Citation preview
Meer grip op fabrieksprestaties Smartanalytics.axians.nl
Axians Hogeweg 41 5301 LJ Zaltbommel Tel: +31 88 988 90 10 -
www.axians.nl
SMART INDUSTRY
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
102
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
H1. Inleiding
4
5
7
9
14
Contact Meer weten over de visie van Axians op Smart Industry, neem
dan contact op met Axians via +31 88 988 90 10 of ga naar
www.smartanalytics.axians.nl
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
104
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
1. Inleiding De Nederlandse economie en industrie zitten in de
lift. Veel producenten investeren flink in innovatie. Ze willen
graag meesurfen op de golf van economische vooruitgang. Nieuwe
technologieën als slimmere robots, 3D-printing en machine learning
winnen terrein en bieden grote kansen om het productieproces te
optimaliseren. Dat is voor veel fabrieken het uit- eindelijke doel:
niet alleen slimmere producten maken, maar deze vooral ook slimmer
produceren
Maar wat verstaan we onder slimmer produceren? Slimmer is in dit
geval efficiënter, met flexibele, op data gebaseerde veranderingen
op uiteenlopende vlakken. Denk daarbij aan aanpassingen op het
gebied van afvalreductie, energiebesparing, outputvergroting,
voorraad optimalisatie, voorkomen van storingen, het samenstellen
van de beste teams enzovoorts.
Harde doelen Producenten kunnen op elk gebied harde doelen stellen.
Bijvoorbeeld: Hoeveel wil ik de komende vijf jaar besparen op
energie- of voorraadkosten en met hoeveel procent wil ik mijn
bedrijfsafval terugbrengen of output vergroten? Per doelstelling is
het vaak al uitdagend genoeg om de bijbehorende targets te
realiseren en vast te houden. Laat staan dat producenten grip
kunnen houden op het geheel. Het is voor producenten lastig om de
juiste verbanden tussen hun assets en resultaten te leggen.
Bijvoorbeeld tussen mensen, machines, tools, systemen, processen en
producten. Het in kaart brengen van deze verbanden is echter niet
de grootste uitdaging. Want hoe maak je de resultaten van verande-
ringen meetbaar, hoe kan je op basis van deze data sturen en grip
houden?
In deze whitepaper gaan we dieper in op deze vragen. De meest
voorkomende uitdagingen en valkuilen die een slimmere productie in
de weg staan, komen aan bod. Daarna bekijken we hoe een Plant
Performance-concept deze uitdagingen het hoofd kan bieden. Welke
KPI’s en andere stuurinformatie zijn te identificeren om
productiedoelen zo slim mogelijk te realiseren?
‘Hoe kan je op basis van data sturen en grip houden’
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 5
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
(Tesla car) is way more challenging than the
machine itself.’
2. Smart Industry en procesinnovatie Nederland is de laatste jaren
steeds interessanter geworden als produc- tieland. De maakindustrie
is innovatief en een stimulans voor de econo- mie. Maar liefst 60
procent van alle R&D-investeringen komt voor reke- ning van de
industrie. Dat heeft een nieuwe industriële revolutie in gang
gezet: de transitie van een traditionele economie naar een Smart
Industry (zie whitepaper Smart Industry).
Naast de transitie naar Smart Industry of Industry 4.0 wint
Nederland ook steeds vaker de concurren- tieslag met
lageloonlanden. Dat lukt door mensen en middelen slim en efficiënt
in te zetten. Zo maken producenten niet alleen hoogwaardige
producten, maar produceren zij deze ook op een hoogwaardige manier.
Tegelijkertijd nadert het loonniveau van lageloonlanden de westerse
staandaarden (zie blog Smart Industry). Quote Elon Musk: “Building
the machine (GigaFactory) that builds the machine (Tesla car) is
way more challenging than the machine itself”.
Een hoogwaardige productie ontstaat niet door een fabriek vol te
hangen met sensoren, robots te plaat- sen en alleen HBO+
medewerkers in te huren. Deze investeringen verbeteren de productie
misschien wel, maar leiden niet automatisch tot een beter
fabrieksresultaat. Een consistente verbetering van het resultaat
vereist een visie die bij de realisatie rekening houdt met de
technologische ontwikkelingen rondom procesinnovaties zoals:
- Integratie fabrieksprocessen - Mass customization - Robotisering
& digitalisering - Voorspellend onderhoud
Stip op de horizon Voor de meeste productiebedrijven is
hoogwaardige productie (Smart Industry of Industry 4.0) een stip op
de horizon en de reis daarheen is een behoorlijke uitdaging. De
eerste stappen zijn vaak de kleine verbeteringen die snel resultaat
opleveren. Het geld dat een organisatie zo verdient, is vervolgens
beschikbaar voor nieuwe initiatieven. Zo groeit een organisatie
gestaag en autonoom, en verbetert het onderscheidend vermogen. De
praktijk is echter weerbarstig.
Objectieve feiten en meten is weten De procesinnovaties gaan steeds
sneller. De vraag is echter welke ontwikkelingen het meest relevant
voor de business zijn en goed aansluiten bij de bedrijfsvisie?
Welke zijn haalbaar en wat zijn de risico’s? Om echt stappen te
zetten, is focus cruciaal. Maar maakt het management wel de juiste
keuzes, op basis van de beste en complete informatie? En zijn korte
termijn beslissingen in lijn met lange termijn visie (zie
whitepaper Top/Shopfloor Integration)? Dat is de uitdaging, want
strategische keuzes worden steeds vaker genomen op basis van harde,
objectieve feiten.
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
106
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
Hoe realiseren productiebedrijven hun visie? Dat vraagt in ieder
geval om een vertaling hiervan naar kritieke doelstellingen en
bijbehorende, kritieke prestatie indicatoren (KPI’s). Het is
daarbij ook van belang te bepalen wat absoluut noodzakelijk is en
keuzes te maken (focus en speerpunten). Voor veel
productiebedrijven is het vervolgens een uitdaging om te bepalen
wat er precies gemeten moet worden. Dat geldt ook voor de
beschikbaarheid en de kwaliteit van de bijbehorende data en de
onafhankelijk- heid en betrouwbaarheid van de databronnen. Een goed
inzicht in feiten is nodig voor het nemen van betere, operationele
beslissingen. Intuïtie en ervaring blijven hierbij ook belangrijk
maar worden beter ondersteund door feiten gebaseerd op data.
In veel fabrieken die al langer volgens een zelfontwikkelde methode
produceren, is data vaak niet van goede kwaliteit.
Eilandautomatisering geeft een gefragmenteerd beeld. Binnen deze
fabrieken wordt bijvoorbeeld de Overall Equipment Effectiveness
(OEE) op machineniveau gemeten in plaats van op fa- brieksniveau.
Dat gebeurt onder andere omdat de fabrikant een machine leverde,
inclusief een scherm- pje met de OEE. Al snel blijkt dan dat de
OEE-meting per week verschilt, maar de oorzaak is onbekend.
Plant Performance-concept In deze situatie zijn de gevolgen van de
handelingen van operators niet goed inzichtelijk voor het gehele
productieproces. De prestaties van en samenhang tussen productie,
kwaliteit, voorraad, onderhoud, kosten en teams zijn niet helder.
Het verduidelijken van de relatie tussen deze belangrijke aspecten
is de eerste stap naar procesoptimalisatie en meer grip op het
fabrieksresultaat. Want deze informatie is dé basis voor
succesvolle, nieuwe procesinnovaties. Hiermee kunnen fabrieken écht
de volgende stappen naar hoogwaardige productie zetten. Om dat te
realiseren moet de basis op orde zijn. Het Plant
Performance-concept biedt dan uitkomst.
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 7
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
3. Plant Performance- concept Het doel van Plant Performance is de
fabrieksprestaties optimaliseren met de visie als vertrekpunt. Dit
kan door de focus op de samenhang van fabri- cageprocessen en op de
afhankelijkheden van kritieke objecten binnen de fabriek te
leggen.
Deze processen gelden voor de productie, kwaliteit, voorraad en het
onderhoud. Kritieke objecten bin- nen de fabriek zijn de door
mensen uitgevoerde functies, machines, producten en systemen die
een specifieke meerwaarde (intellectueel eigendom) aan het product
of dienst toevoegen. Plant Performance biedt organisaties
vervolgens meer grip op kosten, bezettingsgraden van
productiemiddelen en juiste inzet van mensen. Hiervoor gebruiken ze
data uit verschillende systemen. Deze data is de grondstof voor de
meters (KPI’s) waarop het management wil sturen en die past bij de
visie van de fabriek. Door data slim te gebruiken creëert het
management extra inzicht en zijn de gevolgen van wijzigingen in
productievolumes en -planning, de grootte van de productieseries of
bestellingen en de capaciteits- planning van mensen snel door te
rekenen.
Voordelen van Plant Performance • Meer feitelijk inzicht in
oorzaak-gevolgrelaties tussen productie,
voorraad, kwaliteit en onderhoud. • Mogelijkheid om te sturen op
KPI’s en op basis van een gedetailleerd
inzicht in kosten en prestaties. • Meer grip op fabrieksresultaat:
het geeft handvatten om het productieproces slimmer
in te richten en uit te voeren op weg naar hoogwaardige
productie
Een succesvol Plant Performance-concept opzetten Het vertrekpunt
voor succesvolle Plant Performance is een algemeen gedragen,
bedrijfsbrede visie. Het is verder aan te raden om van binnen naar
buiten te redeneren. Simpel gezegd; een groep van mensen, machines
en systemen voert binnen een fabriek taken uit om van grondstof tot
eindproduct te komen. Binnen dit productieproces kunnen de
operators gedurende de productie (real-time) bijsturen. Verder
kunnen engineers ontwerpoptimalisaties doorrekenen en
productieplanners een gedetailleerde productieplanning opleveren.
Zo is steeds bekend wanneer welk product op welke lijn
geproduceerd
'Het vertrekpunt voor succesvolle Plant
Performance is een algemeen gedragen,
bedrijfsbrede visie’
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
108
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
wordt. Vervolgens kunnen servicemonteurs hier rekening mee houden
bij de planning en uitvoering van onderhoudstaken. Op basis van
deze informatie ontstaat een gedetailleerd, bottom-up beeld van de
huidige situatie onder normale, stabiele omstandigheden. Vervolgens
staan drie vragen centraal:
1) In welke mate leveren de taken een bijdrage aan het realiseren
van de doelstellingen en wat zijn de bijbehorende risico’s?
2) Welke gebeurtenissen of omstandigheden zetten deze stabiele
situatie onder druk? 3) Welke kritieke objecten vormen de
bottleneck en hoe kan dit opgelost worden?
De antwoorden op de bovenstaande vragen zijn van belang om de
juiste knoppen of KPI’s en stuurpara- meters te identificeren. Dat
geldt overigens voor managers en operators. Zij zijn immers
onlosmakelijk met elkaar verbonden en functioneren in lijn met de
bedrijfsvisie. Een essentieel punt binnen Plant Performance is het
gebruik van consistente data en een feitelijk inzicht in de relatie
tussen de KPI’s.
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 9
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
4. De praktijk Hoe worden de inzichten voor betere Plant
Performance vervolgens in de praktijk gecreëerd? Dat kan via een
Plant Performance Dashboard, een operationeel managementdashboard
met relevante KPI’s en stuurpara- meters. Dit dashboard wordt
gevoed met data uit verschillende systemen (kwaliteitssystemen,
MES-, ERP- of HR-systemen) die logisch gekoppeld zijn. Verder biedt
een dashboard de mogelijkheid om de achterliggende informatie
(verdiepingsrapportages) te tonen. Als er een KPI op rood staat,
kan de gebruiker inzoomen op detailinformatie.
In de praktijk is elke fabriek uniek. Toch lijken de doelstellingen
vaak behoorlijk op elkaar. De meeste fabrieken zoeken voortdurend
naar slimmere manieren om tegen lagere kosten te produceren. Onder-
staand een overzicht van de meest gebruikte
productiviteitsindicatoren uit de praktijk die een Plant
Performance Dashboard in relatie tot elkaar weergeeft.
Productiviteitsindicatoren Overall Equipment Effectiveness is een
belangrijke productiviteitsindicator. OEE toont hoe machines of
installaties presteren in verhouding tot hun theoretische potentie.
Bedrijven die serieus investeren in productiefaciliteiten zullen
ontdekken dat de OEE een essentiële indicator is. De OEE meet het
functioneren van een machine op drie vlakken:
- Beschikbaarheid: feitelijke draaitijd versus theoretische
draaitijd - Prestatie: feitelijke verwerkingssnelheid versus
standaardverwerkingssnelheid - Kwaliteit: hoeveelheid goed product
vesus totale hoeveelheid product
De OEE meet prestaties die worden afgezet tegen een benchmark of
standaard. Elke fabriek heeft eigen mogelijkheden en beperkingen
die voor afwijkingen zorgen. Daarom is de absolute waarde van de
OEE niet zo relevant. Het gaat om de continue meting en de continue
verbetering ten opzichte van het eigen startpunt.
Plant Performance Dashboard
Wat zijn de werkelijke kosten van dit product / deze batch?
Voor veel productiebedrijven is het meest haalbaar en effctief om
aan de ‘OEE knoppen te draaien’.
Totale productietijd
Geplande productietijd
Geplande productietijd
Werkelijke productietijd
Goede producten Defecten OEE = 77% x 85,7% x 91% = 60%
OEE
Snelheidsverlies
Tijdsverlies
Ongepland
Dit vereist gedetailleerd inzicht en een snel reactievermogen om
met die inzichten iets te doen.
FABRIEK
dat de OEE een essentiële indicator is’
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
1010
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
Een andere belangrijke productiviteitsindicator is de Overall Labor
Effectiveness (OLE). Dit is de effectie- ve inzet van arbeid en
waarschijnlijk de meest ondergewaardeerde en onbenutte KPI. OLE
kwantificeert de meeste belangrijke assets van een producent: de
mensen. De arbeidseffectiviteit is te berekenen via drie
samenhangende aspecten:
- Bezetting: directe uren versus aanwezigheidsuren - Prestaties:
feitelijke handelingssnelheid versus standaard handelingssnelheid -
Kwaliteit: percentage arbeidsuren gespendeerd aan rework of
afval
Voor de meeste bedrijven vormen arbeidskosten nog steeds een
significant deel van de fabricagekos- ten, alhoewel veel
efficiëntieprogramma’s deze behoorlijk hebben teruggedrongen. De
theoretische inhoudelijke werkzaamheden die horen bij fabricage
zijn waarschijnlijk wel bekend, maar zijn ze te vergelijken met de
feitelijke loonkosten? Terwijl de OEE vaak algemeen bekend en
geaccepteerd is, is de OLE zelden tot in detail uitgewerkt.
Om de arbeidseffectiviteit te verbeteren, is het noodzakelijk om
deze tot in detail te meten en bij te hou- den langs de as van
product, team, shift, operator, activiteit en verschillende andere
variabelen. Helaas kunnen de meeste productieteams alleen een
gemiddelde OLE over de gehele organisatie genereren. Deze aanpak
legt niet uit wie, waarom en wanneer (on)voldoende presteert. Laat
staan dat er inzicht is in de prestaties van specifieke teams of
operators. Met een gedetailleerd OLE-inzicht is dat wel mogelijk.
Daarmee kunnen fabrikanten inzoomen op specifieke gebieden die de
grootste prestatieverbeteringen leveren voor de mensen. Dit is geen
‘big brother’-middel, maar biedt mensen inzicht in hoe en wanneer
ze het meest effectief zijn en hoe ze kunnen blijven
verbeteren.
Kwaliteitsindicatoren Dankzij continue verbeterprogramma’s, zoals
Lean Six Sigma, hebben concepten zoals First Time Right en Zero
Defects aan populariteit gewonnen. Dit heeft ertoe geleid dat de
investering in het streven naar goede kwaliteit en naar nul fouten
(Zero Defects) zichzelf al snel terugverdiende door de verbetering
van productieprocessen. First Time Right is het percentage van
veranderingen dat bij de eerste keer van uitvoering direct hun doel
bereikte. Hiertegenover staan de kosten van Non Quality of Poor
Quality. Deze kosten ontstaan omdat niet aan de gestelde klanteisen
voldaan is.
Plant Performance Dashboard
Wat zijn de werkelijke kosten van dit product / deze batch?
Voor veel productiebedrijven is het meest haalbaar en effctief om
aan de ‘OEE knoppen te draaien’.
Totale productietijd
Geplande productietijd
Geplande productietijd
Werkelijke productietijd
Goede producten Defecten OEE = 77% x 85,7% x 91% = 60%
OEE
Snelheidsverlies
Tijdsverlies
Ongepland
Dit vereist gedetailleerd inzicht en een snel reactievermogen om
met die inzichten iets te doen.
FABRIEK
zoals First Time Right en Zero Defects aan
populariteit gewonnen’
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
1012
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
Onderhoudsindicatoren De Mean Time Between Failures (MTBF) is een
onderhoudsindicator die meer grip biedt op de fabrieksprestaties.
De MTBF is het gemiddelde storingsvrije interval. Het is een manier
om de betrouw- baarheid van onderdelen te vergelijken. De MTBF
wordt meestal geleverd door de leverancier van de
machineonderdelen, die zich daarbij baseert op testen uit het
laboratorium en (steekproeven vanuit) de machines in het veld. De
MTBF biedt een producent inzicht in optimalisatiemogelijkheden van
het onderhoudsproces door de inzet van betrouwbaardere onderdelen.
Ook kan de MTBF uitwijzen of een bepaalde onderhoudsstrategie
werkt.
De verhouding tussen storingen, nieuwplaatsingen en
onderhoudsactiviteiten is eveneens een nuttige onderhoudsindicator.
Dit geeft een beeld van de uitvoering van onderhoud. Voor een goede
indicatie is het zaak de vaardigheden of ervaringen van de monteurs
of operators te matchen met de moeilijk- heidsgraad van de klus en
de beschikbare capaciteit van de (juiste) monteurs of
operators.
Voorraadsindicatoren De omloopsnelheid van de voorraad is nog
steeds de meest gebruikte voorraadsindicator die weergeeft hoe vaak
een voorraadhoeveelheid per jaar wordt verkocht. Daarnaast meten
veel producenten het aantal dagen dat een voorraad eindproducten in
het magazijn ligt. De meest gebruikte – en wellicht ook meest
eenvoudige – analysemethode voor inzicht in de ontwikkeling van
voorraadhoogte, is de ABC-voorraadanalyse. Een andere
voorraadsindicator is de economische bestelgrootte (Formule van
Camp). Deze formule berekent de optimale verhouding tussen de
bestelkosten en de voorraadkosten. Met enkele aanpassingen wordt
deze formule ook gebruikt voor het berekenen van optimale produc-
tieseries (batches).
Ook de betrouwbaarheid van levertijd (Delivered In-Full, On Time -
DIFOT) is een veelgebruikte voor- raadsindicator. Deze indicator
houdt rekening met de wisselvalligheid van de leverancier. Als hij
elke keer een andere levertijd vermeldt en deze nakomt, is hij toch
zeer betrouwbaar. Of deze wisselvalligheid handig is voor
voorraadbeheersing, is een ander verhaal. Dit zijn zaken die een
producent kan aankaarten tijdens leveranciersbeoordelingen en
onderhandelingen.
Financiële indicatoren Bedrijven berekenen de financiële gevolgen
van specifieke acties steeds vaker tot in detail. De gedachte is:
‘leuk die retailercampagne aan het eind van de maand, maar hoeveel
gaat ons dat kosten?’. Er zijn twee financiële KPI’s die passen
binnen de hierboven beschreven trend om meer inzicht in specifieke
producten of batches te krijgen om zo fabrieksprestaties te
verbeteren. De eerste is het Netto Ope- rationeel Werkkapitaal. Dit
is het nettobedrag dat wordt vertegenwoordigd door de
bedrijfsmiddelen (assets) die de fabriek nodig heeft voor de
dagelijkse productie. De tweede KPI is de Opbrengst Ingezet
Kapitaal ofwel de omloopsnelheid van het totaal ingezet kapitaal in
verhouding tot de winst die met dit kapitaal is gerealiseerd.
'De verhouding tussen storingen,
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
Axians - Tel: +31 88 988 90 10 Axians - Tel: +31 88 988 90
1014
WHITEPAPER SMART INDUSTRY
Afsluiting Dat productie, voorraad, kwaliteit en onderhoud binnen
een fabriek elkaar beïnvloeden is duidelijk. Maar de exacte
verbanden zijn vaak nog een blackbox.
Plant Performance maakt verbeteringen tastbaar, meetbaar en biedt
zo extra duidelijkheid. Een Plant Performance-concept helpt om het
productieproces in lijn met de bedrijfsvisie te brengen. Het maakt
KPI’s inzichtelijk, waardoor operators en managers weten aan welke
knoppen ze moeten draaien om verbeteringen in het productieproces
slim en efficiënt door te voeren. Het gevolg is meer grip op het
totale fabrieksresultaat gebaseerd op actuele data en afgestemde
KPI’s. Concreet gaat het bij Plant Performance over meer grip op de
bezettingsgraden van productiemiddelen, kosten of inzet van de
juiste mensen. Het concept stelt het management bovendien in staat
om de impact van specifieke wijzigingen op een consistente manier
door te rekenen. Bijvoorbeeld aanpassingen in productievolu- mes en
-planning, in de grootte van de productieseries of bestellingen en
in de capaciteitsplanning van mensen.
Plant Performance in de praktijk Samen met productiebedrijven maakt
Axians een vertaling van de bedrijfsvisie en operationele doelstel-
lingen naar de juiste KPI’s. Door deze KPI’s op de juiste manier in
een Plant Performance Dashboard te visualiseren, ontstaan betere
inzichten die leiden tot meer grip op het fabrieksresultaat. De
data die bij deze KPI’s hoort, zit vaak opgeslagen in verschillende
systemen zoals process histories, MES, ERP en HR. Axians benut
beproefde tools om deze data efficiënt onder te brengen in één
platform. Van hieruit wordt het Plant Performance Dashboard op een
betrouwbare en consistente manier geleverd. Via dit dashboard
hebben managers en productieteams inzicht in alle relevante KPI’s
en stuurparameters. Zo hebben ze real-time zicht op de voorraden,
financiën, onderhoud, kwaliteit en productiviteit van kritieke
objecten, en de mogelijkheid om het productieproces toetsbaar te
optimaliseren.
Axians volgt de nieuwste ontwikkelingen binnen de industriesector
en op het gebied van ICT-infrastruc- tuur, data-integratie en
-analyse en predictive maintenance op de voet. In de loop der jaren
hebben we best practices ontwikkeld om te komen tot een
stapsgewijze en praktische toepassing van Plant
Performance-concepten bij industrieklanten.
'Plant Performance maakt verbeteringen
duidelijkheid’
SMART INDUSTRY WHITEPAPER
Hogeweg 41 5301 LJ Zaltbommel Tel: +31 88 988 90 10 -
www.axians.nl
SMART INDUSTRY