Digitale fabriek - I2 - Sirris - productiedata

Ruwe productiedata voor intelligente
beslissingsondersteuning bij planning en
executie

het collectief centrum van de Belgische technologische industrie

ERP is vóór alles transactioneel

 ERP zorgt voor afhandeling/beheer
van administratie en productie

 Bepaalt niet HOE je de productie moet
runnen, optimaliseert niet(s)

 Bevat een schat aan te exploiteren
data, waaruit kennis kan gedistilleerd
worden, nodig voor een goed beheer
van de productie

© Sirris | www.sirris.be | info@sirris.be | 10-4-2012 2

Over welke data beschikken we?

 De vraag (historisch – toekomstig)
 Beschikbare capaciteit (machines – personeel)
 Routings / BOM’s
 Procestijden
 Verschillende soorten kosten
 Input/output gegevens op werkvloer: aantal orders en vrijgegeven
werk (Work-In-Process)
 Jobregistratie van werkvloer – orderopvolging
 Voorraadgegevens: status, parameters (in ERP)


Wat ontbreekt in ERP:

Intelligentie/ondersteuning ivm:

 Vragen rond optimale bezetting / capaciteit
 Bepaling van de optimale Work-In-Process niveaus
 Optimale lotgroottes
 Berekening van voorraadparameters en demand forecasting

 In deze presentatie worden een aantal voorbeelden gegeven hoe deze
vraagstukken kunnen aangepakt worden.


1. Balans voorraad – capaciteit
(Productieplanning – MLT)

 Probleemstelling: er treedt seizoenaliteit op waarbij de vraag in sommige
periodes de maximum capaciteit overstijgt; indien in een periode met vraag <
max.capaciteit niet tijdig voorraad aangelegd wordt, kunnen de pieken niet
opgevangen worden.

 Bepaal het ideale moment om de capaciteit (shifts, productielijnen…) te
verhogen en voorraad aan te leggen.


1. Balans voorraad – capaciteit (MLT)

 Dit probleem kan opgelost worden door het inzetten van een Lineaire
Programmerings-model: dergelijk model heeft, bijvoorbeeld, volgende in- en
outputs:

 Inputs:
 Vraag
 Beschikbare capaciteit (machines, shifts, …)
 Kost (voorraad, arbeid, recrutering, training, …)
 Historische gegevens beginsituatie
Outputs:
 # week teams in week i
 # weekend teams in week i
 # week teams op inactief in week i
 # weekend teams op inactief in week i
 Productie in week i


1. Balans voorraad – capaciteit (MLT)

 Principe Lineaire Programmering

Principe van Lineaire Programmering

 Door toepassing van deze methode kennen we dus niet alleen het ideale
moment om meer te gaan produceren, maar tevens alle beschreven outputs
per tijdsperiode (dag, week) en dit voor de hele gekozen planningshorizon
(bv. een jaar). Het model wordt bijv. wekelijks uitgevoerd, waardoor de
horizon steeds vooruitschrijdt.


2. Operationele productieplanning (KT)
(vóór de ordervrijgave)

 Hoe “vol” mag je de productiecapaciteit plannen om de vooropgestelde
leverbetrouwbaarheid te halen, met het gegeven orderboekje als
randvoorwaarde. Dit is alleszins NIET 100% van de aanwezige capaciteit, maar
wat is dit inplanningsniveau dan wel? Dus: met welke overcapaciteit houden
we rekening?

Belasting
Belasting

Max Cap Max Cap

Geplande cap. Geplande cap.

1 2 3 4 5 6 7 Tijd 1 2 3 4 5 6 7 Tijd

Reële capaciteitsbehoefte Gebalanceerde planning



 Logistieke wetmatigheid: relatie bezettingsgraad - doorlooptijd

variabiliteit

Wachttijd

Productietijd
100 % 100 %
100 %



 Vraag: Hoeveel “overcapaciteit of flexibele capaciteit” dienen we te voorzien
om een vooropgestelde aanvaardbare doorlooptijd te kunnen behalen met
een gegeven leverbetrouwbaarheid als randvoorwaarde.

 Kingsman vergelijking (Queueing Theory)

E(Wq) = ( u / 1- u ) * (Ca2 + Cs2)/2 * PT

Met - E(Wq): verwachte wachttijd in wachtrij
- u: bezettingsgraad (utilization)
- Ca, Cs: variatiecoëfficient van aankomsten, resp. procestijd
- PT: procestijd, bewerkingstijd



 Of alternatief: curve voor relatie doorlooptijd-capaciteit experimenteel
opstellen: indien deze relatie gekend (=bedrijfsspecifiek), kan voor een
aanvaardbare doorlooptijd de maximale bezettingsgraad afgelezen worden.



 Bepaal minimaal 3 punten van de curve (alternatief voor Queueing Theory)

 Door gebruik te maken van aanwezige beheertools, bijv. de aanwezige finite
scheduling functionaliteit van een APS oplossing. Dit is een uitbreiding van de
inzetbaarheid van deze tools.

 Fit een curve van de vorm y = a*(x / (1-x)) + b



Let op: Levertermijn vs. Leverbetrouwbaarheid

 Levertijd (doorlooptijd) kan geregeld worden door de fysieke capaciteit aan te
passen.

 Leverbetrouwbaarheid kan geregeld worden door de maximaal in te plannen
capaciteit aan te passen.

 Beide grootheden kunnen dus onafhankelijk van elkaar worden geregeld, elk met een
eigen mechanisme.


3. Productie- executie (werkvloer)
(ordervrijgave en erna)

Best Practice

Zelfsturende / Pull
Klant- Executie
productieafdeling
Optimaliseer
orders t ifv. setups,
en/of nestings,
forecast kleuren, …

d.w.z. WIP is begrensd door:
• aantal in lus (conwip) –of-
• aantal tussen 2 stations (kanban) –of-
• workload kritische resources (WLC) –of-
• workload tussen stations (polca) –of-
•…

Planning Executie
(*) extra prio-info bvb. DLT
(décalage due -> start date)

• lotsize productieorders
Te parameteriseren: • load limiet t.b.v. release
• WIP (in stuks of in workload)


 Zelfsturend pull systeem op de werkvloer: beheersing van de vrijgegeven
werklast / WIP zorgt voor een gekende doorlooptijd

B1
C1

C1

B1 B1 B1
A1 C1 C1 C2
B1
A1
B1 B1
C2
C2
POLCA (bijv.)



 Logistieke wetmatigheid: output ifv WIP

TH
Output
TH
Output rate
rate

variabiliteit

WIP WIP
WIP



 Logistieke wetmatigheid: Doorlooptijd ifv WIP

Tijd Tijd

WIP WIP



De Wet van Little beschrijft de relatie
tussen drie belangrijke variabelen

 de gemiddelde doorstroomsnelheid
(OUT - Output rate)
 de gemiddelde hoeveelheid
onderhanden werk
(WIP - Work In Process)
 de gemiddelde doorlooptijd - van
producten/artikelen in een systeem
(LT - Leadtime)

Geldt voor een systeem waarin producten/
artikelen (ook pallets, bakken en zelfs
personen) een bewerking of service
ondergaan en dat zich in een stationaire
LT = WIP/OUT toestand (aankomstsnelheid
vertreksnelheid = doorstroomsnelheid)
=

bevindt.



 Bepaling optimaal werkingspunt WIP – bedrijfsspecifieke curve



 Het kritische WIP niveau kan via de volgende formule berekend worden
(methode van Prof. Nyhuis)

Kritische WIP = PT x (1 + (SpreidingPT/PT)² )

 Kritische WIP = minimale hoeveelheid WIP in een systeem zonder spreiding op de
aankomsttijden. (= perfect regelmatige aankomst van de orders)
 PT = gemiddelde tijd van een productieorder op het betreffende werkstation
(inclusief set-uptijd, storingstijden, eigenlijke productietijd)
 Spreiding PT = spreiding op de tijden van de productieorders.
(standaardafwijking)

 Om de hoeveelheid WIP te berekenen van een reëel productiesysteem met
spreiding op de aankomsttijden, raadt Prof. Nyhuis aan om de kritische WIP te
vermenigvuldigen met een factor 3 voor een potentiële bottleneck en met 2,5
voor een niet-bottleneck station.



 Het monitoren van het ingestelde WIP niveau voor een werkstation kan op
verschillende manieren gebeuren: een evidente en visuele mogelijkheid is het
opvolgen van input/output curves. Het verschil tussen beide is het WIP niveau.
Deze methode laat tevens toe om allerlei afwijkingen snel op te sporen.

Input / Output / WIP (werkuren)
Geplande Input

Reële Input Geplande Output

WIP Niveau

Reële Output

Vandaag
3 6 9 12 15 18 21 24 dag
Input / Output Analyse – WIP monitoring – Correctie van registratie (rode cirkel)
(Bron: Fast/pro – GTT - www.gtt-online.de)



Propos (Bosch Scharnieren)

+


4. Bepaling optimale lotgrootte

 Vraag: wat zijn de optimale lotgroottes (bijv. ifv setup tijden)
om de kortste doorlooptijd te realiseren? Of ook:

 Welke maatregelen (hoeveel capaciteit?) nemen om een
doorlooptijd van 1 week te bereiken?

 Bepalen met bijv. MPX (software gebaseerd op Queueing
Theory en Rapid Modeling Technology)

 Inputs: routings/BOMs, proces- en setuptijden, variaties
hierop, de vraag, (ook: onderhoudstijden enz.)



 Machine en Arbeid utilization ingedeeld in verschillende
soorten bijdragen

Equipment Utilization Labor Utilization
Setup Util. Run Util. Repair Util. Wait For Labor Setup Utilization Run Utilization % Time Unavailable

100 Utilization Limit: 95
100 Utilization Limit: 95

75
75
50
Utilization %

50
Utilization
25 25

0 0
BENCH DEBURR DRILL INSPECT MILL REWORK VT_LATHE INSPECTR MACHINST PREP REPAIR
Equipment Groups Labor Groups



 What-if scenario’s voor de doorlooptijd (flow time) voor
verschillende waarden van inputs
Product Flow Time
Wait for Equipment Wait for Labor Equipment Setup Equipment Run Wait for Rest of Lot

30
20
Flow Time: DAY

10
0
what if 2
what if 3
HUB1
what if 1
what if 2
what if 3
HUB2
what if 1
what if 2
what if 3
HUB3
what if 1
what if 2
what if 3
HUB4
what if 1
what if 2
what if 3
MOUNT
what if 1
Products

5. Berekening voorraadparameters

 Vraag: welke waarden voor de voorraadparameters stop ik in ERP?
 Welke voorraadstrategie gebruik ik voor welke items?

 Voorraadbeheer blijft een klassieker, hoewel best via geïntegreerd
beheer van de buffers tijd, voorraad en capaciteit

 Statistische methoden voor bepalen van bestelpunt,
bestelhoeveelheid, veiligheidsvoorraad (zie bijv. Inventory
Management and Production Planning and Scheduling, Silver &
Pike)

 Gebruik makend van historische gegevens van de vraag, of
forecasten van de vraag!  forecasting technieken


Vragen?

Vragen???

Sirris kan u ondersteunen vanuit expertise op
gebied van Buffer Management
Onderzoek en Industriële Cases voor
zelfsturende pull systemen.

Mark Van Pee
Sirris – Advanced Manufacturing
Tel: +32 498 91 93 45
mark.vanpee@sirris.be


Digitale fabriek - I2 - Sirris - productiedata

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Digitale fabriek - I2 - Sirris - productiedata

Similar to Digitale fabriek - I2 - Sirris - productiedata (7)

More from Sirris

More from Sirris (20)

Digitale fabriek - I2 - Sirris - productiedata