstructies en dergelijke.

De meeste van deze problemen werden vrij snel opgelost. Toch zette met het oplossen van deze problemen de stijging van het presteren van de lijn niet direct door tot het gewenste niveau.

De prestatie-indicatoren vertoonden een langzame groei en bleven achter bij het verwachte niveau. Het foutenpercentage lag ten opzichte van de oude situatie gemiddeld twee maal zo hoog en de efficiency (de verhouding van het werkelijk ingezette aantal monteurs ten opzichte van het verwachte aantal in te zetten monteurs) van de afdeling lag in de eerste vier maanden gemiddeld tussen zestig en zeventig procent. Begin augustus steeg de gemiddelde efficiency naar circa tachtig procent. De doelstelling van het management voor het efficiencyniveau is minimaal negentig procent. Het prestatieniveau lag dus onder het gewenste niveau.

Aan de inrichting van de lijn was voldoende aandacht besteedt; de werkplekken zijn zo opgezet dat de fysieke belasting minimaal is, onderdelen en gereedschappen zijn binnen

Implementatie Onderzoek

Lars Kalk

Onderzoek Kaspar van den Brink

Figuur 2.1: twee onderzoeken, integraal ontwerp & implementatie Ontwerp log.

besturing

Ontwerp arbeidsinrichting

Integraal ontwerp

(13)

handbereik. De meeste niet-waarde toevoegende handelingen zijn ten opzichte van de oude situatie geëlimineerd. Het gevoel ontstond dat voor een deel het achterblijvende presteren werd veroorzaakt door het ontbreken van een eenduidige en efficiënte besturing van de lijn.

2.3 Probleemstelling

De probleemstelling bepaalt het kader en de inrichting van het onderzoek en is samengesteld uit vier facetten:

Doelstelling

Vraagstelling

Deelvragen

Randvoorwaarden

Deze facetten zullen achtereenvolgens worden behandeld.

2.3.1 Doelstelling

De doelstelling geeft aan wat onderzocht wordt en waarom het wordt onderzocht. In de loop van het onderzoek is toestemming gegeven om het gezamenlijke ontwerp te implementeren.

Dit meenemende kan de doelstelling van dit onderzoek als volgt worden geformuleerd.

Operationalisering en definiëring van de begrippen:

Logistiek

besturingsmodel:

- Het besturingsmodel geeft de beslissingsfuncties weer om een geschikte toewijzing van het personeel, het vrijgeven van orders en het verrichten van werkzaamheden te bepalen voor een assemblagesysteem die volgens de principes van Demand Flow opereert.

Efficiency: - Het werkelijke offer ten opzichte van het verwachte offer.

2.3.2 Vraagstelling

De vraagstelling is een specifiekere invulling van de vraag: ‘hoe wordt de doelstelling bereikt?’. Wat wil je weten en wat moet gedaan worden om de doelstelling te bereiken. De algemene vraagstelling voor dit onderzoek luidt als volgt:

2.3.3 Deelvragen

De algemene vraagstelling is breed geformuleerd en in die vorm moeilijk beantwoordbaar.

Om systematisch antwoord te kunnen geven op de vraagstelling is deze opgedeeld in een aantal deelvragen.

1. Hoe ziet het logistieke besturingmodel eruit voor dit type assemblagesystemen?

Als basis voor de rest van het onderzoek zal eerst een generiek model ontwikkeld worden voor de besturing van een assemblagelijn die volgens Demand Flow opereert.

Het ontwikkelen en implementeren van een logistiek besturingsmodel voor de SI-62/SI-68 assemblagelijn, teneinde de efficiency met tenminste tien

procentpunt te verhogen.

Hoe ziet een geschikt besturingsmodel eruit voor de SI-62/SI-68 onderframe assemblagelijn gegeven de huidige situatie en de eisen van NIBV en hoe kan deze

worden geïmplementeerd?

(14)

2. Op welke wijze is de huidige assemblagelijn ingericht en wordt deze bestuurd?

Uit deze vraag moet een volledige en probleemgerichte beschrijving van het probleemgebied volgen. Deze beschrijving zal aan de hand van het besturingsmodel uit deelvraag één worden gedaan.

3. Welke problemen doen zich voor en hoe worden deze veroorzaakt?

Het antwoord op deze vraag moet inzicht geven in de probleemkluwen. Als eerste zal de lijn op zijn prestatiedoelen worden beoordeeld. Met behulp van een analyse van de ‘standen’ van de verschillende besturingsparameters kan een uitspraak over de oorzaken van het ongewenste presteren worden gedaan.

4. Hoe moet de besturing ingericht worden, gegeven de ontwerpspecificaties?

De uitkomsten van de analyse kunnen worden vertaald in ontwerpspecificaties voor een herontwerp. Door middel van een theoretische verkenning zal gezocht worden naar alternatieven om de verschillende besturingsparameters uit het besturingsmodel in te stellen. Hierbij wordt ook rekening gehouden met de uitkomsten van het onderzoek van Kaspar van den Brink.

5. Wat was de aanpak van het implementatieproject, welke problemen zijn daar bij opgetreden en hoe zijn deze opgelost?

In de laatste fase van het afstudeeronderzoek is het gezamenlijke ontwerp ingevoerd.

Bij deze deelvraag zal een evaluatie van dit project worden gegeven. De inrichting en verloop van het project wordt beschreven. Wat waren de hindernissen bij het invoeren van deze verandering en hoe is hier mee omgegaan?

2.3.4 Randvoorwaarden

De randvoorwaarden geven de beperkingen waaraan onderzoeksresultaten en methoden onderhevig zijn. Het betreft productrandvoorwaarden en procesrandvoorwaarden. (De Leeuw, 2001, p. 85)

Procesrandvoorwaarden:

• Het onderzoek moet in ongeveer negen maanden voltooid worden. Het onderzoek is gestart op 22 maart 2004 en zal daarom afgerond worden eind december 2004.

• Met de begeleiders binnen NIBV vindt een wekelijks overleg plaats over de voortgang van het onderzoek.

• Het onderzoek loopt simultaan aan het onderzoek van Kaspar van den Brink.

• De afstudeerstage dient afgesloten te worden met een implementatie of experiment van het ontwerp.

Productrandvoorwaarden:

• Dit onderzoek zal zich voornamelijk richten op de logistieke besturing van de lijn.

• Dit onderzoek richt zich alleen op de SI-62/SI-68 assemblagelijn, en specifiek de lijn voor het assembleren van het onderframe (zie paragraaf 4.1). Het onderframe is het grootste onderdeel van het product en de lijn waarop het wordt geassembleerd is de ruggengraat van de afdeling.

• In dit onderzoek worden de beslissingen op tactisch niveau als gegeven beschouwd. Het onderzoek vindt zogezegd op operationeel niveau plaats, en moet een geschikte invulling van deze gemaakte keuzes door het management van NIBV opleveren.

• Het ontwerp uit dit onderzoek moet een geïntegreerd geheel vormen met het ontwerp voortkomende uit het onderzoek van Kaspar van den Brink.

(15)

2.4 Onderzoeksopzet

Dit onderzoek is te typeren als een probleemoplossend onderzoek. Een geschikte aanpak is het DOV-model, dat staat voor Diagnose, Ontwerp en Verandering (De Leeuw, 2001). Een belangrijk onderdeel van dit onderzoek is het ontwikkelen van een besturingsmodel voor de assemblagelijn uit dit onderzoek. Omdat dit model de rode draad van het onderzoek vormt zal dit al eerste worden opgesteld. De daarop volgende fasen zijn afkomstig van de DOV aanpak. De onderzoeksfasen, deelvragen en hoofdstukken zijn aan elkaar gekoppeld, zoals wordt weergegeven in figuur 2.2

In hoofdstuk drie zal vanuit de behandeling van het theoretische kader een logistiek besturingsconcept worden ontwikkeld. Hiermee wordt deelvraag één beantwoord. Het eerste deel van de diagnose, de beschrijving van het probleemgebied, wordt gedaan in hoofdstuk vier. Dit geeft het antwoord op deelvraag twee. De tweede stap in de diagnose is de beoordeling en analyse van de problematiek. In hoofdstuk vijf wordt dus deelvraag drie behandeld. De uitkomsten van de diagnose worden vertaald in een ontwerpdoelstelling en specificaties voor een herontwerp. In hoofdstuk zes wordt op basis van een theoretische verkenning enkele alternatieven voor mogelijke oplossingen opgesteld. Het herontwerp voor een verbeterde vorm van de logistieke besturing wordt in hoofdstuk zeven geselecteerd.

Tevens zal in dat hoofdstuk het integrale ontwerp van beide onderzoeken weergegeven worden. Hoofdstuk zeven is dus gekoppeld aan deelvraag vier. De laatste deelvraag betreft een beschrijving van het implementatieproject en de evaluatie hiervan. Dit is het onderwerp van hoofdstuk acht.

Figuur 2.2: onderzoeksfasering en koppeling aan deelvragen en hoofdstukken Diagnose

Beschrijving

Beoordeling &

analyse

Ontwerp

Ontwerpeisen

Verandering Theoretisch

kader Ontwikkelen besturingsmodel

Oplossings- richtingen Herontwerp

Implementatie

Onderzoeksfasen Deelvraag Hoofdstuk 1

2

3

4

5

3

4

5

6

7

8

(16)

Hoofdstuk 3 Theoretisch kader

Het doel van dit hoofdstuk is tweeledig. Ten eerste zal de theoretische context van het onderzoek geschetst worden. En ten tweede zal het besturingsmodel worden ontworpen.

Het productieconcept Demand Flow, afgeleid van Lean Manufacturing, zal eerst worden belicht. Gegeven de keuze voor deze productiestrategie, wat zijn de karakteristieken van een lijn die volgens Demand Flow opereert? Dit komt aan bod in paragraaf 3.2. De concepten voor het inrichten van een assemblagesysteem worden besproken in paragraaf 3.3. Vanuit een algemene bespreking van logistieke besturing in paragraaf 3.4 zal in paragraaf 3.5 het besturingsmodel worden opgesteld.

3.1 Lean Manufacturing & Demand Flow

Het credo van de productiefilosofie Lean Manufacturing (of Lean Production) is Continuous Improvement, ofwel het continu zoeken van knelpunten, bedenken van oplossingen en doorvoeren van verbeteringen. Om deze verbeteringen te bereiken is een grote verscheidenheid aan methoden en technieken beschikbaar. Lean Manufacturing is meer een denkwijze die toegepast kan worden voor het in de praktijk brengen van deze technieken.

Vijf jaar na de geboorte van Lean, formuleerden Womack e.a. de vijf principes van Lean Thinking die ten grondslag liggen aan het succesvol toepassen van Lean Manufacturing, op basis van een studie uitgevoerd bij vijftig bedrijven over de hele wereld (Womack, 1996, p.

16-26). Deze principes zijn:

1. Specificeer de precieze waarde van elk specifiek product, 2. identificeer de waardestroom van elk product,

3. zorg er voor dat deze waardestroom zonder onderbrekingen ‘stroomt’, 4. laat de klant deze waarde aan de producent onttrekken, en

5. streef naar perfectie.

De waarde van een product wordt door de klant bepaald. En deze wordt uitgedrukt in de karakteristieken van het product en/of de service die door klant als aantrekkelijk worden beschouwd. De waardestroom bestaat uit de stappen in een proces die nodig zijn om het product te realiseren. Veel van deze stappen in het proces zullen waarde toevoegen aan het product. Dat is, ze dragen rechtstreeks bij aan het creëren van die productkarakteristieken, die belangrijk zijn voor een eventuele klant. Per definitie creëren de overige activiteiten dus geen waarde. Deze niet waarde toevoegende activiteiten heten muda. Het Japans voor;

menselijke activiteiten die geen waarde creëren maar wel hulpbronnen verbruiken.

Het laten ‘stromen’ van de waardestroom vereist snelheid en consistentie. Het product moet snel en zonder problemen door het productiesysteem stromen. Het laten onttrekken van waarde door de klant heet Pull Production. Dit betekent het synchroniseren van de productiestroom stroomopwaarts aan de hand van de werkelijke vraag, en niet aan de hand van voorspellingen en arbitrair vastgestelde niveaus van eindvoorraden. Het sluitstuk van de vijf principes van Lean Thinking is het streven naar perfectie. Dit impliceert een zich herhalende, continue cyclus van de eerste vier principes totdat perfectie bereikt is. Men weet nooit wanneer perfectie bereikt is en daarom spreekt men ook wel over de race zonder finishlijn (Nicholas, 1998).

TNO Industrie heeft Demand Flow geïntroduceerd bij NIBV. Demand Flow is een zogenaamde offshoot van Lean Manufacturing en is afkomstig uit de hoek van de consulenten. In de literatuur zijn geen verwijzingen naar Demand Flow (of: Demand Flow

(17)

Technology) te vinden. Op het internet zijn enkele bronnen beschikbaar die hier naar verwijzen².

Deze operationele strategie geeft invulling aan concepten van Lean Manufacturing. Het toepassen van Demand Flow bij de belangrijkste assemblagelijn van NIBV is een eerste stap naar het invoeren van een vernieuwde strategie voor Manufacturing. De kern van Demand Flow is vraag gestuurd produceren, dus zonder een voorraad eindproducten. De nadruk bij Demand Flow ligt, net als bij Lean Manufacturing, op de analyse van het product en het benodigde productieproces, waardoor handelingen die geen waarde toevoegen worden geëlimineerd. Batchgroottes van één en multi-inzetbare medewerkers zorgen ervoor dat flexibel gereageerd kan worden op veranderingen in de vraag naar producten. Hierin verschilt Demand Flow van de Lean benadering, omdat Lean een constante productieafzet nastreeft.

De doelstelling van Demand Flow is het verlagen van de productiekosten en doorlooptijden en het verhogen van de productkwaliteit. De doelstelling voor het verlagen van de productiekosten moet door het verhogen van de productiviteit, oftewel de output per persoon, worden bereikt. Buffergroottes van één moet bijdragen aan het verlagen van de doorlooptijd, door met het verlagen van het onderhanden werk de tijd dat een product niet in bewerking is te minimaliseren.

3.2 Volumeflexibele assemblagesystemen

In deze paragraaf wordt kort ingegaan op de eigenschappen van een lijn die volgens de principes van Demand Flow opereert. Wat maakt deze lijn zo anders dan een ‘traditionele’

productielijn? En wat speelt er bij de besturing van dergelijke lijnen?

De kern zit in de hoge mate van volumeflexibiliteit. Een Demand Flow lijn moet fluctuaties in de vraag kunnen volgen. Bij ‘traditionele’ lijnen wordt de gewenste output van een lijn aangepast door het aantal stations te veranderen en de totale werklast opnieuw te verdelen (herbalanceren) of door de werkduur te veranderen (bijv. overwerken, ploegen). De snelheid waarmee de capaciteit van Demand Flow lijn aangepast kan worden is afhankelijk van het aantrekken en afstoten van personeel. Het aandeel tijdelijke werknemers ligt dan ook hoog.

Een manuele assemblagelijn kent twee capaciteitsbronnen. Voor de lange termijn wordt de capaciteit vast gelegd in de fysieke inrichting, het aantal stations. De tweede capaciteitsbeperking, het aantal monteurs, en kan op korte termijn sneller veranderd worden.

In de literatuur wordt een dergelijke lijn getypeerd als een Dual Resource Constrained (DRC) assembly line (Hong, 2005, en McCreery e.a., 2004). De investeringen in de faciliteiten (werktafels, stellingen, gereedschappen, etc.) voor dit type manuele assemblagelijn ligt vele malen lager dan de arbeidskosten.

Wanneer de gewenste capaciteit onder het maximum ligt zullen dus minder monteurs worden ingezet. Dit vraagt om een werkwijze waarin op de één of andere wijze de totale werklast onder de ingezette monteurs verdeeld moet worden. Seriële productiesystemen waar machines en/of stations niet uniek aan een werker worden toegewezen worden ook worksharing systems genoemd omdat meerdere stations gedeeld moeten worden door meerdere monteurs (McClain e.a., 2000, p. 49).

3.3 Inrichting van manuele assemblagesystemen

Met Demand Flow wordt gestreefd naar een zo puur mogelijke vorm van flow-productie, met behoud van een hoge mate van volume-flexibiliteit. Wat wordt onder flow-productie

2 bron: http://rockfordconsulting.com/dft.htm (7-12-2004)

(18)

verstaan? Bertrand (Bertrand e.a., 1998, p. 144) definieert flow-productie als volgt. Een afdeling produceert flow, indien:

1. alle producten de bewerkingen in dezelfde volgorde doorlopen;

2. de bewerkingstijden voor deze bewerkingen ongeveer gelijk zijn;

3. de ‘werkplekken’ (of stations) tegelijkertijd beschikbaar zijn.

Het voordeel van flow-productie is dat in het ideale geval geen wachtrijverschijnselen optreden. Wanneer alle stations storingsvrij zijn is het mogelijk een zeer hoge bezettingsgraad van de stations te combineren met (vrijwel) geen wachttijd voor het product.

Deze pure vorm van flow-productie komt in de praktijk, buiten volledig geautomatiseerde processen om, niet voor. Vijf elementen spelen een belangrijke rol bij het ontwerpen van een inrichting voor flow-productie:

1. Takttijd (3.3.1)

2. Hoeveelheid bewerkingstijd (3.3.2) 3. Aantal stations (3.3.3)

4. Continu versus intermitterend (3.3.4) 5. Buffers (3.3.5)

3.3.1 Takttijd

Aan de basis van het ontwerp voor een assemblagelijn staat de takttijd. Baudin (2002) hanteert de volgende definitie voor takttijd:

Often confused with process time or with customer demand, the tact time of a line actually is the time that must elapse between two successive unit completions in order to meet the demand if the line makes the product one unit at a time at a constant rate during the net available work time.

De waarde van de takttijd heeft invloed op beslissingen die genomen moeten worden bij het ontwerpen van een assemblagelijn. Bij takttijden van, of kleiner dan één seconde is automatisering onvermijdelijk. Voor takttijden tussen de vijf en tien seconden is automatisering misschien niet rendabel. Taken van deze lengte zijn haast ondoenlijk voor de operators en daarom moet gezocht worden naar het opzetten van parallelle lijnen om toch aan de vraag te voldoen. Aan de andere kant van het spectrum, bij takttijden van tien minuten tot een week liggen de problemen voor de ontwerper in de consistente en tijdige uitvoer van een taak. De berekening van de takttijd is als volgt:

Vaak wordt de takttijd verward met de throughput, ofwel productie: het aantal eenheden dat per tijdseenheid gemaakt kan worden. De productie is de inverse van de takttijd.

De wiskundige samenhang tussen beide definities is duidelijk, maar ze zijn weldegelijk verschillend. Een productiesysteem dat zestig producten per uur voortbrengt kan anders ingericht zijn dan een productiesysteem dat iedere minuut een product voortbrengt. In het eerste geval kan het zo zijn dat de seriegrootte zestig is, en dat dus eenmaal per uur een batch van zestig het systeem verlaat. Gemiddeld produceert het systeem wellicht elke minuut een product, maar de rest van het proces is op een batch-and-queue wijze ingericht.

De minimale takttijd is de ontwerp-takttijd. Bij de minimale takttijd wordt de maximaal gewenste capaciteit van het productiesysteem bereikt. Maar omdat de werkelijke vraag meestal fluctueert onder de maximale vraag zal het systeem met een hogere takttijd werken.

vraag

ijd productiet tijd

e beschikbar netto

Takttijd=

ijd productiet e

beschikbar netto

vraag Takttijd

Throughput= ⁻¹=

(19)

De uitdaging is dan om een proportioneel lagere hoeveelheid capaciteitsbronnen (machines, mensen) in te zetten. In conventionele assemblagesystemen betekent dit dat bij elke verandering van de takttijd de werkzaamheden opnieuw verdeelt moeten worden (herbalanceren). In industrieën waar investeringen in productiefaciliteiten hoog zijn, zoals in de automobiel industrie, zal gedurende een periode van maanden door de gehele keten de takttijd niet gewijzigd worden

3.3.2 Totale bewerkingstijd

Een tweede belangrijk element betreft de hoeveelheid bewerkingstijd die in een flow- productiesysteem aan het betreffende product wordt gespendeerd. Deze hoeveelheid tijd is de minimale verblijfstijd van het product in het betreffende productiesysteem, als er geen wachtrijverschijnselen optreden.

3.3.3 Het aantal bewerkingsstations

Het aantal bewerkingsstations dat de producten achtereenvolgens aandoen is het derde concept. Het ligt voor de hand dat de eerste drie concepten als volgt met elkaar samenhangen.

m TT FLmin= ×

De minimale verblijfstijd (FLmin), of totale bewerkingstijd, is gelijk aan de takttijd (TT) maal het aantal bewerkingsstations (m).

De totale werklast moet vervolgens over het berekende aantal stations verdeeld worden.

Voor een volledig bemande assemblagelijn is het belangrijk dat de werklast zo goed mogelijk verdeeld wordt. Bij Demand Flow lijnen is dit minder belangrijk, omdat de operators de stations onafhankelijk van elkaar bedienen.

3.3.4 Continu versus intermitterend

Het vierde concept is de keuze voor de inrichting volgens een continu bewegende lijn of een intermitterend bewegende lijn. In het eerste geval moeten de productiemiddelen meebewegen met het product en daarna terugbewegen naar hun startpositie. In het tweede geval moet op een vast tijdstip de taak gereed zijn, waarna alle producten in de lijn één station worden verplaatst. Bij een continu bewegende lijn hebben de productiemedewerkers wat meer gelegenheid tot tempovariaties.

3.3.5 Buffers

Buffers ontkoppelen de opeenvolgende bewerkingstations in een lijn. Variaties in bewerkingstijden kunnen hiermee worden opgevangen om zodoende output verlies te voorkomen.

3.4 Logistieke besturing

Er is vaak verwarring tussen de begrippen beheersing en besturing. Besturing wordt wel gedefinieerd als enigerlei vorm van gerichte beïnvloeding (De Leeuw, 2000, p. 151). Onder logistieke beheersing wordt verstaan de planning, oftewel het zetten van doelen, én de besturing, dat wil zeggen de (de-)activering en eventuele bijsturing van activiteiten. Besturen is dus onderdeel van de logistieke beheersing. Het besturen van productieprocessen is zo complex, dat op verschillende niveaus bestuurd wordt (decompositie). De totale logistiek beheersing van productiesystemen kan worden opgedeeld in (Bertrand e.a., 1998, 63-64):

- Logistieke beheersing op fabrieksniveau, waarmee de coördinatie van de productieafdelingen wordt verzorgd en de afstemming ervan op de verkoop.

- Logistieke beheersing op afdelingsniveau.

(20)

Op fabrieksniveau worden werkorders uitgegeven aan de productieafdelingen voor de betreffende productietrajecten. Hoe een productieafdeling zich gedraagt in de goederenstroom, wordt beschreven door middel van zogenaamde operationele karakteristieken. De operationele karakteristieken vormen het model dat er op fabrieksniveau is van een productieafdeling. Deze betreffen onder andere productiedoorlooptijden en capaciteitsrestricties. In het algemeen worden zes beslissingsfuncties onderscheiden met betrekking tot de beheersing van productieafdelingen. In figuur 3.1 zijn deze weergegeven met het bijbehorende besturingsniveau (Bertrand e.a., 1998, p. 113).

De logistieke beslissingen in een productieafdeling worden genomen op basis van een aantal tactische – of middellange termijn – afspraken over het functioneren van productieafdelingen. Dit heeft betrekking op logistieke parameters als seriegroottes, capaciteitsbeladingsgraad, gevraagde doorlooptijden, veiligheidsvoorraad en de servicegraad voor klantorders (Bertrand e.a., 1998, p. 114). De eerste drie parameters geven de randvoorwaarden waaraan werkorders moeten voldoen, wil een afdeling in staat zijn de overeengekomen prestatie (prijs, kwaliteit en leveringsprestatie) te realiseren. Met veiligheidsvoorraad of –tijd wordt vastgelegd welke speelruimte de fabriekslogistiek toegemeten krijgt om de onzekerheden en variaties in de afname en de uitvoering weg te werken en de geëiste servicegraad te realiseren. De logistieke parameters (die niet al te snel en abrupt gewijzigd moeten worden) zijn in feite de stuurgrootheden van de directie.

Omdat in een lijn zoals in dit onderzoek een andere besturing vereist, waar dus andere beslissingen moeten worden genomen dan die zijn weergegeven in figuur 3.1 worden deze niet verder toegelicht. Enkele van deze functies zullen wel in het besturingsmodel in de volgende paragraaf terug komen.

Logistieke parameters

Capaciteitsplanning Bezettingsplanning

Orderacceptatie Levertijdafgifte

Werkordervrijgave

Werkorder detailplanning

Capaciteitstoewijzing Capaciteitsvariatie

Werkuitgifte Bedrijfsniveau

Fabriekslogistiek

Afdelingsbeheersing

Figuur 3.1: zes operationele beslissingen voor de beheersing van productieafdelingen

(21)

3.5 Het besturingsmodel

Het besturingsmodel dat in deze paragraaf wordt opgesteld dient tevens als conceptueel model voor dit onderzoek. Een conceptueel model geeft de globale kijk die aan het onderzoek ten grondslag ligt (De Leeuw, 2001, p. 56). Deze ‘kijk’ dient in de rest van het verslag als leidraad voor het opstellen van een beschrijving, het analyseren van de probleemsituatie en het komen tot een herontwerp. Het is een krachtig middel om de samenhangende resultaten van een onderzoek in een overzichtelijk patroon weer te geven.

In de eerste vijf paragrafen zullen vijf beslissingsfuncties worden gedefinieerd. Dit zijn de bezettingsplanning, de worker assignment policy, het werkordervrijgave mechanisme, de deployment strategy en als laatste de uitzonderingen. Vervolgens wordt het model opgesteld in paragraaf 3.5.6.

3.5.1 Bezettingsplanning

De toekomstige stroom werkorder moet in overeenstemming worden gebracht met de beschikbare productiecapaciteit. In het geval van een manuele assemblagelijn is de capaciteitsbron de monteur. Voor het type lijn in dit onderzoek betekent dit dat het aantal in te zetten monteurs afgestemd moet worden op de marktvraag. Het gaat er om dat het plan tijdig gerealiseerd kan worden met een maximale efficiency binnen de gestelde randvoorwaarden. Daarnaast kan ook gekeken worden naar de volgorde van binnenkomst van werkorders wanneer er sprake is van een productmix.

3.5.2 Worker assignment policy

Gegeven een bepaald niveau van multi-inzetbaarheid van monteurs in een Demand Flow assemblagelijn moeten de monteurs toegewezen worden aan een aantal stations (McCreery, 1999 en Hong, 2005). Het gaat om vragen als; moet er één lange keten gevormd worden?

Of meerdere korte? En in hoeverre overlappen deze ketens met elkaar? Dit wordt in de literatuur ook wel chaining genoemd, dat wil zeggen de koppeling tussen de taken en de benodigde vaardigheden van de individuele monteurs.

3.5.3 Werkorder vrijgave mechanisme

Werkorder vrijgave is gericht op het operationeel beheersen van de hoeveelheid werk in uitvoering in relatie tot de beschikbare capaciteit en materiaal, zodanig dat de doorlooptijd van de vrijgegeven orders strikt onder controle is (Bertrand, 1998, p. 117). Hier moet dus bepaald worden welk mechanisme gehanteerd moet worden om een nieuwe order te starten.

Naast het onderscheid tussen continue en intermitterende lijnen is ook een onderscheid te maken of de producten op hetzelfde tijdstip worden verplaatst of dat dit onafhankelijk van elkaar gebeurt. In de eerste situatie spreekt men van een gebonden (paced) lijn, in de tweede van een ongebonden (unpaced) lijn. Anders gezegd gaat het hier om de vraag of een bepaald productiesysteem naast gelijke cycli ook een gelijke fase van de diverse stations vereist. Vanuit de theorie van golven is dit een bekend begrip. Twee golven hebben dezelfde fase, indien zij op hetzelfde tijdstip op hetzelfde punt in de sinusoïde zijn. Evenzo zijn stations in een lijn ‘in fase’, indien zij steeds op hetzelfde tijdstip met een nieuw product starten. In een worksharing lijn zal hier zelden tot nooit sprake van zijn. Een dergelijke lijn is te typeren als ongebonden.

3.5.4 Deployment strategy

Om de monteurs aan te sturen in hun keuze voor het uitvoeren van een volgende bewerking op wellicht een ander station, moet een bepaalde deployment strategy gekozen worden.

Deze bestaat uit een set van regels waarmee de monteur in de eerste plaats de keuze maakt om naar een ander bewerkingsstation te gaan en zo ja; naar welk bewerkingsstation.

(22)

In een volledig bezette en gebonden lijn, waar dus met een vaste toewijzing van monteurs aan stations wordt gewerkt en de stations en monteurs aan elkaar zijn gekoppeld, leidt een overschrijding van de bewerkingstijd direct tot het ontstaan van een bottleneck en dus verlies van output van het hele systeem. In een Demand Flow lijn moet door de dynamische toewijzing van monteurs aan stations deze variabiliteit opgevangen worden. Een tijdelijk te laag tempo leidt niet direct tot outputverlies, en kan door de monteur ongedaan worden gemaakt door op een later moment de taak sneller uit te voeren. De effecten van variabiliteit en heterogeniteit kunnen aanzienlijk zijn in manuele assemblagesystemen en DRC assemblagelijnen. Variabiliteit wordt gedefinieerd als de verschillen van de gemiddelde prestaties van een monteur, en heterogeniteit als de verschillen tussen de monteurs (Doerr, 2002).

3.5.5 Uitzonderingen

Uitzonderingen zijn onverwachte gebeurtenissen waar door de leidinggevende of monteurs meteen op geanticipeerd dient te worden. Hierbij kan gedacht worden aan tijdelijke stilstand door een onderdelentekort of kwaliteitsproblemen. In de besturing moet duidelijk vastgelegd worden hoe gereageerd dient te worden. Wordt bijvoorbeeld de lijn stopgezet bij een onderdelentekort? Of kan nog een tijd worden doorgewerkt?

3.5.6 Het model

Het doel van het model is om inzichtelijk te maken welke beslissingen genomen moeten worden om tot een effectieve besturing van een Demand Flow lijn te komen. In het model wordt onderscheid gemaakt tussen online en offline besturing. Voor besturing op operationeel niveau is dit een vaak gebruikte indeling. Het plannen van werkzaamheden en toewijzen van monteurs zijn beslissingen die de instellingen van een productiesysteem bepalen waarmee deze voor een bepaalde periode (een dag, week, etc.) zal opereren. Deze beslissingen zijn te scharen onder de noemer offline besturing. Onder offline besturing vallen de activiteiten bezettingsplanning en worker assignment policy. Online besturingsvraagstukken gaan in de op de werkwijze tijdens het operationeel (online) zijn van de lijn, hoe de planning bijgestuurd moet worden en hoe gereageerd moet worden op veranderingen op de werkvloer. Het werkordervrijgave mechanisme, de deployment strategy en het reageren op uitzonderingen betreffen online besturing vraagstukken.

Een drietal factoren worden onderscheiden die van invloed zijn op de logistieke prestaties van een assemblagelijn. Deze zijn de doorlooptijd, het onderhanden werk en de benuttingsgraad. Deze factoren hebben een relatie met de prestatiedoelen. Bij logistiek beheersing worden de volgende doelen voor afdelingsbeheersing onderscheiden. (Bertrand e.a., 1998, p. 123):

- Efficiency

- Leverprestaties: leversnelheid en betrouwbaarheid.

Een ander belangrijk prestatiedoel in manuele assemblagelijnen is kwaliteit. Kwaliteit wordt in dit onderzoek niet beschouwd als een directe uitkomst van logistieke beheersing. Het vormt wel een belangrijke randvoorwaarde. De logistieke besturing moet een situatie scheppen waarin een hoge kwaliteit van het product is gewaarborgd.

De beslissingsfuncties uit het besturingsmodel, factoren en prestatiedoelen kunnen als volgt worden weergegeven.

(23)

Aan de linkerzijde is het besturingsmodel weergegeven. Van boven naar beneden, van offline naar online, moeten de beslissingen worden genomen bij het besturen van de lijn.

Deze beslissingen zijn invloed op de doorlooptijd, het onderhanden werk niveau en de benuttingsgraad. Welke relaties er zijn tussen de verschillende factoren en met de prestatiedoelen, zal nu worden toegelicht.

Relatie tussen onderhanden werk en doorlooptijd

Een toename van het onderhanden werk bij een gelijkblijvende vraag betekent het ontstaan en toenemen van wachtrijen. Een direct lineair verband bestaat tussen de doorlooptijd in een productiesysteem en het onderhanden werk. In een productiesysteem met n orders, een gemiddelde doorlooptijd f en het aantal te verwerken orders per tijdseenheid λ geldt (Bertrand e.a., 1998, p. 203, en Spearman e.a., 1999):

f n=λ.

Deze relatie is beter bekend als Little’s Law. Hieruit volgt dat beheersing van de doorlooptijd in de lijn bereikt kan worden via het beheersen van het aantal orders onderhanden werk, en dat een lage gemiddelde doorlooptijd overeenkomt met een laag niveau van onderhanden werk, uitgedrukt in het aantal orders op de werkvloer.

Relatie tussen doorlooptijd en leverprestaties

De leverbetrouwbaarheid van een productiesysteem heeft betrekking op de mate waarin de afdeling toegezegde leverdata realiseert (Bertrand e.a., 1998, p. 123). Leverbetrouwbaarheid kan worden uitgedrukt in bijvoorbeeld het percentage te late leveringen, de gemiddelde levertijdsoverschrijding of een combinatie van beide. De leversnelheid van een productiesysteem is de doorlooptijd van de werkorders die worden vrijgegeven.

Leverprestaties

Efficiency Benuttingsgraad

(Beheersing) Doorlooptijd

(Beheersing) OHW niveau

beïnvloedt beïnvloedt

Prestatiedoelen Besturingsmodel

Figuur 3.2: conceptueel model

Operationele beslissingsfuncties

Bezettings- planning

Worker

assignment policy

Offline

Deployment strategy

Uitzonderingen

Online

Werkordervrijgave mechanisme

Factoren

(24)

Relatie tussen onderhanden werk en benuttingsgraad

Het onderhanden werk niveau in een assemblagesysteem heeft invloed op de mate van blokkeringen (blocking) of leegloop (starving) (Hong, 2005). Blokkering betekent dat een operator na het afronden van een taak op een bepaald station het product niet kan doorgeven. Leegloop treedt op als de operator niet tijdig wordt voorzien van nieuw werk.

Een hoger niveau van onderhanden werk zorgt ervoor dat de kans op stilstand door leegloop wordt verkleind. Er is immers altijd genoeg werk voorhanden. De kans op blokkering is daarentegen groter. Omgekeerd geldt de situatie dat als het onderhanden werk niveau te laag is dat de kans op leegloop groot is. Blokkering komt in dit geval weinig voor. Een goede beheersing van het onderhanden werk niveau kan er voor zorgen dat de kans op blokkeringen en leegloop geminimaliseerd wordt.

Relatie tussen benuttingsgraad en efficiency

Het reduceren van idle time (dus het verhogen van de benuttingsgraad) van de limiterende bron is de sleutel tot het verhogen van de efficiency (McClain e.a., 2000). De benuttingsgraad bepaalt voor een belangrijk deel de efficiency (anderzijds kan simpelweg langzamer werken in een manuele assemblagelijn met geen enkele vorm van inrichting en besturing geëlimineerd worden).

3.8 Samenvatting

In dit hoofdstuk is het theoretische kader van dit onderzoek neergezet. Het productieconcept dat gebruikt is om de SI-62/SI-68 lijn in te richten, Demand Flow, is besproken. Als off-shoot van Lean Manufacturing streeft het naar een hoge productiviteit, korte doorlooptijden en een hoge productkwaliteit. De kern van Demand Flow is produceren/assembleren op klantorder.

De volumeflexibiliteit in conventionele assemblagelijnen is afhankelijk van hoe snel een lijn omgebouwd en gebalanceerd kan worden. Dit is vaak een kostbare zaak. Een Demand Flow lijn volgt de vraag door de inrichting van de lijn voor een langere periode ongewijzigd te laten, maar het benodigde personeel te varieert afhankelijk van de vraag.

De inrichting wordt bepaald aan de hand de takttijd, de totale bewerkingstijd, het aantal stations, de keuze tussen intermitterend en continue operen en het toepassen van buffers.

Om effectief een Demand Flow lijn te kunnen besturen moeten een aantal beslissingen worden genomen. Deze beslissingen kunnen offline genomen worden of hebben betrekking op hoe te handelen als de lijn online is. Offline beslissingen betreffen het plannen van de output en het toewijzen van de monteurs aan de verschillende stations/taken, de zogenaamde worker assingment policy. Voor het offline besturen moeten drie beslissingen gemaakt worden: hoe een werkorder moet worden vrijgeven, hoe monteurs een volgende taak zoeken en hoe gereageerd moet worden op uitzonderingen. Deze beslissingen zijn weergegeven in een model.

(25)

Hoofdstuk 4 Beschrijving van het assemblageproces

De beschrijving in dit hoofdstuk wordt ingeleid met het schetsen van de plaats van het onderzoeksgebied in het primaire proces. De producten die op de assemblagelijn in dit onderzoek worden gemaakt worden in paragraaf 4.2 geïntroduceerd. De inrichting van de assemblagelijn is het onderwerp van paragraaf 4.3. Hierop volgt een beschrijving van de besturing van de lijn in paragraaf 4.4. In paragraaf 4.5 wordt ten slotte de personele organisatie van de lijn geschetst.

4.1 Primair proces

In deze paragraaf wordt de plaats van de SI-68/SI-62 lijn in het primaire proces geschetst. In figuur 4.1 is een abstracte weergave te vinden van het primaire proces bij NIBV.

Onderin is de productstroom te zien. Onderdelen en grondstoffen worden omgezet in het product. De afdeling logistiek wordt met informatie aangestuurd door de inkoopafdeling en verkoopafdeling. Op zijn beurt stuurt de afdeling logistiek met deze informatie de productie aan. Inzoomend op het deelsysteem productie, omkadert met de gestippelde lijn in figuur 4.1, komt men op figuur 4.2 uit.

Het productieproces bestaat uit twee hoofdafdelingen; de onderdelenproductie en de assemblageafdeling. De onderdelenproductie bestaat uit een variëteit aan machinale bewerkingen, zoals verspanende- en plaatbewerkingen. Ook beschikt NIBV over een eigen poedercoat en tamponeer afdeling. In de onderdelenproductie worden halffabrikaten gemaakt die op de assemblagelijnen tot een gereed product worden geassembleerd. De

Productie Product Klant

Leveranciers

Onderdelen

& grondstoffen

I.B.S./ S.C.M.

Inkoop Verkoop order

Inkoop order

Logistiek R & D /

Engineering Eisen &

wensen Product

specificaties

Productie specificaties

Informatie Informatie

Figuur 4.1: primair proces NIBV (Lulofs, 2004)

Figuur 4.2: primair proces productie Onderdelen-

productie Grondstoffen

Inkoopdelen

Assembleren

(26)

onderdelenproductie wordt buiten beschouwing gelaten in dit onderzoek en daarom wordt nu nader ingegaan op de assemblage afdeling.

De assemblageafdeling bestaat uit een aantal productielijnen die gewijd zijn aan één product of een familie van producten die in hoge mate overeenkomen. Binnen de assemblage wordt onderscheid gemaakt tussen assemblagelijnen voor de modules van de horizontale systemen en de verticale systemen. In totaal bestaat de assemblageafdeling uit dertien verschillende lijnen. Drie lijnen voor de verticale systemen en de overige voor de modules van de horizontale systemen. Naast deze lijnen bestaat een afdeling voor het maken van de bedradingen, en een ‘exoten’ lijn voor componenten die optioneel aan de producten gekoppeld kunnen worden. De SI-62/SI-68 afdeling is zowel fysiek als wat betreft de omzet die voor haar rekening komt de grootste assemblagelijn binnen NIBV. Vijftig tot zestig procent van de totale omzet wordt op deze lijn gegenereerd.

4.2 Producten SI-62 & SI-68

In deze paragraaf wordt een beschrijving gegeven van de drie producten die op de assemblagelijn worden voortgebracht. Voor een introductie van de overige producten van NIBV wordt verwezen naar bijlage A. Op de onderstaande foto’s zijn van links naar rechts de SI-62, SI-68 en de SA-3003 afgebeeld.

Figuur 4.3: SI-62, SI-68 & SA-3003

In figuur 4.4 wordt de werking van een SI-68 weergegeven. Bij 1 wordt het papier gevoed aan de machine. Via het transport gedeelte worden de brieven verzameld in de verzameltafel bij 2. In 3 worden de brieven gevouwen. De enveloppe wordt vanaf de linkerzijde gevoed aan de machine en bij 4 geopend en gevuld met de brieven. De plakrand wordt bevochtigd en bij het verlaten van de machine wordt de enveloppe gesloten. De SA-3003 is wat betreft

‘interne’ onderdelen identiek aan de SI-68. Alleen het uiterlijk van de SA-3003, de zogenaamde bekapping,

verschilt van de SI-68. Het aantal producten van het type SA-3003 dat ten opzichte van het aantal SI-62’s en SI-68’s wordt verkocht is klein. Tevens is de montage van de bekapping de laatste processtap. Deze processtap valt buiten het onderzoeksgebied. Voor de assemblagelijn van het onderframe is de SI-68 en SA- 3003 identiek. Daarom wordt in dit onderzoek met de SI-68 ook de SA-3003 bedoeld.

Het aantal varianten van de eindproducten worden bepaald door een aantal opties en de merknamen van de verkooporganisatie. Niet alle mogelijke combinaties worden aangeboden aan de klant. In totaal worden van het eindproduct 49 varianten verkocht.

Figuur 4.4: SI-68

(27)

Het product bestaat uit twee delen: een onderframe en een bovenframe. In figuur 4.5 is op linkerfoto een geopende SI-62 te zien, waar duidelijk het bovenframe en onderframe onderscheiden kunnen worden. De enige verschillen, bij het assembleren van het onderframe, die van belang zijn in dit onderzoek betreft het monteren van het aantal voedingstations. In de SI-68 en de SI-62 2½ (een halve voedingstations kan alleen papier van half A4 formaat verwerken) worden drie feeders gemonteerd. De SI-62 2 en 1½ bevatten twee feeders. Dit wordt in figuur 4.5 weergegeven.

Een voorbeeld van een verschil in uitvoering in het producttype, maar niet van invloed zijnde op de totale bewerkingstijd is het volgende. In het product moet, afhankelijk van het land waaraan het product wordt verkocht, een 110 Volt of 220 Volt voeding gemonteerd worden.

Deze zijn wat betreft vorm gelijk en dus voor de montagebewerking identiek. In de rest van dit onderzoek zal dus alleen nog maar onderscheid worden gemaakt tussen een product met twee feeders of een product met drie feeders.

4.3 Inrichting assemblagelijn

De gehele afdeling voor de assemblage van de SI-62 en SI-68 kent vijf secties. Namelijk de assemblage van het onderframe, assemblage van het bovenframe, de subassemblage stations, de test- en inbliklijnen en de inpakstraat. In figuur 4.6 is de lay-out van de lijn als complete afdeling schematisch weergegeven. De nummers geven aan in welke subparagraaf welk deel besproken wordt. (bijv. assemblagelijn onderframe in paragraaf 4.3.1) In bijlage B is een gedetailleerde tekening van de lay-out opgenomen.

Beweegbare tafel op rail

Assemblagelijn onderframe

Subassemblage stations onderframe

Assemblagelijn bovenframe Subassemblage stations bovenframe Test en inblik

lijnen.

Inpakken

Figuur 4.6: lay-out 1

2 3

4

2 Figuur 4.5: opbouw van de SI-62 / SI-68

1 2 3

Onderframe Bovenframe

Vert. transport – SI-68 Vert. transport – SI-62 2 ½

Vert. transport – SI-62 2 Vert. Transport – SI-62 1½ SI-68

SI-62 2½

SI-62 2 SI-62 1½

Voeding: 110 of 220 Volt