6: Wat zijn productieprocessen?

Om iets te produceren, moeten heel simpel gezegd drie stappen doorlopen worden: (1) inkopen van de benodigde onderdelen, (2) het maken van het product en (3) het product opsturen naar de klant. Exhibit 6.1 geeft deze stappen weer. Afhankelijk van de wensen van de klant, verschilt de doorlooptijd van producten: de tijd die nodig is om te reageren op een order van de klant. De verschillende producten worden ingedeeld in verschillende soorten groepen. Dit gebeurt aan de hand van waar het customer order decoupling point (CODP) zich bevindt. Dit begrip is de plek waar de voorraad is gepositioneerd in de supply chain. De verschillende groepen zijn:

• Make-to-stock: klanten worden bediend van een voorraad met voltooide producten.

• Assemble-to-order: een combinatie van voor-gemonteerde onderdelen wordt gemaakt om te voldoen aan de specifieke wensen van een klant.

• Make-to-order: een product wordt gemaakt van grondstoffen, nadat de klant een order heeft geplaatst.

• Engineer-to-order: het bedrijf werkt samen met de klant om het product te maken, en maakt het dan van gekochte materialen, onderdelen en componenten.

Een combinatie van deze verschillende soorten is mogelijk.

In een make-to-stock omgeving is het belangrijkste de balans vinden tussen de voorraad voltooide producten en het niveau van dienstverlening aan de klant. Hier zit een trade-off in, want meer voorraad lijdt tot meer kosten. Daarom proberen veel bedrijven zo lean mogelijk te worden, waarbij ze veel dienstverlening verlenen met een minimum niveau van voorraad.

In een assemble-to-order systeem is flexibiliteit erg belangrijk. Door het CODP te verschuiven van make-to-stock naar assemble-to-order is het mogelijk om veel meer verschillende soorten producten te maken, door de onderdelen op verschillende manieren te combineren. Het totaal aantal combinaties te maken kan je uitrekenen door:

N₁ x N₂ x … x N_n

Exhibit 6.2 laat een voorbeeld zien van een make-to-stock proces map. De manier waarop materiaal zich in het proces bevindt kan beschreven worden op twee manieren: (1) materiaal wordt verplaatst  “work-in-process voorraad”; (2) het materiaal vormt voorraad en acteert als een “buffer” totdat het gebruikt kan worden. Een maatstaf is total average value of inventory: de totale investering in voorraad van het bedrijf, wat bestaat uit de pure materialen, de work-in-process en voltooide goederen. De inventory turn is een efficiëntere maatstaf, waar de kosten van verkochte goederen worden gedeeld door de total average value of inventory. Een maatstaf die hiermee direct gerelateerd is, is days-of-supply, wat meet hoeveel dagen het duurt voordat een product is gemaakt.

Simpele systemen kunnen snel geanalyseerd worden met behulp van Little’s law, die zegt dat er een relatie bestaat tussen de voorraad, doorvoersnelheid en de doorlooptijd. Formule:

Inventory = throughput rate x flow time

Throughput rate is de gemiddelde snelheid (units/dagen) waarmee een item door het proces gaat. Flow time is de tijd die nodig is om compleet door het proces te gaan. Little’s law werkt alleen als het proces stabiel is over de tijd. Zie example 6.1.

Processelectie is de strategische beslissing van het selecteren van de productieprocessen die nodig zijn om een product of dienst te produceren. Deze organisatie van een productie proces kan op vijf verschillende manieren:

• Project lay-out: het product blijft op een vaste locatie en de benodigde arbeid, materiaal en uitrusting gaan naar het product toe in plaats van andersom. Een voorbeeld is een huis dat gebouwd wordt.

• Workcenter: ook wel job shop, houdt in dat gelijke uitrusting of functies zich op dezelfde plek bevinden, zoals alle boormachines op één plek. Dit proces kent veel flexibiliteit en kan veel verschillende producten produceren, maar vaak op een kleinere schaal.

• Manufactering cell: speciale ruimte waar een groep van gelijke producten wordt geproduceerd. Deze cellen worden gemaakt om een specifieke set van processen uit te voeren, vaak op kleinere schaal.

• Assembly line: een item wordt geproduceerd door een vaste volgorde van werkstations, ontworpen om een specifieke productiesnelheid te bereiken voor een groot volume van producten. Dit wordt bijv. gedaan bij het maken van een auto.

• Continuous process: zelfde als assembly line omdat het een vaste volgorde volgt, maar het verschil is dat de flow continue is zoals bij vloeistoffen of medicijnen, in plaats van discreet.

Met deze begrippen is de product-proces matrix opgesteld (zie exhibit 6.3). Hierbij staat er bij de verticale as de product standaardisatie en bij de horizontale as het productvolume. Op de diagonaal van linksboven naar rechtsonder staat op volgorde: project, workcenter, manufactering cell, assembly line, continuous process.

Exhibit 6.4 geeft een voorbeeld van een manufacturing cell.

De meest voorkomende assembly line is een lopende band die door een serie van werkstations gaat in een uniforme tijdsaankomst, de workstation cycle time genoemd, dat ook de tijd is tussen opeenvolgende units die van de band afkomen. Het werk dat op elk station gedaan wordt bestaat uit taken. Het totale werk dat op een werkstation gedaan moet worden is gelijk aan de som van de taken voor dat werkstation. Het assembly-line balans probleem is het probleem van het toewijzen van taken aan een serie van werkstations zodat de gewenste cycle time wordt gehaald en de idle time (de stilstand tijd) wordt geminimaliseerd. De precedence relatie bemoeilijkt dit proces, doordat er een gewenste volgorde is waarin de taken moeten worden uitgevoerd. De stappen in het balanceer-proces:

• Specificeer de sequentiële relaties tussen taken door het maken van een precedence diagram, die gelijk is aan het project netwerk diagram in H5.

• Bepaal de benodigde werkstation cyclus tijd (C):

  Cycle time (C)= production time per day/ required output per day (in units)

• Bepaal het theoretische minimum aantal van werkstations (N_t):

  N_t = sum of task times (T) / cycle time (C)

• Selecteer een primaire en secundaire regel voor toewijzing van taken aan werkstations.

• Wijs taken toe aan werkstations totdat de tijd van de taken gelijk is aan de werkstation cycle time of er geen tijd meer is voor de taak.

• Evalueer the efficiëntie van de balans:

  Efficiency= sum of task times (T) / (actual number of workstations (N_a) x cycle time)

• Als de balans niet goed is, balanseer dan opnieuw door een andere beslissingsregel te gebruiken. Zie exampe 6.2!

Vaak bepaalt de langste taak de kortst mogelijke werkstation cycle time voor de productielijn. Echter, soms is het mogelijk om de langste taak korter te maken. Dit kan door:

1. Opsplitsen van taken;

2. Delen van de taken;

3. Gebruik van parallelle werkstations;

4. Gebruik van een werknemer met betere kwaliteiten;

5. Overwerken;

6. Herontwikkelen van het product.

Assembly-line balanceren resulteert vaak in ongelijke werkstation tijden. Flexibele lijn layouts zoals in exhibit 7.6 kunnen dit probleem oplossen. Ook een U-gevormde lijn kan de onbalans verhelpen.