smart industry - axians
TRANSCRIPT
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
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