Waarom echt slimme fabrieken verbluffend eenvoudig zijn

De 'slimme fabriek' is een magische term in de industrie. Voorbeelden geven aan dat je eerst die fabriek eenvoudiger moet maken, vooraleer je ze slim kan maken.

Een slimme fabriek maakt volop gebruik van de digitale technologieën en flexibele automatisering om de kost, kwaliteit, doorlooptijd en flexibiliteit te verbeteren. Het opzetten van een slimme fabriek is één van de vele mogelijkheden om deze doelen te bereiken. Wil je bijvoorbeeld de productiekost verlagen, dan zijn er talrijke opties zoals het productontwerp aanpassen om de maakbaarheid te verbeteren, automatisering, lean manufacturing, goedkopere leveranciers inschakelen en ook een slimme fabriek opzetten.

De vele mogelijkheden dwingen het management om een doordachte keuze te maken. Centraal daarbij staat de vraag: “Wat is het operationele doel dat we willen bereiken, en welke optie rendeert het best?” Het opzetten van een slimme fabriek is hierbij op zich geen doel, enkel een middel om een tastbaar bedrijfsdoel te realiseren.

Slimme fabrieken zijn momenteel weliswaar hip, maar de investeringen in onder meer software mogen niet onderschat worden. Een slimme fabriek kan je nu eenmaal (nog) niet bouwen met gratis apps. De onderhoudskosten van software onderstrepen dit. De onderhoudskost van een productiemachine in een fabriek bedraagt typisch 3-4 procent van de nieuwwaarde, de onderhoudskost van software bedraagt vaak 15-20 procent. Na pakweg 5 jaar is de eigenlijke softwarekost dus opgelopen tot tweemaal de oorspronkelijke investering.

Rocket science

Slimme fabrieken brengen ook risico’s met zich. Hoe geavanceerder een systeem wordt, hoe groter de kans dat er iets misloopt. Dit is ook wat Tesla recent moest ervaren. “Excessive automation at Tesla was a mistake. Humans are underrated.” tweette CEO Elon Musk, waarmee hij zijn droom van de ‘lights-out’ fabriek begroef. Het bouwen van een maanraket lijkt Elon Musk gemakkelijker af te gaan dan een fabriek runnen. Kortom: productie is moeilijker dan rocket science.

In ruimtevaartkringen circuleert overigens een verhaal waarin de Amerikanen en de Russen beiden op zoek gingen naar een pen waarmee je in de ruimte kan schrijven. Na het spenderen van miljoenen dollars kwamen de Amerikanen voor de dag met een vernuftige pen. De Russen gebruikten een potlood. Dit verhaal is waarschijnlijk te mooi om waar te zijn, maar het illustreert in elk geval goed Leonardo da Vinci’s wijsheid “Eenvoud is de ultieme verfijning”. Dit inzicht verdient een centrale plaats in ons denken over productie.

“Vereenvoudig eerst je processen, vooraleer je gaat investeren in technologie” is het principe dat ook Toyota centraal plaatst in zijn visie op Industrie 4.0. Op die manier voorkomt men nodeloze investeringen in technologie. Pas wanneer men niet meer verder komt met het vereenvoudigen om zijn doel te bereiken, gaat men investeren in meer slimme technologie.

Verbluffende eenvoud

Dat het soms verbluffend eenvoudig kan, tonen enkele voorbeelden. Onlangs kregen we de vraag van een bedrijf die naar een oplossing zocht om automatisch de lakhaken in een lakstraat te verwijderen. Een voor de hand liggende oplossing bestaat er dan in om de huidige, manuele werkwijze zonder meer te automatiseren. Je krijgt dan al snel een complex geheel bestaande uit een robot die de haken grijpt en verwijdert, met een camerasysteem om de haken te detecteren. Maar het kan ook eenvoudiger. Het inbrengen van een gekromde staaf in de lakhaken-stroom bleek al voldoende te zijn om het probleem op te lossen. De video hieronder toont hoe de lakhaken zachtjes tegen de gekromde staaf botsen, waarna ze even de kromming van de staaf volgen en dan kantelen, waardoor ze zichzelf finaal onthaken en in een bak vallen als een rijpe vrucht.


Een ander voorbeeld hoorden we van een servicebedrijf dat veel verschillende wisselstukken beheert met in totaal enkele miljoenen onderdelen in stock. De onderneming stond voor de uitdaging om het telwerk van de voorraad te reduceren. Je kan hier gemakkelijk een technologische oplossing voor verzinnen. Je zou bijvoorbeeld onder ieder bakje een weegschaal kunnen plaatsen die voortdurend de voorraad opvolgt. In theorie biedt dit een waterdichte oplossing, maar daar staat een flinke investering in duizenden weegschalen, netwerkinfrastructuur en software tegenover. Het bedrijf kwam echter op de proppen met een simpelere oplossing. Als er volgens het systeem, na het picken, nog maar vier items of minder overblijven, dan krijgen de orderpickers via de scanners de opdracht om een voorraadtelling uit te voeren.

Dit heeft meerdere voordelen. Ten eerste, wordt het eigenlijke telwerk gigantisch beperkt, doordat alleen kleine hoeveelheden moeten worden geteld. Ten tweede, moet er niet echt geteld worden. Zolang het aantal items beperkt is tot vier kan je immers op het zicht zien hoeveel items er aanwezig zijn. Dit versnelt het telwerk verder en beperkt ook het aantal telfouten. Ten slotte, vindt er zo een systematische telling plaats op het moment dat dit het meest nodig is, namelijk wanneer de voorraad bijna op is en wanneer potentiële voorraadfouten het zwaarst doorwegen.

Dergelijke voorbeelden zijn niet nieuw. Een klassiek voorbeeld is het Japanse kanbansysteem. Daar waar men in het Westen dure planningssystemen installeerde, bedacht men in Japan het kanbansysteem, waarmee de voorraad op een eenvoudige manier met visuele kaarten kon worden opnieuw aangevuld. In productieomgevingen met een high-mix-low-volume en op maat gemaakte producten, kan men kanban jammer genoeg niet direct inzetten. Velen laten zich dan ook  verleiden tot het installeren van een geavanceerd en duur scheduling-systeem (finite schedulers, APS), maar voorlopers bewijzen dat het ook hier eenvoudiger kan. Een elegant alternatief hiervoor is POLCA, een variant van kanban die wel geschikt is voor high-mix-low-volume en op maat gemaakte producten. POLCA is een onderdeel van de quick response manufacturing-strategie die streeft naar doorlooptijdverkorting door het vereenvoudigen van de processen.

Conclusie

Wat leren we uit deze voorbeelden? Bezint eer ge begint. Vereenvoudig eerst, ga dan pas investeren in slimme technologie. Of zoals Taichi Ohno, de grondlegger van het Toyota Productiesysteem, het eerder verwoordde: gebruik eerst je hersenen, dan pas je portemonnee. 

Meer weten over Quick Response Manufacturing (QRM)? Vanaf 6 november 2018 start de volgende opleidingsreeks over QRM in Gent en Leuven. Meer info vindt u in onze agenda.

(Bron foto: https://www.dreamstime.com)