Samenvatting
De business unit Corus Strip Products IJmuiden (CSPIJ) produceert jaarlijks meer dan 6 miljoen ton staal. Het geproduceerde staal wordt verwerkt tot rollen welke aan het eind van het productieproces ingepakt worden om ze te beschermen tijdens het transport naar de afnemers. Om concurrerend te blijven heeft CSPIJ zich tot doel gesteld de kosten per ton staal drastisch te verlagen en in de kapitaalintensieve staalindustrie betekent dit ondermeer het met de beschikbare capaciteit produceren en verwerken van zoveel mogelijk tonnen staal per tijdseenheid. Dit was de achterliggende gedachte bij de beslissing om in de bundelruimte van Koudband 2 (KB2), een van CSPIJ’s werkeenheden, meer materiaal te gaan inpakken en hierdoor te besparen op inpakactiviteiten elders binnen CSPIJ.
Naast een betere benutting van de inpakcapaciteit heeft het bovenstaande echter ook geleid tot het feit dat de bundelruimte nu af en toe een bottleneck in het productieproces is. Het is moeilijker geworden om het sterk fluctuerende aanbod van te bundelen materiaal te verwerken, zonder dat de hoeveelheid onderhanden werk in de verschillende buffers al te sterk oploopt. Dit laatste kan leiden tot stilstanden en mogelijk tot verlies van productiecapaciteit van de installaties die het te bundelen materiaal produceren, wat niet in overeenstemming met het streven naar lage kosten.
Bij de besturing van het productieproces was het tot voorheen niet nodig om veel aandacht te schenken aan de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen. De bovenstaande ontwikkelingen hebben hier echter verandering in gebracht en daarom heeft het management van de afdeling logistiek van KB2 de opdracht gegeven om de besturing van deze materiaalstromen te ontwerpen. De vraag hoe de bij KB2 te bundelen materiaalstromen bestuurd moeten worden, staat in dit onderzoek dan ook centraal. Bij de beantwoording van deze vraag wordt het aanbod van te bundelen materiaal als niet beïnvloedbaar beschouwd en het onderzoek is dusdanig afgebakend dat de materiaalstromen bestuurd kunnen worden door het variëren van inpakcapaciteit, het bepalen van een verwerkingsvolgorde in de bundelruimte en het initiëren van de aanvoer van bepaalde rollen uit bepaalde buffers naar de bundelruimte. Om deze beslissingen te kunnen nemen en uitvoeren, is er informatie nodig over de locatie, het volume en de samenstelling van het (verwachte) aanbod van te bundelen materiaal, de toestand in de bundelruimte en de toestand bij de opslag & verzending. Deze informatie wordt vergeleken met stuurcriteria en op basis van de resultante van deze vergelijking wordt er geregeld door het kiezen en uitvoeren van stuurmaatregelen.
Voordat de vraag naar de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen kan worden
beantwoord, moet er eerst een beter beeld van de materiaalstromen verkregen worden. De
materiaalstromen zijn in dit onderzoek afgebakend als de materiaalstromen vanaf de direct
voor de bundelruimte van KB2 producerende installaties tot de eindopslag. Het te bundelen
materiaal wordt geproduceerd door twee beitsbanen, de koudwals, de nawals, vier kwaliteitsinspectie en afwerkinginstallaties en twee dompelverzinklijnen. Doordat deze installaties zich veelal niet direct in de buurt van de bundelruimte bevinden, is er transport van het te bundelen materiaal noodzakelijk. De rollen worden in de bundelruimte ingepakt op een drietal inpakinstallaties: de FIL, de RIL en de PIJP. Afhankelijk van de verpakkingscode en de afmetingen, wordt een rol op een bepaalde installatie verwerkt. De totale wachtrij voor de bundelruimte is dan ook onder te verdelen in een wachtrij voor de FIL, de RIL en de PIJP.
Ondanks het feit dat dit deels geautomatiseerde installaties zijn, is het inpakken toch nog grotendeels handmatig werk.
Eveneens moet, alvorens de vraag naar de besturing van de materiaalstromen beantwoord kan worden, duidelijk zijn welke criteria bij de besturing hiervan een rol spelen. De criteria zijn af te leiden van de doelen: betrouwbaarheid, snelheid en efficiëntie. Bij de betrouwbaarheid gaat het om het halen van de leverweek, bij de snelheid om het minimaliseren van de gemiddelde doorlooptijd en bij de efficiëntie om het benutten van de inpakcapaciteit.
Uitgaande van het probleem van door volle buffers veroorzaakte stilstanden en het daardoor mogelijke verlies van productiecapaciteit, moet het minimaliseren van de gemiddelde doorlooptijd over een bepaalde periode steeds het uitgangspunt zijn bij de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen. Bij het nastreven van dit criterium of de andere criteria moet rekening worden gehouden met de hoeveelheid handling en de arbeidsintensiteit per medewerker.
Op basis van het verwachte en het werkelijke aanbod kan bepaald worden welke locatie prioriteit heeft, maar vanwege het feit dat de prognose van het verwachte aanbod niet altijd even betrouwbaar is, kan het beste op basis van alleen het werkelijke aanbod de inpakcapaciteit worden gevarieerd en een verwerkingsvolgorde worden gekozen.
Het variëren van inpakcapaciteit komt neer op variëren van het aantal medewerkers op een bepaalde installatie. Om de gemiddelde doorlooptijd te minimaliseren kunnen er over een bepaalde periode meer medewerkers ingezet worden. Het inzetten van meer medewerkers levert op de FIL en in de PIJP meer ingepakte rollen per tijdseenheid op. Op de FIL zal dit ten koste gaan van de benuttinggraad, maar in de PIJP niet en op beide installaties verlaagt deze maatregel de arbeidsintensiteit per medewerker. Het inzetten van meer medewerkers op de RIL verlaagt eveneens de arbeidsintensiteit per medewerker, maar levert geen extra ingepakte rollen per tijdseenheid op.
Om de gemiddelde doorlooptijd te minimaliseren, kunnen de rollen tevens verwerkt worden in
een bewerkingstijd gerichte volgorde. Kijkend naar de verwerkingsvolgorde worden op de FIL
zes haspelgat banden nodig hebben. In de PIJP schijnt het hanteren van een bewerkingstijd gerichte volgorde weinig effect te sorteren. Door de bundelruimte als geheel te beschouwen, wordt vastgesteld dat rollen met bepaalde verpakkingscodes op twee installaties verwerkt moeten worden. Het gaat hier om rollen met code RL85, welke worden verwerkt op de FIL en op de RIL, en om rollen met de codes RL36, RL74, RL76 en RL78, welke worden verwerkt in de PIJP en op de RIL. Rollen met andere verpakkingscodes worden op slechts een installatie verwerkt en door deze laatste rollen voorrang te verlenen, worden er door de bundelruimte als geheel meer rollen per tijdseenheid ingepakt. Door rollen over een bepaalde periode in een bewerkingstijd gerichte volgorde te verwerken, wordt er als het ware inpakcapaciteit op voorraad gelegd, welke aangewend kan worden op het moment dat de door het hanteren van de bewerkingstijd gerichte volgorde ontstane “voorraad” van rollen met een arbeidsintensieve verpakkingscode verwerkt moet worden. Rekening houdend met de arbeidsintensiteit per medewerker moeten er dan wel extra medewerkers op de RIL worden ingezet. Op het moment dat de (verwachte) toestand in de buffers onder controle is, kunnen rollen ook in een leverweek gerichte volgorde worden verwerkt worden.
Doordat het variëren van de inpakcapaciteit en de keuze voor een bepaalde verwerkingsvolgorde mede gebaseerd zijn op de locatie, het volume en de samenstelling van het aanbod, bepaalt de bundelruimte uit welke buffers er welke rollen aangevoerd dienen te worden. Om leegloop te voorkomen moeten bij de bundelruimte altijd minstens een bepaald aantal rollen (aangevoerd vanuit de buffers) voor iedere inpakinstallatie aanwezig zijn. Het moment dat dit aantal onder een bepaalde norm komt, is het signaal dat er weer nieuwe rollen aangevoerd moeten worden.
Om de voorgestelde manier van aansturen ook voor de productieteams acceptabel te maken,
dient er bij de beoordeling van de prestaties van deze teams rekening te worden gehouden
met de samenstelling van het door de teams ingepakte materiaal. Tevens moet er, om de
voorgestelde manier van aansturen te kunnen uitvoeren, nader onderzoek gedaan worden
naar de precieze inhoud en vorm van de te registreren informatie en naar de manier waarop
deze wordt opgeslagen, verwerkt en overgedragen. Verder moet de exacte locatie van rollen
in de buffers bekend zijn en aangezien deze exacte locatie nog niet in iedere buffer bepaald
kan worden, moet er ook nader onderzoek verricht worden naar hoe dit het beste
gerealiseerd kan worden. Tot slot moet ook nog onderzocht worden waar en door wie binnen
CSPIJ de besturingsactiviteiten uitgevoerd gaan worden, waarbij aanbevolen wordt om de
besturingsactiviteiten zo dicht mogelijk op het productieproces te plaatsen en onder te
brengen binnen organisatie eenheden die nu reeds met logistiek besturingsactiviteiten en/of
inpakactiviteiten belast zijn.
Voorwoord
In het kader van de laatste fase van de studie Technische Bedrijfswetenschappen aan de Rijksuniversiteit Groningen heb ik de afgelopen maanden mijn afstudeeronderzoek uitgevoerd bij Corus Strip Products IJmuiden.
Ik heb deze tijd als zeer boeiend en leerzaam ervaren. Dit kwam niet alleen door het onderwerp van het onderzoek, de nieuwe leefomgeving en de dynamiek van een bedrijf als Corus, maar vooral ook door de mensen waarmee ik tijdens het onderzoek te maken heb gehad. Opvallend was dat iedereen die ik benaderde om hulp, direct bereid was deze te verlenen. Ik wil bij deze dan ook een ieder die zijn of haar medewerking heeft verleend aan het onderzoek van harte bedanken.
Mijn speciale dank gaat uit naar mijn begeleidende docenten Henny van de Water en Jan de Vries. Ik bedank hen voor de kritische inbreng en adviezen gedurende het onderzoek. Ook wil ik in het bijzonder Willem Andrée Wiltens en Sander Klokman, mijn begeleiders bij Corus, bedanken voor hun begeleiding en leerzame reflecties.
Met deze scriptie sluit ik het afstudeertraject en daarmee mijn studie af. Tijdens mijn studie heb ik veel steun gekregen van Marise en mijn ouders en ik wil hen dan ook in het bijzonder bedanken voor alles wat zij voor mij gedaan en gelaten hebben.
Dries van Diepen
IJmuiden, juni 2003
Lijst van afkortingen
BB21 en 22 Beitsbanen
BKP Bekleed product
CC Corus Colors
CPP Corus Packaging Plus
CPR Coated Products
CRD&T Corus Research, Development & Technology CSPIJ Corus Strip Products IJmuiden
DSP Direct Sheet Plant DVL1 en 2 Dompelverzinklijnen
FIL Folie Inpaklijn
GSB Grondstoffenbedrijf
HO Hoogovens
IOV Inpakkerij, Opslag & Verzending
KB2 Koudband
KIPA Kwaliteitsinspectie en Productafwerking
KGO Koudgewalst Onbekleed product
KW21 Koudwals
LPS Local Production Scheduling
NW21 Nawals
OB21 Overwikkelbaan
OSF2 Oxystaalfabriek
POP Pallet Op Poten
RAS Rapportage & Analysesysteem
RIL Rol Inpaklijn
ROTIF Ready On Time In Full
SCP Supply Chain Planning
SS21 en 22 Stroken Schaar of Slitter S&OP Sales & Operations Planning
TRI Trekrichtinstallatie
WB2 Warmband
WCIJ World Class IJmuiden
WGB Warmgewalst en gebeitst product
Inhoudsopgave
SAMENVATTING ... I VOORWOORD...IV LIJST VAN AFKORTINGEN ... V
1. INLEIDING ... 1
2. CORUS STRIP PRODUCTS IJMUIDEN ... 3
2.1 I
NLEIDING... 3
2.2 S
TRATEGIE EN MARKTEN... 3
2.3 P
RODUCTIEPROCES... 4
2.4 P
RODUCTIEBEHEERSING... 6
2.4.1 Besturingsdoelen ... 6
2.4.2 Karakterisering beheersingssituatie ... 7
2.4.3 Besturingsprocessen ... 8
2.5 O
RGANISATIE... 9
3. ONDERZOEKSAANPAK... 12
3.1 I
NLEIDING... 12
3.2 P
ROBLEEMOMSCHRIJVING... 12
3.3 P
ROBLEEMSTELLING... 13
3.4 C
ONCEPTUALISERING... 14
3.4.1 Besturingsparadigma... 14
3.4.2 Steady-state model... 16
3.4.3 Afdelingsbeheersing ... 18
3.4.4 Conceptueel model ... 19
3.5 O
NDERZOEKSVRAGEN... 21
3.6 O
NDERZOEKSMETHODEN... 22
4. MATERIAALSTROMEN... 24
4.1 I
NLEIDING... 24
4.2 V
ERPAKKINGEN... 24
4.3 M
ATERIAALSTROMEN NAAR DE BUNDELRUIMTE... 25
4.3.1 Vanaf Beitsbaan 21... 25
4.3.2 Vanaf Koudwals 21... 27
4.3.3 Vanaf Nawals 21 ... 28
4.3.7 Vanaf Beitsbaan 22... 30
4.3.8 Vreemd staal en klantrollen ten behoeve van Steel Service Centers... 31
4.3.9 Opknap, controle en geblokkeerd materiaal ... 31
4.4 M
ATERIAALSTROMEN IN DE BUNDELRUIMTE... 32
4.4.1 De FIL ... 32
4.4.2 De RIL ... 33
4.4.3 De PIJP ... 34
4.5 S
AMENVATTING... 35
5. CRITERIA... 37
5.1 I
NLEIDING... 37
5.2 B
ETROUWBAARHEID... 37
5.3 S
NELHEID... 39
5.4 E
FFICIËNTIE... 39
5.5 K
WALITEIT... 40
5.6 S
AMENVATTING... 41
6. BESTURING ... 42
6.1 I
NLEIDING... 42
6.2 C
APACITEITSVARIATIE... 42
6.3 V
ERWERKINGSVOLGORDE... 44
6.4 I
NITIATIE AANVOER... 47
6.5 S
AMENVATTING... 48
7. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN ... 49
7.1 I
NLEIDING... 49
7.2 C
ONCLUSIES... 49
7.3 A
ANBEVELINGEN... 50
LITERATUURLIJST... 54
GESPREKSPARTNERS... 56
BIJLAGEN……….zie document Bijlagen bij Bottleneck Bundelruimte
1. Inleiding
Corus is ontstaan op 6 oktober 1999 door de fusie tussen British Steel en Koninklijke Hoogovens. Corus produceert, verwerkt en distribueert stalen en aluminium producten en verleent tevens diensten op het gebied van ontwerp, technologie en consultancy.
In de company profile van april 2003 is de strategische richting als volgt verwoord:
“Corus aims to be an innovative company with a strong customer focus, providing metal solutions to an increasingly sophisticated marketplace. Corus has a strategy which focuses on carbon steel and the emphasis is on achieving operational excellence and technological advance, in order to maximize sustainable growth opportunities. The goal is to create shareholder value by achieving world-class competitiveness. ”
Volgens de strategie typologie van Miles & Snow laat Corus zich het best omschrijven als een analyzer. Een analyzer probeert een balans te vinden tussen de efficiënte productie van de huidige producten en de creatieve ontwikkeling van nieuwe producten (Daft, 2001)
1.
Corus behaalt ongeveer 80% van haar omzet in Europa, zo’n 12% in Noord-Amerika en de overige 8% in de rest van de wereld
2. De staal activiteiten zijn verantwoordelijk voor ongeveer 85% van de omzet. In 2002 produceerde Corus bijna 17 miljoen ton staal; dit was 10% van de totale Europese productie en met dit volume kwam Corus wereldwijd op de zevende plaats, achter concurrenten als onder meer Arcelor, Nippon Steel en Posco.
In totaal werken er bijna 51.000 mensen bij Corus, waarvan het merendeel in Nederland en Groot-Brittannië; respectievelijk 12.000 en 25.000. In Nederland is het merendeel van de werknemers werkzaam op de locatie IJmuiden. Corus is opgedeeld in 20 Business Units en in IJmuiden bevinden zich o.a. de units Corus Strip Products IJmuiden (CSPIJ) en Corus Research, Development & Technology (CRD&T). Ook zijn onderdelen van Corus Packaging Plus (CPP) en Corus Colors (CC) in IJmuiden gesitueerd.
Van het jaarlijks door Corus geproduceerde volume wordt een aanzienlijk deel, meer dan 6
miljoen ton, geproduceerd door CSPIJ. Om concurrerend te blijven wil CSPIJ de kosten per
ton staal drastisch verlagen. Dit moet ondermeer bereikt worden door de aanwezige
productiecapaciteit zoveel mogelijk te benutten. Een aantal jaren geleden is daarom besloten
om in de bundelruimte van Koudband 2 (KB2), een van CSPIJ’s werkeenheden, meer
materiaal te gaan inpakken. Hierdoor kon er bespaard worden op inpakactiviteiten elders
Naast een betere benutting van de inpakcapaciteit heeft het inpakken van meer materiaal in de bundelruimte van KB2 echter ook tot gevolg dat deze nu af en toe een bottleneck in het productieproces is. Deze bottleneck situatie kan er toe leiden dat de installaties die het te bundelen materiaal produceren stil vallen, omdat ze hun materiaal niet kwijt kunnen. Dit kan tot gevolg hebben dat er productiecapaciteit verloren gaat, wat niet in overeenstemming is met het streven naar lage kosten.
Tot voorheen was het niet nodig om bij de besturing van het productieproces veel aandacht te schenken aan het besturen van de te bundelen materiaalstromen: de bundelruimte kon de hoeveelheid werk goed aan en beperkte de doorstroming niet. In de huidige situatie is dit veranderd en het management van de afdeling logistiek van KB2 heeft daarom opdracht gegeven om de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen te ontwerpen. De vraag die in dit onderzoek dan ook centraal staat, is hoe de bij KB2 te bundelen materiaalstromen bestuurd moeten worden.
Om de context te schetsen waarbinnen de problematiek zich afspeelt wordt in hoofdstuk 2 de business unit waarbinnen het onderzoek is uitgevoerd, CSPIJ, nader beschreven. Vervolgens wordt in hoofdstuk 3 de onderzoeksaanpak gepresenteerd. Hierin wordt het probleem scherp gesteld en wordt de nadere aanpak ontwikkeld. Uit deze aanpak zal blijken dat, alvorens de vraag naar de besturing beantwoord kan worden, er eerst een beter beeld moet zijn verkregen van deze materiaalstromen en tevens dat vastgesteld moet zijn welke criteria bij deze besturing een rol spelen. De materiaalstromen zijn het onderwerp van hoofdstuk 4 en de criteria worden in hoofdstuk 5 behandeld.
In hoofdstuk 6 komt dan de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen aan de orde. Hierin worden de mogelijkheden tot het nemen van bij de onderzoeksaanpak afgebakende stuurmaatregelen en de (mogelijke) effecten hiervan onderzocht. Uit deze analyse moet blijken wanneer er welke stuurmaatregel genomen moet worden en zodoende hoe de bij KB2 te bundelen materiaalstromen bestuurd moeten worden. De verslaglegging wordt afgesloten met de conclusies en aanbevelingen in hoofdstuk 7.
Tot slot van deze inleiding nog een aantal opmerkingen. De lezer wordt er bij deze op attent
gemaakt dat de bij dit verslag behorende bijlagen zijn weergeven in een apart document
getiteld Bijlagen bij Bottleneck Bundelruimte. Aangezien er in dit verslag veel gebruik
gemaakt wordt van bedrijfsspecifieke afkortingen, wordt er hier verder op gewezen dat er
voor de inhoudsopgave een lijst met afkortingen is opgenomen om het lezen te
vergemakkelijken. Tot slot wordt opgemerkt dat in dit verslag de woorden bundelen en
inpakken als synoniemen gebruikt worden, evenals bundelruimte en inpakkerij en tevens dat
onder de begrippen beheersing en besturing hetzelfde verstaan wordt.
2. Corus Strip Products IJmuiden
2.1 Inleiding
In het voorgaande hoofdstuk is het onderzochte probleem reeds kort omschreven. In dit hoofdstuk over Corus Strip Products IJmuiden (CSPIJ) wordt de context geschetst waarbinnen de problematiek zich afspeelt. Hierdoor kan bij de onderzoeksaanpak in het volgende hoofdstuk, het probleem nauwkeuriger worden omschreven en het onderzoek preciezer worden afgebakend. Gezien het kennisgebied waarop het onderzoek betrekking heeft, productiebeheersing of besturing, zal er in dit hoofdstuk vooral aandacht zijn voor het productieproces en de beheersing hiervan.
Eerst worden echter in paragraaf 2.2 de strategie en de markten van CSPIJ kort behandeld.
Vervolgens wordt dan in paragraaf 2.3 het productieproces besproken, waarna er in paragraaf 2.4 de nodige aandacht zal worden besteedt aan de beheersing van dit proces. Tot slot van dit hoofdstuk wordt in paragraaf 2.4 de organisatie van CSPIJ beschreven.
2.2 Strategie en markten
CSPIJ implementeert en ondersteunt de analyzer strategie van Corus door zich vooral te
richten op de efficiënte productie van de huidige producten. Deze producten worden afgezet
op industriële markten. Industriële marketing verschilt van consumenten marketing door de
beoogde afnemer en het beoogde gebruik van het product (Biemans, 1996). CSPIJ verkoopt
haar producten niet aan consumenten, maar aan andere organisaties, welke het door CSPIJ
geproduceerde en verwerkte staal inkopen voor de productie van andere producten. Deze
organisaties bevinden zich ondermeer in de automotive, de buizen en de Steel Service
Center industrie. Afnemers in de automotive industrie zijn automobielfabrikanten en hun
toeleveranciers. Automobielfabrikanten passen het door CSPIJ geproduceerde en verwerkte
staal toe in ondermeer de motor, de carrosserie en het chassis van de door hen
geproduceerde auto’s. In figuur 1 zijn een tweetal voorbeelden weergegeven.
Afnemers in de buizenindustrie zijn veelal gespecialiseerde buizenfabrikanten, wiens producten hun toepassing vinden in diverse andere industrieën, waaronder de bouw. Steel Service Centers kopen staal in en verkopen dit vervolgens door, veelal na het staal nog verder bewerkt te hebben. De Steel Service Centers vangen het verschil op tussen de voorwaarden waarop sommige afnemers beleverd willen worden (o.a. kleine hoeveelheden en een hoge leveringsfrequentie) en de voorwaarden waaronder CSPIJ op een efficiënte wijze kan produceren en transporteren (o.a. grote orders).
Het belangrijkste kenmerk van industriële marketing is dat het altijd een afgeleide vraag betreft (Biemans, 1996). De vraag naar het staal van CSPIJ is direct afhankelijk van de vraag naar de producten van haar afnemers en uiteindelijk dus ook van de vraag naar de consumentenproducten aan het eind van de bedrijfskolom.
2.3 Productieproces
Het staal wordt in een aantal fases geproduceerd en verwerkt. De verschillende productiefases en producten zijn in figuur 2 weergeven en worden op de volgende bladzijden verder toegelicht.
Figuur 2: Productie en verwerking van staal
grondstoffen voorbereiden
verzinken staal
maken
gieten
gieten en walsen
warm- walsen
na- walsen gloeien
ijzer maken
koud- walsen
inspecteren en afwerken
plakken
warmgewalst
WGB
Full-Hard
verzinkt KGO beitsen
Betekenis symbolen
Productiefase Materiaalstroom Voorraadpunt Product
De productie begint met het voorbereiden van het ijzererts. De verschillende voorraden ijzererts worden gemengd om een zo constant mogelijke kwaliteit te realiseren. In de pelletfabriek en de sinterfabriek wordt het ijzererts tot respectievelijk knikkers (pellets) en brokken (sinters) verwerkt, om een betere verbranding in de hoogovens te kunnen bewerkstelligen. Een hulpstof die nodig is bij de verbranding van ijzer uit ijzererts is cokes. Uit steenkool wordt in een tweetal cokesfabrieken de cokes geproduceerd.
In de beide hoogovens wordt het mengsel van pellets, sinters en cokes verhit om het ijzer uit het ijzererts te branden. Door dit procédé ontstaat er vloeibaar ruwijzer. Dit vloeibare ruwijzer wordt regelmatig afgetapt in mengers (wagons) die het naar de staalfabriek vervoeren.
In de staalfabriek wordt er zuurstof bij het ruwijzer gebracht en doordat de koolstof in het ruwijzer zich gaat binden met de zuurstof, wordt het koolstofpercentage in het ruwijzer verlaagd en ontstaat er vloeibaar ruwstaal. Dit vloeibare ruwstaal wordt vervolgens gegoten tot plakken in een van de twee continu gietmachines. Ook kan het vloeibare ruwstaal gegoten en direct gewalst worden tot rollen in de Direct Sheet Plant (DSP).
De stalen plakken worden in de warmbandwalserij verder verwerkt tot rollen staal. Een deel van de warmgewalste (en DSP) rollen wordt geproduceerd voor de business unit Corus Packaging Plus. Door het warmwalsen ontstaat er een oxidelaag op het staal. Deze wordt verwijderd door de rollen te beitsen op een van beide beitsbanen.
Na het beitsen wordt de dikte van een rol gereduceerd door deze te walsen op de koudwals.
Hierbij worden tevens de oppervlakteruwheid (de mattering) en de mechanische eigenschappen van het staal beïnvloed. Door het koudwalsen verandert de structuur van het staal en hierdoor ontstaan er grote spanningen. Door het staal te gloeien in de gloeiovens, treedt er opnieuw een structuurverandering op en worden deze spanningen verwijderd.
De rollen staal worden vervolgens gewalst op de nawals om de mechanische eigenschappen verder te beïnvloeden en de gewenste mattering te verkrijgen. Hierna wordt een rol geïnspecteerd en eventueel nabewerkt op een van de kwaliteitsinspectie en productafwerking installaties (KIPA).
Een aanzienlijk deel van de rollen gaat na het koudwalsen naar de beide dompelverzinklijnen.
Op deze dompelverzinklijnen worden in een continue stap de rollen staal gegloeid, verzinkt,
nagewalst en geïnspecteerd. Een deel van de verzinkte rollen wordt geproduceerd voor de
verflijn van de business unit Corus Colors.
Het materiaal kan vanaf de plakken (of het vloeibare staal) verschillende routes volgen. Dit leidt tevens tot de verschillende producten en daarom wordt er, in plaats van producten, ook wel van routefamilies gesproken. CSPIJ produceert de volgende producten (zie ook figuur 2):
• Plakken
• Warmgewalst (de zogenaamde “zwarte rollen”)
• WGB (warmgewalst en gebeitst materiaal)
• Full-Hard (koudgewalst materiaal dat niet gegloeid wordt)
• KGO (koudgewalst onbekleed product)
• Verzinkt (ook wel BKP genoemd; bekleed product)
Binnen deze producten of routefamilies kan het staal onderscheiden worden naar allerlei specificaties, zoals o.a. de afmetingen, de mattering, de visuele zuiverheid van het materiaaloppervlak
3en de mechanische eigenschappen.
De productietechnologie kan, kijkend naar de toepasbaarheid van de productiemiddelen, omschreven worden als dedicated: de installaties produceren in hoge volumes, maar zijn toepasbaar voor slechts één specifieke bewerking.
2.4 Productiebeheersing
In deze paragraaf staat de beheersing van het productieproces centraal. Eerst zal ingegaan worden op de bij CSPIJ nagestreefde operationele besturingsdoelen. Vervolgens wordt de beheersingssituatie gekarakteriseerd en tot slot worden de besturingsprocessen bij CSPIJ beschreven.
2.4.1 Besturingsdoelen
Productiebeheersing valt binnen het domein van operations management. Slack e.a. (2001) omschrijven de operations functie van een bedrijf als de ordening van alle middelen die gewijd zijn aan de productie en levering van producten en diensten. Ze onderscheiden de volgende vijf operationele prestatie dimensies: kwaliteit, snelheid, betrouwbaarheid, flexibiliteit en kosten.
Voor CSPIJ zijn vooral de kosten, naast kwaliteit en betrouwbaarheid, het belangrijkst. Dit is de enige prestatie dimensie die intern gericht is, de andere prestatie dimensies zijn gericht op de klant (Wijngaard, 2000). Het belang van het goed presteren op de kosten dimensie komt sterk tot uitdrukking in de doelstelling van het in 2001 opgestarte World Class IJmuiden (WCIJ) project. Het doel van dit project is om eind 2003 de winstmarge per ton staal met 50 euro vergroot te hebben
4. Het grootste deel van deze verbetering moet worden bereikt door de kosten per ton staal met 40 euro te verminderen.
3Uitgedrukt in de maatstaf SO (Selectief Oppervlak).
4In mei 2003 was er een verbetering van 36 euro per ton gerealiseerd.
Aangezien de vaste kosten een groot deel van de totale kosten beslaan, betekent het realiseren van lage kosten per ton vanuit beheersingsoogpunt ondermeer, dat de beschikbare productiecapaciteit van de kapitaalintensieve productiemiddelen zo veel mogelijk benut moet worden. De productiebesturing bij CSPIJ is dan ook sterk gericht op het met de beschikbare capaciteit produceren en verwerken van zoveel mogelijk tonnen staal per tijdseenheid.
2.4.2 Karakterisering beheersingssituatie
Klantenorders dringen bij CSPIJ ver door in het traject, tot de plakken geproduceerd door de continu gietmachines (zie ook figuur 2). Dit klantenorder ontkoppelpunt is het laatste belangrijke voorraadpunt in het totale goederenstroomtraject van waaruit de klantenorder in principe wordt afgehandeld (Botter, 1993). Voor een klein deel van het productievolume ligt het ontkoppelpunt nog verder stroomopwaarts. De DSP produceert op klantenorder en hierdoor komt het ontkoppelpunt bij het vloeibare staal uit de staalfabriek te liggen. Op basis van logistieke overwegingen, zoals de ligging van het klantenorder ontkoppelpunt, is de beheersingssituatie bij CSPIJ te verdelen in twee productiesystemen met ieder hun eigen karakter.
In het eerste productiesysteem worden uit het ijzererts de stalen plakken geproduceerd. Het aantal verschillende installaties en routes is hier klein. Ook het aantal verschillende uitgangsmaterialen dat nodig is voor het starten van een productieorder en het aantal verschillende producten dat gemaakt wordt, is klein. Verder is er sprake van korte wachttijden ten opzichte van bewerkingstijden en de beheersingssituatie is dan ook te karakteriseren als procesgewijze fabricage of continue productie
5.
In het tweede productiesysteem worden uit de plakken (of uit het vloeibare staal) rollen staal op klantenorder geproduceerd en verder verwerkt. Het aantal verschillende installaties en het aantal verschillende routes is iets groter dan in het eerste productiesysteem, maar dit aantal nog steeds klein. Ook het aantal verschillende uitgangsmaterialen dat nodig is voor het vrijgeven van een productieorder is hier klein en, hoewel iets groter dan in het eerste productiesysteem, is het aantal verschillende producten dat in het tweede productiesysteem geproduceerd wordt nog steeds klein te noemen.
Toch is de beheersingssituatie niet zondermeer te karakteriseren als continue productie,
aangezien er toch sprake is van lange wachttijden ten opzichte van bewerkingstijden
6. Een
van de oorzaken voor de lange wachttijden is dat er na sommige bewerkingen sprake is van
een technologisch noodzakelijke wachttijd. Na het warmwalsen en het gloeien moeten de
rollen een bepaalde tijd afkoelen voordat ze verder bewerkt kunnen worden. Ook de Full-Hard
rollen van de koudwals moeten een bepaalde tijd afkoelen voordat ze ingepakt kunnen worden.
Een andere oorzaak voor de lange wachttijden is het verschil in volgorde waarmee de rollen op de diverse installaties bewerkt moeten worden. De vereiste volgorde, die dus per installatie verschilt, heeft een technische oorzaak en om economische redenen worden de rollen zodanig gecombineerd dat er zo groot mogelijke series geproduceerd kunnen worden.
Hierdoor wordt de beschikbare productiecapaciteit zo veel mogelijk benut, maar ontstaan er lange (perron)wachttijden.
Het tweede productiesysteem krijgt door de seriematige productie het karakter van een job- shop. Echter, in een job-shop worden vaak veel verschillende producten geproduceerd en is er veelal sprake van een grote variëteit in routes. In het tweede productiesysteem worden slechts een beperkt aantal producten geproduceerd, welke een klein aantal routes kunnen volgen en tevens in een vaste volgorde over de installaties gaan. Een beheersingssituatie die wel kenmerken van een job-shop heeft, maar minder verschillende producten en een meer gestandaardiseerde routing kent, wordt door Bertrand e.a. (1998) gekarakteriseerd als repeterende productie.
2.4.3 Besturingsprocessen
De besturingsprocessen binnen CSPIJ zijn:
• Sales & Operations Planning (S&OP)
• wekelijkse S&OP
• volumeplanning
• order planning
• steel ordering
• Local Production Scheduling (LPS)
Deze besturingsprocessen zijn weergegeven in figuur 3 (volgende bladzijde) en zullen nu verder worden toegelicht.
De functie van de S&OP is het balanceren van de marktvraag met de productiecapaciteit. De horizon van het S&OP is vijf kwartalen en het plan wordt ieder kwartaal bijgesteld. De september editie van het S&OP is het jaarplan. Het doel van de wekelijkse S&OP is het realiseren van het S&OP door bijsturing op basis van de wekelijkse realisatie.
De volumeplanning bereidt de werkorder vrijgave voor door het lanceervolume te bepalen per
routefamilie en regelt zo de hoeveelheid onderhandenwerk in de verschillende routes. Eerst
worden de lange routes (verzinkt en KGO) gepland. Daarna wordt berekend hoeveel
capaciteit de installaties nog over hebben en op basis hiervan worden de volumes in de
overige routes (Full-Hard, WGB, warmgewalst en plakken) bepaald.
Figuur 3: Besturingsprocessen
Bij de orderplanning worden werkorders vrijgegeven door klantenorders toe te wijzen binnen het beschikbare lanceervolume. Tevens is het de functie van de orderplanning om de voortgang van orders over de routes te bewaken. De steel ordering beheert het plakkenassortiment en bestelt staal bij de staalfabriek. De inkooporders aan de staalfabriek worden afgestemd op de plakkenvoorraad. Verder beoordeelt de steel ordering de maakbaarheid van de vrij te geven werkorders. Bij de Local Production Scheduling wordt de werkuitgifte op (de programmering van) de installaties verzorgd en wordt eveneens de maakbaarheid van de vrij te geven werkorders beoordeeld.
2.5 Organisatie
De CSPIJ organisatie bestaat uit de volgende afdelingen:
• Manufacturing
• Commercial
• Finance, Purchasing & Information Management
• Product Market Development & Technology
• Services
• Human Resource Management
• Communications & Public Affairs
S&OP
Wekelijkse S&OP
Volumeplanning
Steel ordering Orderplanning
LPS DSP WB2 KB2 CPR LPS
OSF2
Betekenis symbolen
Besturingsproces
Informatiestroom
De operations functie van CSPIJ is voor een groot deel ondergebracht bij de afdeling Manufacturing, welke is opgedeeld in ondermeer de volgende werkeenheden:
• Grondstoffenbedrijf (GSB)
• Hoogovens (HO)
• Oxystaalfabriek 2 (OSF2)
• Direct Sheet Plant (DSP)
• Warmband 2 (WB2)
• Koudband 2 (KB2)
• Coated Products (CPR)
De opdeling van de afdeling Manufacturing in verschillende werkeenheden is te zien als een segmentatie van het productieproces. Zo is het GSB verantwoordelijkheid voor het beheer van de pelletfabriek, de sinterfabriek en de cokesfabrieken. De beide hoogovens worden beheerd door de werkeenheid HO en de werkeenheid OSF2 beheert de staalfabriek en de continu gietmachines.
De DSP valt onder verantwoordelijkheid van de gelijknamige werkeenheid. De warmbandwalserij en een van beide beitsbanen (beitsbaan 22) worden beheerd door de werkeenheid WB2. De andere beitsbaan (beitsbaan 21), de koudwals, de gloeiovens, de nawals, de KIPA installaties en de inpakkerij, opslag & verzending vallen onder verantwoordelijkheid van de werkeenheid KB2. Het beheer van de domperverzinklijnen ten slotte is de verantwoordelijkheid van de werkeenheid CPR.
Naast deze werkeenheden beschikt Manufacturing ook over een centrale logistieke stafafdeling: Supply Chain Planning (SCP). Het S&OP wordt op business unit niveau opgesteld door het management van CSPIJ en het management van de afdeling SCP. Het wekelijkse S&OP, de volumeplanning, de orderplanning en de steel ordering zijn ondergebracht binnen de afdeling SCP. De LPS functie is gedecentraliseerd ondergebracht bij de verschillende werkeenheden als stafafdelingen. De LPS functie van OSF2 wordt aangestuurd vanuit de steel ordering, de LPS functie van de DSP, WB2, KB2 en CPR worden aangestuurd vanuit de orderplanning (zie ook figuur 3).
De productie bij KB2 is opgedeeld in twee units: WGB/Full-Hard (unit 1) en KGO (unit 2).
Beide units bestaan weer uit verschillende rayons. Unit 1 bestaat o.a. uit de rayons Beitsbaan
21 en Koudwals 21. Unit 2 bestaat uit de rayons Gloeiovens & Nawals 21, KIPA en Inpakkerij,
Opslag & Verzending (IOV). Verder heeft KB2 diverse ondersteunende afdelingen, waaronder
de afdeling logistiek welke invulling geeft aan de LPS functie.
De organieke structuur van Corus, CSPIJ, Manufacturing en KB2 is (gedeeltelijk) weergegeven in figuur 4.
Figuur 4: Organieke structuur
CSPIJ
Services Manufacturing
CPR KB2
WB2 DSP
OX2
Corus
CC CPP
CRD&T
SCP
KGO
IOV KIPA
Gloeiovens & NW21 KW21
BB21
WGB/Full-hard
Logistiek Commercial
3. Onderzoeksaanpak
3.1 Inleiding
In het vorige hoofdstuk is de context geschetst waarbinnen de problematiek zich afspeelt. In dit hoofdstuk staat de onderzoeksaanpak centraal. Teruggebracht tot de kern bestaat deze uit het antwoord op twee stel vragen (De Leeuw, 1996): Wat wil je produceren en waartoe? en Hoe ga je dat doen?
In paragraaf 3.2 wordt eerst een nadere omschrijving gegeven van het probleem, welke in paragraaf 3.3 scherp gesteld zal worden in de probleemstelling. De probleemstelling is het antwoord op de eerste vraag. Het antwoord op de tweede vraag begint in paragraaf 3.4 met het conceptualiseren van de problematiek. Vervolgens worden in paragraaf 3.5, met behulp van de bij de conceptualisering opgedane inzichten, een aantal onderzoeksvragen geformuleerd. Hoe het antwoord op deze vragen wordt verkregen, wordt beschreven in paragraaf 3.6 waarin de onderzoeksmethoden aan de orde komen.
3.2 Probleemomschrijving
In de bundelruimte van KB2 worden rollen staal ingepakt met als doel de rollen te beschermen tegen beschadigingen tijdens het transport naar de afnemers. Het inpakken is de verantwoordelijkheid van het rayon IOV. Aangezien de meeste installaties die het te bundelen materiaal produceren zich niet direct in de buurt van de bundelruimte bevinden, is er transport van dit materiaal noodzakelijk. De aanvoer van het te bundelen materiaal dat zich reeds binnen de muren van KB2 bevindt, is eveneens de verantwoordelijkheid van het rayon IOV.
Het transport van het bij KB2 te bundelen materiaal dat geproduceerd wordt bij andere werkeenheden is uitbesteed aan de firma Brambles.
Tot een aantal jaren geleden werd alleen het WGB materiaal van beitsbaan 21, het Full-Hard materiaal van de koudwals, een zeer klein deel van het materiaal direct vanaf de nawals, het materiaal vanaf de KIPA installaties en een deel van het verzinkte materiaal van de dompelverzinklijnen in de bundelruimte van KB2 ingepakt
7.
Aangezien de bundelruimte nog voldoende capaciteit had, is met de komst van een nieuwe beitsbaan (beitsbaan 22) besloten, om vanaf begin 2001 ook een aanzienlijk deel van het WGB materiaal van deze installatie bij KB2 te gaan inpakken. Zo hoefde er weinig geïnvesteerd te worden in inpakcapaciteit bij WB2 en werd de aanwezige inpakcapaciteit bij KB2 beter benut.
7Ook werd er vreemd staal en werden er klantrollen t.b.v. Steel Service Centers ingepakt. Zie hoofdstuk 4.
Later is in het kader van het WCIJ project besloten om vanaf eind 2001 tevens een groter deel van het verzinkte materiaal van de dompelverzinklijnen in te pakken bij KB2. Hierdoor kon er bespaard worden op de inpakactiviteiten bij CPR en kon de aanwezige inpakcapaciteit bij KB2 nog beter benut worden.
Het voorgaande heeft geleid tot een aanzienlijke toename in de belasting van de bundelruimte. Deze belasting is eveneens toegenomen, doordat de reeds voor de bundelruimte van KB2 producerende installaties in de afgelopen jaren productiever zijn geworden. In de oude situatie was men goed in staat om fluctuaties in het aanbod van te bundelen rollen op te vangen, of liever: men was goed in staat om een tijdelijke toename in het aanbod weg te werken. Doordat de mensen en middelen van het rayon IOV nu zwaarder bezet zijn, beperkt de bundelruimte bij een tijdelijke toename in het aanbod nu eerder de doorstroming en is zo van tijd tot tijd een bottleneck in het productieproces.
Het gevolg van deze bottleneck situatie is dat de hoeveelheid onderhanden werk in de buffers na de direct voor de bundelruimte producerende installaties oploopt. Deze installaties kunnen hun rollen dan moeilijk meer kwijt en dreigen hierdoor stil te vallen. Zo kan er productiecapaciteit van deze kapitaalintensieve productiemiddelen verloren gaan.
3.3 Probleemstelling
De probleemstelling van dit onderzoek valt uiteen in een doelstelling, een vraagstelling en randvoorwaarden. Verschuren (1986) beschrijft dat het bij de doelstelling gaat om het waarom van het onderzoek, de oplossing of het antwoord waar het uiteindelijk om gaat. Bij de vraagstelling gaat het om het wat van het onderzoek, de precieze aanduiding van het inzicht dat daartoe verkregen moet worden
8. De randvoorwaarden geven de beperkingen aan waaraan onderzoeksresultaten en methoden onderhevig zijn (De Leeuw, 1996). Het betreft product en procesrandvoorwaarden.
Het in de voorgaande paragraaf omschreven verlies aan productiecapaciteit is niet in overeenstemming met CSPIJ’s streven naar lage kosten en moet dus zoveel mogelijk vermeden worden. Dit is verwoord in de doelstelling van het onderzoek.
Doelstelling:
Vermijden dat er productiecapaciteit van de kapitaalintensieve productiemiddelen van
Corus Strip Products IJmuiden verloren gaat.
Tot voorheen was het niet nodig om bij de besturing van het productieproces veel aandacht te schenken aan de bij KB2 te bundelen materiaalstromen. Door de eerder beschreven ontwikkelingen is hier verandering in gekomen en is er binnen KB2 een behoefte aan kennis ontstaan omtrent de besturing van deze materiaalstromen. Het management van de afdeling logistiek van KB2 heeft daarom opdracht gegeven om de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen te ontwerpen. Deze ontwerpopdracht is vertaald in de onderstaande vraagstelling.
Bij het beantwoorden van de vraagstelling gelden echter wel een aantal beperkingen, welke zijn weergegeven in de randvoorwaarden.
3.4 Conceptualisering
Om de in de voorgaande paragrafen omschreven en gestelde problematiek te (be)grijpen, wordt in deze paragraaf een conceptueel model ontwikkeld en beschreven. Een conceptueel model voor onderzoek bevat een aantal denkbeelden vooraf over het te onderzoeken probleem (Jonker en Pennink, 2000). Kijkend naar de vraagstelling richt de kennisbehoefte zich specifiek op besturing. Om een conceptueel model te kunnen ontwikkelen aangaande de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen, zullen eerst een aantal theoretische concepten over besturing geïntroduceerd worden die hierbij behulpzaam kunnen zijn. Deze zijn achtereenvolgens: het besturingsparadigma, het steady-state model en het concept van afdelingsbeheersing.
3.4.1 Besturingsparadigma
Het besturingsparadigma is een collectie denkbeelden over besturing en over de manier waarop deze kunnen worden gehanteerd om representaties en modellen te maken voor analyse en ontwerp. De Leeuw (2000) verstaat onder besturing enigerlei vorm van gerichte beïnvloeding en onderscheid twee deelsystemen die minstens bij besturing betrokken zijn:
het bestuurde systeem (het systeem dat wordt bestuurd) en het besturende orgaan (het systeem dat bestuurt). In bijlage I is het besturingsparadigma schematisch weergegeven.
Vraagstelling:
Hoe moeten de bij Koudband 2 te bundelen materiaalstromen bestuurd worden?
Randvoorwaarden:
Het aanbod van te bundelen materiaal dient als niet beïnvloedbaar beschouwd te worden.
Het onderzoek dient medio juni 2003 afgerond te zijn.
Het succes van besturing hangt af van de bestuurbaarheid van het bestuurde systeem enerzijds en het besturingsvermogen van het besturende orgaan anderzijds. Een bestuurd systeem is bestuurbaar indien het, onder de heersende omgevingsomstandigheden en bij een gegeven doelstelling, mogelijk is een effectieve stuurmaatregel te vinden. Het besturingsvermogen van een besturend orgaan is de maximale hoeveelheid en kwaliteit van besturingsmaatregelen die het besturende orgaan kan genereren.
De Leeuw benadrukt dat het begrip bestuurbaarheid als kenmerk van een bestuurd systeem onderscheiden moet worden van kenmerken van het besturende orgaan. Bestuurbaarheid duidt erop dat doeltreffende maatregelen bestaan. Of die maatregelen worden gevonden en uitgevoerd, hangt af van het besturende orgaan.
Het besturingsvermogen van een besturend orgaan wordt voornamelijk bepaald door de voorwaarden voor effectieve besturing. Zo moet een besturend orgaan beschikken over een doelstelling. Deze is nodig omdat er anders geen sprake is van gerichte beïnvloeding.
Besturing vraagt minimaal om een evaluatiemechanisme om de effecten van de beïnvloeding te kunnen beoordelen.
Daarnaast moet, om een bestuurd systeem gericht te kunnen beïnvloeden, het (mogelijke) effect van maatregelen voorspeld kunnen worden. Als het succes van stuurmaatregelen niet (in enigermate) voorzien kan worden, is er geen gerichte keuze van een stuurmaatregel mogelijk en daarom moet een besturend orgaan beschikken over een model van het bestuurde systeem.
De toekomstige situatie wordt, behalve door stuurmaatregelen, ook bepaald door de omgevingsomstandigheden en de actuele toestand van het systeem. Daarom zal het besturende orgaan voor de keuze van een adequate maatregel, moeten beschikken over informatie over de toestand van het bestuurde systeem en de omgeving.
Verder moet het besturende orgaan de beschikking hebben over een collectie stuurmaatregelen die in een redelijk verhouding staat tot de variëteit aan omstandigheden die zich voor kan doen.
Ten slotte is het noodzakelijk om binnenkomende informatie over de omgeving en de toestand van het bestuurde systeem met behulp van het model en rekening houdend met de doelstelling om te zetten in effectieve maatregelen. Deze informatie moet worden verwerkt.
Hoe meer informatie er verwerkt moet worden en hoe groter de samenhang in deze
informatie, hoe lastiger het besturingsprobleem. Het besturende orgaan moet dan ook
Van der Zwaan (1999) merkt op dat de concepten bestuurd systeem en besturend orgaan goed overeenkomen met het onderscheid tussen respectievelijk het productiesysteem en het besturingssysteem, oftewel met de productiestructuur en de besturingsstructuur.
Bij het ontwerpen van een besturingsstructuur of beslissingsstructuur gaat het om vragen als (Mize e.a., 1971): Welke beslissingen moeten er genomen worden? Hoe zijn deze gerelateerd? Welke informatie is er nodig voor het nemen van elke beslissing? De besturingsstructuur geeft uitsluitend aan welke beslissingen er binnen de organisatie genomen (moeten) worden en niet waar deze beslissingen genomen worden en wie aangesproken worden op de uitvoering (De Vries, 1999).
3.4.2 Steady-state model
In ’t Veld (1998) beschrijft dat voor het realiseren van doelen processen nodig zijn. Hij definieert een proces als een serie transformaties tijdens de doorvoer, als gevolg waarvan het ingevoerde element verandert in plaats, stand, vorm, afmeting, functie, eigenschap of enig ander kenmerk. De processen moeten worden uitgevoerd door mensen en middelen. Verder zijn er energie, hulpmiddelen en informatie nodig en de te transformeren invoer moet worden aangevoerd.
Wanneer er materiaal het systeem ingevoerd wordt, dan kan de combinatie van mensen, (hulp)middelen, energie en informatie, dit materiaal transformeren tot het gewenste uit te voeren product of de gewenste uit te voeren dienst. Dit transformatieproces van het materiaal tijdens de doorvoer is de productie. De materiaalstroom is gekoppeld met een informatiestroom. De mensen en middelen hebben steeds nieuwe informatie nodig om hun functie in het transformatieproces te kunnen uitvoeren.
In ’t Veld onderscheidt bij de uitvoering drie soorten processen: bewerkende, ondersteunende en regelende. Bewerkende processen dragen direct bij aan de invoer, aan de transformatie tijdens de doorvoer en aan de uitvoer. Ondersteunende processen verzorgen de mensen en middelenstroom en het instandhouden daarvan. Regelende processen moeten de activiteiten in de bewerkende processen onderling op elkaar afstemmen, maar zij moeten ook de ondersteunende processen afstemmen op de bewerkende processen en moeten bovendien alle interne processen afstemmen op de omgeving.
Op grond van theoretische overwegingen heeft In ’t Veld een functiemodel voor systemen
ontwikkeld: het steady-state model. Dit model is weergegeven in bijlage II. De functies in het
model zijn onderverdeeld in: functies in het bewerkende proces, functies in de regelkringen
voor de dagelijkse beheersing en functies in de regelkringen voor de normstelling.
In de regelkringen voor de dagelijkse beheersing worden een aantal activiteiten (functies) onderscheiden. Deze zijn: meten, vergelijken, regelen en ingrijpen. Het meten levert informatie die vergeleken wordt met bepaalde normen. Op basis van de resultante van deze vergelijking wordt er geregeld door het bepalen van noodzakelijke ingrepen en deze ingrepen worden vervolgens uitgevoerd door in te grijpen.
In ’t Veld maakt een duidelijk onderscheid tussen meten en vergelijken en ook tussen regelen en ingrijpen. De meet en ingreepfuncties in het steady-state model lijken echter bedoeld te zijn om de algemene toepasbaarheid van het model te vergroten door aan te geven dat er op meerdere plaatsen in het productieproces gemeten en ingegrepen kan worden. Bij het nog te ontwikkelen conceptueel model gaat het om de specifieke toepasbaarheid hiervan in dit onderzoek. Hierdoor kan er preciezer worden aangeven waar in het proces er gemeten en ingegrepen wordt en ontbreekt de noodzaak om het meten en het ingrijpen apart te vernoemen. In dit onderzoek wordt het meten dan ook als een activiteit beschouwd die bij het vergelijken hoort en wordt onder regelen zowel het bepalen als het uitvoeren van ingrepen verstaan.
Ook de besturing moet bestuurd worden. In termen van het steady-state model betekent dit dat normen vastgesteld dienen te worden (Bots e.a. 1999). Hiertoe zijn in het model de regelkringen voor de normstelling opgenomen. De Leeuw (2000) spreekt bij de besturing van de besturing over meta besturing, maar hij verstaat hieronder meer dan alleen het vaststellen van normen. Bij meta besturing is het bestuurde systeem zelf ook een besturend orgaan. Het meta besturende orgaan kan zich hierdoor richten op de voorwaarden voor effectieve besturing van het besturende orgaan. De besturing van de besturing of meta besturing kan zich behalve op de normen dus ook richten op een of meerdere van de overige voorwaarden voor effectieve besturing
9.
In dit verband is het ook interessant om te wijzen op het in de literatuur veel gemaakte
onderscheid in drie besturingsniveaus (o.a. Mesarovic e.a., 1970): strategische besturing,
adaptieve besturing en operationele besturing
10. Strategische besturing richt zich op het
stellen van doelen die de lagere besturingsniveaus beperken. Op het adaptieve niveau vindt
de vertaling van de algemene doelen in operationele prestatiecriteria plaats. Het operationele
niveau omvat de concrete operationele besturing van het productieproces. De operationele
besturing is waar dit onderzoek zich op richt. In bijlage III zijn de drie besturingsniveaus
schematisch weergegeven.
3.4.3 Afdelingsbeheersing
Bertrand e.a. (1998) maken onderscheid tussen korte-termijn bottlenecks en structurele bottlenecks van een afdeling. Structurele bottlenecks bepalen, gegeven de productmix, het productievolume van de afdeling en worden geanalyseerd bij de aggregaatplanning en de werkorder acceptatie. Korte-termijn bottlenecks hebben daarentegen betrekking op problemen in de productievoortgang van geaccepteerde werkorders in de afdeling en worden geanalyseerd bij de interne beheersing van de afdeling
11.
In dit onderzoek wordt de bundelruimte als een korte-termijn bottleneck beschouwd en daarom zullen nu een viertal, door Bertrand e.a. onderscheiden, beslisfuncties met betrekking tot de beheersing van productieafdelingen besproken worden.
De werkorder vrijgave is de functie die de afleverorders in de orderportefeuille van de afdeling omzet in productieorders of werkorders, die vrijgegeven worden voor productie in de afdeling.
Deze functie 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 onder controle is.
Afhankelijk van de interne structuur van een afdeling zullen er een of meer bottleneck capaciteiten zijn en kunnen er bijzondere eisen zijn met betrekking tot de tijdsplanning van bepaalde bewerkingen van de vrijgegeven werkorders. Dit brengt met zich mee dat er voor iedere werkorder een plan wordt opgesteld. Dit is de functie van de werkorder detailplanning.
De functie van de capaciteitstoewijzing/variatie is om op korte termijn de capaciteit per bewerkingssoort of machinesoort tijdelijk uit te breiden of in te krimpen. Dit gebeurt veelal door de inzet van mensen te variëren over de verschillende bewerkingssoorten, of door meer of minder mensen aan te nemen (vaak op tijdelijke basis). Op deze manier is een afdeling in staat om een orderstroom met een wisselend volume en een wisselende samenstelling tijdig te verwerken.
Gegeven de voortgang van de orders in de afdeling en gegeven het gebruik van de beschikbare flexibele capaciteit, moet er bij elke werkplek nog beslist worden in welke volgorde de aanwezige of komende orders verwerkt moeten worden. Dit is de functie van de werkuitgifte of werkorder volgorde bepaling.
11Afdeling is hier een abstract begrip en moet niet verward worden met een organisatorische eenheid. De twee in
hoofdstuk 2 onderscheiden productiesystemen zijn te zien als twee zoals hier bedoelde afdelingen.
3.4.4 Conceptueel model
Bij de bespreking van het besturingsparadigma kwam naar voren dat er bij besturing minstens twee deelsystemen betrokken zijn: het bestuurde systeem en het besturende orgaan. Ook is vastgesteld dat de concepten bestuurd systeem en besturend orgaan goed overeenkomen met het onderscheid tussen het productiesysteem en het besturingssysteem.
Het totale productiesysteem of productieproces is in hoofdstuk 2, op basis van logistieke overwegingen, al onderverdeeld in een tweetal productiesystemen. Deze beide systemen zijn ontkoppeld door het klantenorder ontkoppelpunt, dus wat er gebeurd bij de productie van het staal (in het eerste productiesysteem) is niet direct van invloed op wat er gebeurd bij de verdere verwerking van het staal (in het tweede productiesysteem). Uit de probleemomschrijving blijkt dat het probleem zich afspeelt in het tweede productiesysteem. In dit systeem valt, door in de vraagstelling te spreken over de te bundelen materiaalstromen, de eindopslag & verzending al direct buiten het bereik van het onderzoek. Immers, op het moment dat een rol in een eindmagazijn opgeslagen wordt, is deze al gebundeld en is er dus geen sprake meer van te bundelen materiaal.
Bij de bespreking van het theoretische concept van afdelingsbeheersing zijn een aantal beslissingen genoemd die van invloed zijn op het in dit onderzoek onderhavige probleem. Zo is de werkorder vrijgave beslissing van invloed op de hoeveelheid onderhanden werk in het tweede productiesysteem en dus op de toestand in de buffers na de installaties die het te bundelen materiaal produceren. Gegeven de randvoorwaarde dat het aanbod van te bundelen materiaal als niet beïnvloedbaar beschouwd dient te worden, wordt er geen onderzoek naar deze beslissing gedaan. Ook de (mogelijkheid van een) detailplanning en de werkuitgifte op de installaties die het te bundelen materiaal produceren wordt om dezelfde reden niet onderzocht.
Door de voorgaande afbakening wordt alleen de besturing van de bundelruimte en de aanvoer van het te bundelen materiaal onderzocht. De grens van het bestuurde systeem wordt daarom getrokken om de materiaalstromen vanaf de direct voor de bundelruimte producerende installaties tot de eindopslag. De activiteiten die hier plaatsvinden zijn het bufferen, het transporteren en het bundelen van rollen. In figuur 5 (volgende bladzijde) is het transporteren niet terug te vinden, omdat het bij de te ontwerpen besturing niet gaat om het transportproces op zich, maar om het initiëren van de aanvoer van bepaalde rollen uit bepaalde buffers.
Boven het afgebakende deel van het productiesysteem is in figuur 5 het besturingssysteem
weergegeven. Bij de bespreking van het steady-state model werd er gewezen op het
informatie en het regelen (het bepalen en uitvoeren van ingrepen) op basis van deze vergelijking.
Figuur 5: Conceptueel model
Een eerste input voor het operationele besturingssysteem is informatie aangaande criteria die een rol spelen bij de besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen [
1]. Daarnaast krijgt het besturingssysteem informatie over de locatie, het volume en de samenstelling van het werkelijke [
2] en het verwachte aanbod [
3] van te bundelen materiaal
12. Verder krijgt het besturingssysteem ook informatie over de toestand in de bundelruimte [
4] en informatie over de toestand bij de opslag & verzending [
5].
Op basis van de vergelijking van de hiervoor beschreven informatie [
2 - 5] met de criteria [
1], wordt er geregeld door beslissingen te nemen en uit te voeren omtrent het variëren van inpakcapaciteit [
6], de verwerkingsvolgorde van rollen in de bundelruimte [
6] en de aanvoer van bepaalde rollen uit bepaalde buffers [
7]. Informatie over de bij de operationele besturing van de bij KB2 te bundelen materiaalstromen genomen beslissingen wordt aan de omgeving doorgegeven [
8].
12Met locatie wordt bedoeld de buffer of de installatie waar het materiaal van afkomstig is.
• Capaciteit variëren
• Volgorde bepalen
• Aanvoer initiëren
6 1
8
5
4 3
2
bufferen bundelen
7
