het collectief centrum van de Belgische technologische industrie Ruwe productiedata voor intelligente beslissingsondersteuning bij planning en executie
Jan 20, 2015
het collectief centrum van de Belgische technologische industrie
Ruwe productiedata voor intelligente beslissingsondersteuning bij planning en executie
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
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 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)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 3
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.
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 4
1. Balans voorraad – capaciteit(Productieplanning – MLT)
Probleemstelling: er treedt seizoenaliteit op waarbij de vraag in sommigeperiodes de maximum capaciteit overstijgt; indien in een periode met vraag < max.capaciteit niet tijdig voorraad aangelegd wordt, kunnen de pieken nietopgevangen worden.
Bepaal het ideale moment om de capaciteit (shifts, productielijnen…) teverhogen en voorraad aan te leggen.
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 5
1. Balans voorraad – capaciteit (MLT)
Dit probleem kan opgelost worden door het inzetten van een LineaireProgrammerings-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
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 6
1. Balans voorraad – capaciteit (MLT)
Principe Lineaire Programmering
Door toepassing van deze methode kennen we dus niet alleen het idealemoment om meer te gaan produceren, maar tevens alle beschreven outputsper tijdsperiode (dag, week) en dit voor de hele gekozen planningshorizon(bv. een jaar). Het model wordt bijv. wekelijks uitgevoerd, waardoor dehorizon steeds vooruitschrijdt.
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 7
Principe van Lineaire Programmering
2. Operationele productieplanning (KT)(vóór de ordervrijgave)
Hoe “vol” mag je de productiecapaciteit plannen om de vooropgesteldeleverbetrouwbaarheid te halen, met het gegeven orderboekje alsrandvoorwaarde. Dit is alleszins NIET 100% van de aanwezige capaciteit, maarwat is dit inplanningsniveau dan wel? Dus: met welke overcapaciteit houdenwe rekening?
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 8
Max Cap
Tijd1 2 43 5 76
Bel
astin
g
Geplande cap.
Max Cap
Tijd1 2 43 5 76
Bel
astin
g
Geplande cap.
Tijd1 2 43 5 76
Bel
astin
g
Geplande cap.
Max Cap
Tijd1 2 43 5 76
Bel
astin
g
Geplande cap.
Max Cap
Reële capaciteitsbehoefte Gebalanceerde planning
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 9
100 %
Wachttijd
Productietijd100 %
Wachttijd
Productietijd
Logistieke wetmatigheid: relatie bezettingsgraad - doorlooptijd
100 %100 %100 %100 %
variabiliteit
2. Operationele productieplanning (KT)(vóór de ordervrijgave)
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 + Cs
2)/2 * PT
Met - E(Wq): verwachte wachttijd in wachtrij- u: bezettingsgraad (utilization)- Ca, Cs: variatiecoëfficient van aankomsten, resp. procestijd- PT: procestijd, bewerkingstijd
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 10
2. Operationele productieplanning (KT)(vóór de ordervrijgave)
Of alternatief: curve voor relatie doorlooptijd-capaciteit experimenteel opstellen: indien deze relatie gekend (=bedrijfsspecifiek), kan voor een aanvaardbare doorlooptijd de maximale bezettingsgraad afgelezen worden.
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 11
2. Operationele productieplanning (KT)(vóór de ordervrijgave)
Bepaal minimaal 3 punten van de curve (alternatief voor Queueing Theory)
Door gebruik te maken van aanwezige beheertools, bijv. de aanwezige finitescheduling 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
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 12
2. Operationele productieplanning (KT)(vóór de ordervrijgave)
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.
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 13
2. Operationele productieplanning (KT)(vóór de ordervrijgave)
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
Klant-orders en/of
forecast
ExecutieOptimaliseert ifv. setups,
nestings, kleuren, …
(*) extra prio-info bvb. DLT (décalage due -> start date)
Planning Executie
Te parameteriseren:• lotsize productieorders• load limiet t.b.v. release• WIP (in stuks of in workload)
Zelfsturende / Pull productieafdeling
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-• …
Best Practice
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
Zelfsturend pull systeem op de werkvloer: beheersing van de vrijgegeven werklast / WIP zorgt voor een gekende doorlooptijd
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 15
A 1 B 1
C 1
C 2
A1
B1
B1
C1
B1
C2
B1
C2
B1
C1
B1
C1
POLCA (bijv.)
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
Logistieke wetmatigheid: output ifv WIP
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 16
WIP
TH
WIP
THOutput rate
THTHOutput rate
WIPWIP
variabiliteit
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
Logistieke wetmatigheid: Doorlooptijd ifv WIP
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 17
WIP
Tijd
WIP
Tijd
WIP
Tijd
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 18
De Wet van Little beschrijft de relatietussen drie belangrijke variabelen
de gemiddelde doorstroomsnelheid(OUT - Output rate)
de gemiddelde hoeveelheidonderhanden 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 zelfspersonen) een bewerking of serviceondergaan en dat zich in een stationairetoestand (aankomstsnelheid =vertreksnelheid = doorstroomsnelheid)bevindt.
LT = WIP/OUT
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
Bepaling optimaal werkingspunt WIP – bedrijfsspecifieke curve
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 19
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 20
Het kritische WIP niveau kan via de volgende formule berekend worden(methode van Prof. Nyhuis)
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.
Kritische WIP = PT x (1 + (SpreidingPT/PT)²)
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 21
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
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.
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 22
Input / Output Analyse – WIP monitoring – Correctie van registratie (rode cirkel)(Bron: Fast/pro – GTT - www.gtt-online.de)
Vand
aag
Reële Input Geplande Output
Geplande Input
Reële Output
WIP Niveau
3 12 1596 18 21 24 dag
Inpu
t / O
utpu
t / W
IP (w
erku
ren)
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 23
3. Productie- executie (werkvloer)(ordervrijgave en erna)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 24
+
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 QueueingTheory en Rapid Modeling Technology)
Inputs: routings/BOMs, proces- en setuptijden, variaties hierop, de vraag, (ook: onderhoudstijden enz.)
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 25
4. Bepaling optimale lotgrootte
Machine en Arbeid utilization ingedeeld in verschillende soorten bijdragen
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 26
0
25
50
75
100 Utilization Limit: 95
Equipment Utilization
Utilization
%
Equipment GroupsBENCH DEBURR DRILL INSPECT MILL REWORK VT_LATHE
Setup Util. Run Util. Repair Util. Wait For Labor
0
25
50
75
100Utilization Limit: 95
Labor Utilization
Utilization
Labor GroupsINSPECTR MACHINST PREP REPAIR
Setup Utilization Run Utilization % Time Unavailable
4. Bepaling optimale lotgrootte
What-if scenario’s voor de doorlooptijd (flow time) voor verschillende waarden van inputs
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 27
0
10
20
30
Product Flow Time
Flow Time: D
AY
Products
what if 2what if 3HUB1 what if 1what if 2what if 3HUB2 what if 1what if 2what if 3HUB3 what if 1what if 2what if 3HUB4 what if 1what if 2what if 3MOUNTwhat if 1
Wait for Equipment Wait for Labor Equipment Setup Equipment Run Wait for Rest of Lot
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
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 28
Vragen?
Vragen???
Sirris kan u ondersteunen vanuit expertise op gebied van Buffer Management Onderzoek en Industriële Cases voor zelfsturende pull systemen.
Mark Van PeeSirris – Advanced ManufacturingTel: +32 498 91 93 [email protected]
10-4-2012© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 29