Improvement of the delivery reliability of Stork Gears & Services

(1)

Delft University of Technology

FACULTY MECHANICAL, MARITIME AND MATERIALS ENGINEERING

Department Marine and Transport Technology Mekelweg 2 2628 CD Delft the Netherlands Phone +31 (0)15-2782889 Fax +31 (0)15-2781397 www.mtt.tudelft.nl

This report consists of 222 pages and 9 appendices. It may only be reproduced literally and as a whole. For commercial purposes only with written authorization of Delft University of Technology. Requests for consult are only taken into consideration under the condition that the applicant denies all legal rights on liabilities concerning the contents of the advice.

Specialization:

Production Engineering and Logistics

Report number: 2012.PEL.7676

Title:

Improvement of the delivery

reliability of Stork Gears &

Services

Author:

T. Smook

Title (in Dutch) Verbetering van de leverbetrouwbaarheid van Stork Gears & Services

Assignment: Masters thesis

Confidential: yes (until October 19, 2017) Initiator (university): Prof.dr.ir. G. Lodewijks

Initiator (company): Ing. G.J. ter Horst (Stork Gears & Services, Rotterdam)

Supervisor: Dr.ir. H.P.M. Veeke

(2)

Department Marine and Transport Technology Mekelweg 2 2628 CD Delft the Netherlands Phone +31 (0)15-2782889 Fax +31 (0)15-2781397 www.mtt.tudelft.nl

Student: T. Smook Assignment type: Masters thesis

Supervisor (TUD): Dr.ir. H.P.M. Veeke Creditpoints (EC): 35 Supervisor (Company) Ing. G.J. ter Horst Specialization: PEL

Report number: 2012.PEL.7676

Confidential: Yes

until October 19, 2017

Subject: Verbetering van de leverbetrouwbaarheid van Stork Gears & Services

Introductie

Stork Gears & Services (SGS) is onderdeel van de divisie Technical Services van Stork BV. Het heeft zich voornamelijk toegelegd op onderhoud en service van tandwielkasten voor bijvoorbeeld de zware industrie, de scheepvaart en voor windturbines. Klanten kiezen voor Stork Gears and Services vanwege haar snelheid, flexibiliteit en kwaliteit.

Voor revisies en reparaties worden de tandwielkasten geopend en geïnspecteerd. Naar aanleiding van deze inspectie wordt bepaald of onderdelen gerepareerd of vervangen moeten worden. Deze

onderdelen kunnen door SGS zelf worden geproduceerd, worden ingekocht, of de productie kan gedeeltelijk worden uitbesteed. Vervolgens wordt de tandwielkast weer geassembleerd, getest en opgeleverd. Daarnaast worden voor klanten ondermeer losse onderdelen geproduceerd en werkzaamheden op locatie uitgevoerd.

Probleemstelling

In de overeenkomst met de klanten wordt voor de werkzaamheden een leverdatum afgesproken. Het kan van groot belang zijn dat deze leverdatum nauwkeurig gehaald wordt, omdat de klanten hun onderhoudsstops veelal strak inplannen en ongeplande stilstand veel (financiële) problemen met zich mee kan brengen.

Stork Gears and Services ondervindt nu het probleem dat de leverbetrouwbaarheid van het bedrijf te laag is, waardoor te veel orders te laat aan de klant worden geleverd. Uit de analyse is gebleken dat het regelmatig voorkomt dat de in de planning gestelde leverdata, gezien de beschikbare capaciteit, niet haalbaar zijn. Daarnaast is het systeem van SGS er niet op ingericht dit te voorkomen, waardoor het onmogelijk is het proces van de uitvoering volledig te beheersen.

(3)

Department Marine and Transport Technology Mekelweg 2 2628 CD Delft the Netherlands Phone +31 (0)15-2782889 Fax +31 (0)15-2781397 www.mtt.tudelft.nl Onderzoeksopdracht

De opdracht is het ontwerpen van een nieuwe methode voor de planning van de werkzaamheden van Stork Gears & Services, met als doel de leverbetrouwbaarheid van het bedrijf te verbeteren.

Uitvoering

• Analyseer het huidige productie- en reparatieproces bij Stork Gears & Services volgens de Delft Systems Approach.

• Analyseer de huidige manier van plannen met oog op de gerealiseerde leverbetrouwbaarheid. • Onderzoek waarom regelmatig te laat geleverd wordt.

• Ontwerp een planmethode voor de werkzaamheden van Stork Gears & Services, die de leverbetrouwbaarheid significant verhoogt.

• Toon het effect van de planmethode op de leverbetrouwbaarheid aan. • Bestudeer relevante literatuur.

Professor, Begeleider,

(4)

(5)

Voorwoord v

Voorwoord

Deze scriptie is de afronding van het afstudeeronderzoek verricht bij Stork Gears & Services. Het afstudeeronderzoek is de laatste opdracht in het curriculum van de masterspecialisatie Production Engineering and Logistics, binnen de masteropleiding Mechanical Engineering van de Technische Universiteit Delft. Met het afstudeeronderzoek wordt aangetoond dat de student in staat is om met een systematische aanpak, individueel een probleem van een bedrijf te formuleren en hier een passende oplossing voor aan te dragen. Stork Gears & Services reviseert en repareert tandwielkasten, en ondervindt hierbij een te lage leverbetrouwbaarheid. Deze scriptie beschrijft de uitvoering en aansturing van de planningsprocessen bij Stork Gears & Services, formuleert waarom de planning van het bedrijf tekortschiet en draagt een oplossing aan om dit te kunnen verbeteren.

Lezers die nog onbekend zijn met Stork Gears & Services (SGS) worden verwezen naar hoofdstuk 2. Naast een algemene introductie van het bedrijf en de werkzaamheden, wordt in paragraaf 2.3 ook beschreven waar SGS als reparatiebedrijf mee te maken heeft en hoe daar nu in de praktijk mee omgegaan wordt. Lezers die geïnteresseerd zijn in een samenvatting van de analyse, vinden die in paragraaf 3.5. Lezers die direct door willen naar de oplossing die in dit afstudeeronderzoek wordt aangedragen, worden verwezen naar hoofdstuk 5, waarvan een samenvatting is te vinden in paragraaf 5.5. De functionaliteit van deze oplossing is aangetoond met behulp van simulatie, wat wordt beschreven in hoofdstuk 6. Een samenvatting van de simulatieresultaten is te vinden in paragraaf 6.7.6. De algehele conclusies en aanbevelingen van dit afstudeeronderzoek staan in hoofdstuk 7.

Graag wil ik Stork Gears & Services bedanken voor het verzorgen van een interessante opdracht voor mijn afstudeeronderzoek. Ik ben hier met veel plezier aan het werk geweest en ben dankbaar voor de vrijheid en ondersteuning die ik heb gekregen om mijn afstudeeronderzoek te kunnen realiseren. In het bijzonder wil ik graag Gerard ter Horst en Frank Noordijk bedanken. Met jullie kritische vragen en het voeren van onze discussies, hebben jullie mij ontzettend geholpen om tot dit eindresultaat te komen. Verder gaat mijn dank uit naar mijn begeleiders van de TU Delft. Hans Veeke, die mij heeft begeleid gedurende de oplossingsfase van mijn afstuderen en Albert Valkenberg, die mijn begeleider is geweest gedurende de analysefase van mijn afstuderen.

Rotterdam, oktober 2012

(6)

(7)

Samenvatting vii

Samenvatting

Stork Gears & Services (SGS) heeft zich voornamelijk toegelegd op onderhoud en service van tandwielkasten voor bijvoorbeeld de zware industrie, de scheepvaart of windturbines. Zij ondervindt het probleem dat de leverbetrouwbaarheid van het bedrijf te laag is. De onderzoeksvraag luidt waarom SGS een lage leverbetrouwbaarheid heeft en wat er zal moeten veranderen om de leverbetrouwbaarheid significant te verbeteren. Om deze vraag te beantwoorden is aan de hand van de Delft Systems Approach een analyse uitgevoerd en wordt er een oplossing aangedragen om de leverbetrouwbaarheid te vergroten.

Uit de analyse blijkt dat de leverbetrouwbaarheid van Stork Gears & Services gemiddeld 54% bedraagt, waarmee de gestreefde leverbetrouwbaarheid van tenminste 85% niet wordt gehaald. Deze lage leverbetrouwbaarheid is een probleem in de beheersing van het proces. Het blijkt dat de evaluerende functie van de planningsfunctie bij SGS ontbreekt, waardoor de afgegeven planning en de normen waarmee gepland wordt, niet geëvalueerd of indien nodig bijgesteld worden. Hierdoor kan niet worden voorkomen dat de afgegeven planning onhaalbaar is. Anders omschreven blijkt het systeem van SGS niet zodanig te zijn ingericht, dat het in staat is er voor te zorgen dat de opgestelde planning altijd realistisch/haalbaar is.

Op basis van kwantitatieve data uit het informatiesysteem van SGS blijkt dat in de praktijk ook regelmatig voorkomt dat in elk geval de planning die wordt afgegeven aan de machinale afdeling, daadwerkelijk onhaalbaar is. Hierdoor is het onmogelijk het proces van de uitvoering bij SGS volledig te beheersen en dat van de productieafdelingen te vragen. Oftewel, doordat de planning van de productieafdelingen nu geregeld onhaalbaar is, is het voor SGS onmogelijk om altijd op tijd te leveren en worden bovendien verscheidene andere problemen veroorzaakt. Overige oorzaken van levertijdsoverschrijdingen, bijvoorbeeld ten gevolge van kwaliteitsfouten in zowel de product- als informatiestromen, worden bij SGS momenteel bestudeerd en aangepakt in verbeterprojecten. Deze worden daarom in dit afstudeeronderzoek buiten beschouwing gelaten.

De oplossing voor dit probleem richt zich op datgene wat moet veranderen om een haalbare planning af te kunnen geven en de uitvoering te kunnen beheersen. Dit is een essentieel begin voor de verbetering van de leverbetrouwbaarheid bij Stork Gears & Services. Daarbij moet het kunnen omgaan met de kenmerken van de productieomgeving van SGS, zoals onder meer:

• klantspecifieke orders met een grote variatie in samenstellingen, bewerkingsvolgorden en procestijden,

• inaccurate schattingen van bewerkingstijden of aanleveringen van materiaal en onderdelen, • variërende levertijdsverwachtingen van klanten.

(8)

viii Samenvatting

Om die reden wordt in de oplossing voorkomen dat er een strakke of starre planning wordt opgesteld, zodat voldoende flexibiliteit behouden blijft voor wijzigingen en het opvangen van verstoringen.

De aangedragen oplossing wordt aangeduid met de plangrensmethode. Deze plant de productie tegen een eindige capaciteit, zodat daarmee de planning voor de productieafdelingen realiseerbaar blijft. De methode beoordeelt daarvoor bij het aannemen van een order, of de cumulatief ingeplande bezetting met het in productie brengen van deze order onder een gestelde plangrens blijft. Indien het accepteren van een nieuwe order de plangrens overschrijdt, zullen maatregelen genomen moeten worden om deze overschrijding te voorkomen. Mogelijkheden hiervoor zijn bijvoorbeeld het naar de toekomst verzetten van de leverdatum van de order, het inplannen van overwerk, het inhuren van inleenpersoneel of het uitbesteden van bewerkingen. Het grote voordeel hiervan is dat bij de acceptatie van een order al bepaald kan worden of maatregelen genomen moeten worden om de ingeplande bezetting niet boven de plangrens te doen uitkomen. Op die manier kunnen eventuele kostenverhogende maatregelen nog in de kostprijsberekening worden meegenomen en levertijdsaanpassingen aan de klant worden voorgelegd, voordat de overeenkomst wordt gesloten.

Door het inplannen van de bewerkingen aan de hand van non-delay backward scheduling kunnen prioriteiten tussen bewerkingen eenduidig worden weergegeven en wordt voorkomen dat onnodige storingssignalen ingrepen vereisen wanneer bewerkingen te laat gereed zijn volgens de planning. Hiermee worden de laatst mogelijke start- en einddata van de bewerkingen bepaald, en worden de bewerkingen en orders daarmee niet op een vast moment of in een vaste volgorde ingepland. Hierdoor ontstaat een planning waarin veel vrijheid en flexibiliteit behouden blijft, zoals dat voor de productieomgeving van SGS gewenst is. Deze vrije planning is minder gevoelig voor bewerkingstijden die afwijken van de geschatte duur, te late aanlevering van bepaalde bewerkingen of spoedorders die tussendoor gepland worden. Dit komt doordat de bewerkingsvolgorde van verschillende producten niet vast wordt ingepland en daarom ook niet bij elke wijziging hoeft te worden herpland. Voor de productieafdelingen zou dat betekenen dat zij op basis daarvan de werkelijke volgorde van uitvoering kunnen bepalen, waarbij zij de verantwoordelijkheid krijgen om alle producten volgens deze planning af te leveren. Doordat tot aan de plangrens wordt ingepland, wordt ervoor gezorgd dat de planning in principe te realiseren is. Doordat in de beschikbare tijd ook vooruit gewerkt kan worden aan andere opdrachten, kan ondanks de relatief lage plangrens de capaciteit wel volledig bezet worden.

Het nadeel van deze manier van plannen is echter dat op deze wijze niet op voorhand bekend is wanneer iets geproduceerd gaat worden, en indien de plangrens is overschreden, welke orders in dat geval te laat dreigen te komen. Bij een plangrensoverschrijding hebben alle orders in feite meer kans om te laat te komen. Wellicht kan verder onderzoek hier meer mogelijkheden voor bieden.

(9)

Samenvatting ix Voor de ontwikkeling en toetsing van de nieuwe planmethode voor SGS is een simulatieprogramma geschreven. In deze simulatie wordt de productieomgeving van SGS nagebootst, waarbij orders uit het verleden van SGS in willekeurige volgorde het systeem instromen. Deze worden ingepland aan de hand van de plangrensmethode en uitgevoerd door de beschikbare capaciteit in het systeem. Hieruit is gebleken dat om in een productieomgeving zoals die van SGS goed te functioneren, de ingeplande bezetting van de capaciteit voor alle afzonderlijke bewerkingstypen en relevante combinaties hiervan dient te worden beschouwd, omdat het beschouwen van een gemiddelde bezetting van de capaciteit hiervoor niet toereikend is. Een geschikte plangrens zal in de huidige opzet van de plangrensmethode ongeveer rond de 70% liggen.

Tevens is uit de simulatie gebleken dat de resultaten van de plangrensmethode slechts in beperkte mate afhankelijk zijn van de afstemming van de orderaanstroom met de beschikbare capaciteit en de nauwkeurigheid waarmee bewerkingstijden worden ingeschat. De plangrensmethode blijkt daarnaast bij het inplannen van nieuwe orders vrijwel geen invloed te ondervinden van voorgekomen verstoringen. Dat houdt in dat wanneer een externe verstoring de voortgang van de lopende orders beïnvloedt, de plangrensmethode voor het inplannen van de nieuwe orders op dat moment geen verslechterde leverprestaties tot gevolg heeft.

De prestaties van de plangrensmethode kunnen verder worden verbeterd door de minimale doorlooptijd en de uiterste start- en einddata van de bewerkingen af te stemmen op de beschikbare capaciteit, of door operators aan te geven dat zij aan bepaalde bewerkingen vooruit moeten werken wanneer de plangrensmethode daar bij het inplannen van de bewerkingen in feite al van uit is gegaan.

Uit de simulatie is gebleken dat het aannemelijk is dat het hanteren van de plangrensmethode bij SGS de leverbetrouwbaarheid met zo’n 18 procentpunten kan verbeteren. Om te voorkomen dat leverdata van orders onacceptabel veel worden verzet, is het noodzakelijk om ook andere maatregelen te nemen. Uit de simulatieresultaten blijkt dat wanneer de gewenste leverdatum van orders maximaal 5 werkdagen zal worden verzetten, voor zo’n 3,5% tot 5% van de bewerkingen andere maatregelen genomen moeten worden. In dit geval hoeft de leverdatum slechts in 6% van de orders met gemiddeld 3,2 werkdagen te worden verzet.

(10)

x Inhoudsopgave

Inhoudsopgave

Opdrachtbeschrijving... ii Voorwoord ... v Samenvatting ... vii Inhoudsopgave ... x 1 Inleiding ... 1

2 Stork Gears & Services ... 2

2.1 Strategie van Stork Gears & Services ... 3

2.2 Werkzaamheden van SGS ... 3

2.3 Stork Gears & Services als reparatiebedrijf ... 7

3 Analyse van het probleem ... 9

3.1 black-boxbenadering voor SGS ... 9

3.2 Process Performance model ... 12

3.3 Steady-state model van de productstroom van SGS... 13

3.4 Voorwaarden voor de beheersing van een proces ... 17

3.5 Samenvatting... 19

4 Definitieve probleemstelling ... 20

4.1 Probleemdefinitie ... 20

4.2 Doelstelling ... 20

4.3 Onderzoeksopdracht ... 20

4.4 Eisen aan de oplossing ... 21

5 Oplossingsuitwerking ... 23

5.1 Het inplannen van de bewerkingen ... 23

5.2 Relatie tussen de doorlooptijd en de bezettingsgraad ... 27

5.3 Cumulatief ingeplande bezetting ... 29

5.4 De beschouwde capaciteit ... 31

(11)

Inhoudsopgave xi

6 De simulatie... 36

6.1 Doel en motivatie voor het gebruik van simulatie ... 36

6.2 Beoordeelde resultaten van de simulatie ... 37

6.3 Simulatieorders uit het verleden van Stork Gears & Services ... 38

6.4 De beschikbare capaciteit ... 40

6.5 De werking van de simulatie ... 40

6.6 Verificatie van de simulatie ... 41

6.7 Simulatieresultaten ... 42

6.7.1 De invloed van de beschouwde capaciteit in de plangrensmethode ... 45

6.7.2 Gevoeligheid van de plangrensmethode ... 49

6.7.3 Optimalisatie van de leverprestaties ... 57

6.7.4 Keuze voor een geschikte plangrens ... 60

6.7.5 Resultaten van de plangrensmethode ... 62

6.7.6 Samenvatting simulatieresultaten ... 64

7 Conclusies & aanbevelingen ... 66

Referenties ... 78

Bijlagen ... 80

Bijlage A: Scientific research paper ... 81

Bijlage B: Verkenning van de probleemsituatie ... 89

Bijlage C: Het volledige steady-statemodel ... 94

Bijlage D: De leverbetrouwbaarheid van Stork Gears & Services ... 95

Bijlage E: Kwantitatieve onderbouwing van de analyse ... 99

Bijlage F: Uitleg en aanvulling van de uitwerking van de oplossing ... 138

Bijlage G: De opbouw van de simulatie ... 153

Bijlage H: De dataset voor de simulatie... 189

(12)

1 1. Inleiding

1 Inleiding

Stork Gears & Services (SGS) heeft zich voornamelijk toegelegd op onderhoud en service van tandwielkasten voor bijvoorbeeld de zware industrie, de scheepvaart of van windturbines en energiecentrales.

Stork Gears & Services ondervindt het probleem dat de leverbetrouwbaarheid van het bedrijf te laag is, oftewel te veel orders worden te laat aan de klant geleverd. Voor klanten is een hoge leverbetrouwbaarheid van grote waarde, omdat zij hun onderhoudsstops veelal strak inplannen en ongeplande stilstand veel (financiële) problemen met zich mee kan brengen.

Het doel van dit afstudeeronderzoek is het bieden van een oplossing waarmee SGS haar leverbetrouwbaarheid significant kan verbeteren. De focus hiervoor zal voornamelijk liggen op de planning van de werkzaamheden en niet zozeer op de kwaliteit van producten en informatie, aangezien andere verbeterprojecten binnen het bedrijf zich hier momenteel al op richten.

De onderzoeksvraag luidt:

Waarom ondervindt Stork Gears & Services een lage leverbetrouwbaarheid en wat zal moeten veranderen om de leverbetrouwbaarheid significant te verbeteren?

Dit verslag is als volgt opgebouwd. Allereerst zal het bedrijf Stork Gears & Services worden toegelicht in hoofdstuk 2. In hoofdstuk 3 volgt de analyse van de huidige gang van zaken aan de hand van de Delft Systems Approach. Op basis van deze analyse, zal in hoofdstuk 4 de definitieve probleemstelling worden beschreven. Hoofdstuk 5 bevat een uitwerking van de oplossing en in hoofdstuk 6 zal de simulatie worden toegelicht, die is gebruikt voor het ontwerp en de toetsing van de oplossing. Hoofdstuk 7 bevat tot slot de conclusies en aanbevelingen.

(13)

2.Stork Gears & Services 2

2 Stork Gears & Services

Stork B.V. is een wereldwijd opererend technologieconcern met in 2010 een jaaromzet van 1,7 miljard euro en meer dan 13.000 werknemers. Stork B.V. bestaat uit twee business lines: Fokker Technologies en Stork Technical Services. Stork Technical Services richt zich over het algemeen op het onderhoud en beheer van grote industriële installaties, en het leveren van gespecialiseerde diensten en producten voor installaties en systemen. Het bestaat uit een groot aantal werkmaatschappijen, die zijn onderverdeeld in negen divisies. Stork Gears & Services (SGS) maakt deel uit van de divisie Rotating Equipment, zie figuur 2.1.

Figuur 2.1: SGS in de onderverdeling van divisies en werkmaatschappijen van Stork B.V.

Stork Gears & Services heeft zich gespecialiseerd in het onderhouden en repareren van tandwieloverbrengingen voor bijvoorbeeld de zware industrie, de scheepvaart of windturbines. Zij is een onafhankelijke serviceorganisatie en kan haar klanten, ongeacht fabrikant of type tandwielkast, in vrijwel alle gevallen van dienst zijn. Daarbij heeft het bedrijf meer dan 50 jaar ervaring en biedt het klanten 24 uur per dag wereldwijde ondersteuning.

Stork B.V. Fokker Technologies Stork Technical Services M e ch a n ic a l S e rv ic e s E & I S e rv ic e s A ss e t M a n a g e m e n t C o n su lt a n cy In te g ri ty S o lu ti o n s a n d S e rv ic e s S a le s & Re n ta l S e rv ic e s P ro ce ss E q u ip m e n t E le ct ri c E q u ip m e n t Ro ta ti n g E q u ip m e n t T u rb o B la d in g T u rb o M a ch in e ry G e a rs D ie se l e n g in e s, tr a n s-m is si o n s, Ro ta ti n g E q u ip m e n t D ia g n o st ic s

(14)

3 2. Stork Gears & Services

2.1 Strategie van Stork Gears & Services

De strategie waarmee SGS zich wil onderscheiden in de markt, is door snel te kunnen leveren, met daarbij een hoge kwaliteit en tegen een acceptabele prijs. Daarnaast wil ze alle verschillende soorten tandwielkasten kunnen repareren en klanten indien nodig per direct kunnen helpen (24/7). Tenslotte wil ze een betrouwbare partner zijn voor haar klanten en voorkomen dat klanten genoodzaakt zijn hun werkzaamheden bij concurrenten onder te brengen.

Onderdeel van het beleid is daarom dat alle technisch mogelijke klantvragen worden geaccepteerd, dat de producten van SGS standaard een bepaalde garantietermijn krijgen en dat enkel met een hoge kwaliteit materiaal gewerkt wordt. Daarnaast wordt indien mogelijk direct met de uitvoering van een order begonnen. Dit niet uitgesteld tot het laatste moment (just-in-time) omwille van de kosten van onderhandenwerk en de kaspositie.

Waar de hoge kwaliteit, betrouwbaarheid en acceptabele prijs eigenlijk redelijk vanzelfsprekend zijn, wil SGS zich dus echt onderscheiden op gebied van snelheid en flexibiliteit. Onder deze flexibiliteit wordt enerzijds productflexibiliteit verstaan, wat inhoudt dat SGS alle verschillende typen tandwielkasten kan reviseren/repareren. Anderzijds wil SGS dat haar klanten altijd direct terecht kunnen, 24 uur per dag, 7 dagen per week (beschikbaarheid). Daarbij wil ze ook ingericht zijn om enkelstuks of kleine series te produceren (volumeflexibiliteit) en om indien nodig zeer snel te kunnen leveren (levertijdflexibiliteit).

Dit is dan ook waar SGS haar organisatie en processen op wil inrichten. In deze markt zijn de klanten bereid hier meer voor te betalen, waardoor de kosten een ondergeschikte rol spelen. In de markt staat SGS ook bekend als relatief duur, maar wel snel en met een goede kwaliteit. Desalniettemin zal de toenemende concurrentie naar verwachting de druk op de leverbetrouwbaarheid en de prijzen doen toenemen.

2.2 Werkzaamheden van SGS

Om de werkzaamheden van SGS nader toe te lichten, wordt in deze paragraaf onderscheid gemaakt in de producten en services die geleverd worden.

Tandwielkasten

Jaarlijks passeren ongeveer 370 tandwielkasten de werkplaats in Rotterdam, zie ook figuur 2.2. De meerderheid van de werkzaamheden hieraan betreft reparaties en revisies aan tandwielkasten. Bij een revisie worden in principe alleen alle lagers en afdichtingen vervangen, waarna de tandwielkast uit de schoongemaakte bestaande onderdelen weer wordt opgebouwd. Bij een reparatie kunnen beschadigde onderdelen zoals tandwielen, assen of kasthuizen worden gerepareerd, opnieuw worden geproduceerd of worden ingekocht. Hierbij wordt standaard eerst een inspectie uitgevoerd, om te bepalen wat er aan gedaan moet worden. Naar aanleiding hiervan wordt de klant een reparatievoorstel gedaan met een levertijd en een prijs.

(15)

Figuur 2.2: voorbeelden van tandwielkasten bij SGS

Regelmatig komt voor dat er vanwege beschadigingen alsnog reparatiewerkzaamheden voortkomen uit opdrachten van tandwielkasten die ter revisie worden aangeboden. In deze gevallen wordt de klant een nieuw voorstel gedaan, met daarbij een nieuwe leverdatum. Twee voorbeelden van veelvoorkomende beschadigingen zijn gegeven in figuur 2.3.

Figuur 2.3: voorbeelden van beschadigde vertanding (links) en beschadigde boring (rechts)

Uiteindelijk worden in 81% van alle revisie- en reparatieopdrachten aan tandwielkasten reparatiewerkzaamheden uitgevoerd en in 19% betreft het enkel een revisie. Bovendien worden jaarlijks ongeveer 15 geheel nieuwe tandwielkasten geproduceerd.

Het demonteren, inspecteren, assembleren en testen van tandwielkasten wordt uitgevoerd in de bankwerkerij. Deze afdeling bestaat uit ruim 30 monteurs en werkt normaal gesproken één shift per dag. De doorlooptijd van de verschillende tandwielkasten kan enorm uiteenlopen door de grote variëteit aan tandwielkasten en benodigde werkzaamheden. De meeste revisies hebben een doorlooptijd van 2 tot 15 werkdagen. De meeste reparaties hebben in de praktijk een doorlooptijd van 10 tot 100 werkdagen en nieuwbouwopdrachten rond de 50 tot 160 werkdagen. Soms kan het lang duren voordat klanten bepaalde beslissingen hebben genomen, wat de doorlooptijd negatief beïnvloedt.

(16)

5 2. Stork Gears & Services Onderdelen

Daarnaast worden bij SGS jaarlijks ruim 4400 onderdelen gerepareerd of geproduceerd, verdeeld over zo’n 2600 interne productieorders, zie ook figuur 2.4. Ongeveer 80% hiervan betreft enkelstuks productie, wat aangeeft dat er bij SGS weinig sprake is van seriematig werk.

Met 73% is het grootste deel van deze productieorders afkomstig van reparaties of van de productie van tandwielkasten. 18% betreft onderdelen die direct aan klanten worden geleverd en de overige 9% onderdelen zijn voor overige orders.

Figuur 2.4: voorbeelden van onderdelen die bij SGS worden geproduceerd

De productie en reparatie van onderdelen wordt uitgevoerd in de machinale afdeling. Hier werken bijna 30 operators aan machines die bepaalde bewerkingen kunnen uitvoeren. De machinale afdeling kent zo’n 20 verschillende soorten bewerkingen die daar worden uitgevoerd en er wordt afhankelijk van het type bewerking, in één of twee shifts op een dag gewerkt.

De onderdelen kennen elk zo’n 1 tot 20 bewerkingen die in een bepaalde volgorde moeten worden uitgevoerd. Deze bewerkingsvolgorde kan voor verschillende onderdelen compleet anders zijn, waardoor de producten oneindig veel verschillende routings door de fabriek kunnen afleggen. De bewerkingstijden kunnen uiteenlopen van 10 minuten tot ruim over de 100 uur. Bovendien moeten sommige bewerkingen worden uitbesteed, omdat SGS die zelf niet kan uitvoeren. Denk hierbij aan warmtebehandelingen zoals harden, veredelen of nitreren, of het balanceren van samengestelde onderdelen. Het merendeel van de onderdelenproductie en -reparaties heeft een doorlooptijd van 1 tot 40 werkdagen.

(17)

Locatiewerkzaamheden

Daarnaast worden ook werkzaamheden bij klanten op locatie uitgevoerd, zie ook figuur 2.5 (links). In de eerste plaats betreft dat het uitbouwen van de tandwielkast, zodat deze naar de werkplaats in Rotterdam kan worden gebracht, en het inbouwen en uitlijnen hiervan, zodat deze weer in gebruik kan worden genomen. Afhankelijk van de situatie en de wensen van de klant, kunnen bovendien volledige revisies en reparaties bij klanten op locatie worden uitgevoerd. Als gevolg van de aanwezige schade, kan de tandwielkast eventueel alsnog naar de productielocatie in Rotterdam worden gebracht. De benodigde productie- of reparatiewerkzaamheden aan onderdelen, worden vrijwel altijd in de productielocatie in Rotterdam uitgevoerd.

Voor de locatiewerkzaamheden bestaat in principe een vaste Field Service afdeling van ongeveer 11 buitenmonteurs. In de praktijk worden deze vaak bijgestaan door de binnenmonteurs van de bankwerkerij indien dat nodig is. Als er bovendien onvoldoende werk is voor deze buitenmonteurs, worden deze ook binnen ingezet. Hierdoor kan flexibeler worden ingesprongen op de marktvraag. De meeste locatiewerkzaamheden hebben een doorlooptijd van 1 tot 15 werkdagen.

Figuur 2.5: voorbeeld van werkzaamheden bij de klant op locatie (links), meetapparatuur voor diagnos-tics services (midden) en met uitvoeren van meting hiermee aan een tandwielkast in werking (rechts)

Aanvullende services

SGS biedt klanten tevens aanvullende services op gebied van onderhoud van tandwielkasten. In de eerste plaats is er een team van diagnostics services, waarbij met behulp van endoscopie en warmte-, geluids- en trillingsmetingen, klanten kunnen worden geadviseerd over preventief en predictief onderhoud van hun tandwielkasten, zie ook figuur 2.5 (midden en rechts). Hierbij bestaat zelfs de mogelijkheid voor klanten om online de status van hun tandwielkasten te volgen. Ook kan SGS consultants of engineers leveren voor adviezen en ontwerpen met betrekking tot onderhoud of modificaties aan tandwielkasten.

Deze aanvullende services zijn ondergebracht in afzonderlijke afdelingen en staan in zekere zin los van de hierboven omschreven werkzaamheden in de productielocatie van SGS. Ze hebben bovendien een heel andere werkwijze en zullen in dit onderzoek verder buiten beschouwing worden gelaten.

(18)

7 2. Stork Gears & Services

2.3 Stork Gears & Services als reparatiebedrijf

Zoals omschreven reviseert en repareert SGS allerlei verschillende soorten tandwielkasten. Daar komt bij dat een reparatie elke keer anders is, waardoor het bedrijf veelal enkelstuks productie kent en geen voorraden kan aanhouden anders dan algemene bevestigingsmiddelen en dergelijke. Hierdoor bestaat weinig ervaring op gebied van de uitvoering van bewerkingen en de bewerkingstijden hiervan, waardoor regelmatig voorkomt dat de werknemers nog dingen moeten uitzoeken en bewerkingstijden lastig in te schatten zijn. Omwille van de flexibiliteit kent de inrichting SGS een functionele structuur. De belangrijkste nadelen zijn echter dat er vaak veel onderhandenwerk is en de beheerslast relatief groot is (In ’t Veld, 1989).

Daarbij is SGS een typisch reparatiebedrijf en is de aanstroom van werkzaamheden in grote mate afhankelijk van revisies en reparaties van (defecte) tandwielkasten. Hierdoor kent SGS een variërende aanstroom van orders die vrijwel niet is te voorspellen, waardoor het moeilijk is de capaciteit van het bedrijf hier goed op af te stemmen. Bovendien zijn er klanten met een vastgelopen tandwielkast, waar soms een gehele productiefaciliteit van afhankelijk kan zijn. Zij zijn gebaat bij een zeer snelle service en zijn veelal ook bereid hier veel voor te betalen. De werknemers van SGS zien het bedrijf met een bepaalde trots als klantgericht servicebedrijf dat snel moet kunnen leveren en met een hoge kwaliteit. Zij jagen deze spoedorders graag snel door de fabriek, waardoor de kans bestaat dat deze de overige productie verstoren. Zoals omschreven in paragraaf 2.1 komt daarbij dat SGS het beleid kent alle technisch mogelijke klantvragen te accepteren, waarbij in feite tegen een oneindige capaciteit wordt gepland. Om toch nog zoveel mogelijk op tijd af te krijgen, wordt er bij SGS veel overgewerkt. Gemiddeld wordt bijna 20% van de totale bewerkingstijd buiten de normale werktijden uitgevoerd. Één van de nadelen hiervan is dat hierdoor de productiekosten ook lastig vooraf zijn in te schatten, omdat gedurende de uitvoering ineens overgewerkt kan worden wanneer een spoedorder tussendoor is gekomen of veel werk is ingepland.

Werkwijze in de praktijk

Dit afstudeeronderzoek richt zich met name op de planning van SGS. Om een indruk te geven van de huidige werkwijze van de planning en uitvoering in de praktijk, zal dit kort worden omschreven. Opdrachten worden door de verkopers van SGS aangeboden aan de klant, waarbij ondermeer een prijs en levertijd of leverdatum overeen wordt gekomen. Daarna wordt aan de hand van deze leverdatum het werk voorbereid en ingepland door werkvoorbereiding. Vervolgens wordt deze planning afgegeven aan de uitvoeringsfunctie, die vervolgens aan de hand hiervan de uitvoering scheduled en uitvoert.

De planning die aan productie wordt afgegeven heeft alle bewerkingsstappen gepland in de tijd, maar houdt daarbij geen rekening met capaciteit. Op de productieafdelingen kan om uiteenlopende redenen regelmatig niet aan de opgegeven planning worden voldaan, waardoor producten in de eerste plaats intern te laat geleverd worden. Men kan er daardoor regelmatig niet van op aan dat alle

(19)

2.Stork Gears & Services 8 benodigde onderdelen op de geplande data gereed of ontvangen zijn. In feite wordt de planning hierdoor voortdurend gewijzigd, maar deze wordt vaak niet in het systeem aangepast. In plaats daarvan wordt de planning vervolgens voornamelijk door de afdelingshoofden ‘in het hoofd’ gedaan, die vervolgens het personeel in meer of mindere mate individueel aanwijst wat zij moeten doen. Zeker in bepaalde perioden wordt veel aandacht gestoken in de onderdelen/producten van opdrachten die te laat zijn of dreigen te komen. Vaak komt dan voor dat andere opdrachten blijven liggen, totdat deze ook te laat dreigen te komen en deze vervolgens met spoed in productie worden gezet. Door middel van overleg wordt geprobeerd de onderlinge prioriteit van orders te bepalen en productieafdelingen op elkaar af te stemmen. De focus hiervan ligt voornamelijk bij de grote of ‘belangrijke’ orders.

Inzicht in de voortgang van productieorders is aanwezig. Alle uitgevoerde bewerkingen worden afgemeld in het systeem, waarmee de voortgang van elke productieorder zichtbaar gemaakt wordt. Dit geeft echter niet aan wanneer iets verwacht wordt gereed te komen. Zoals hierboven omschreven ontbreekt een werkelijke planning vaak of bevind zich in het hoofd van de afdelingshoofden. Deze is niet gemakkelijk inzichtelijk voor anderen en wordt bovendien regelmatig verstoord door spoedorders en andere tegenslagen, zoals productiefouten of uitloop van de geplande bewerkingstijden. Bovendien is het in de machinale afdeling door het complexe netwerk van verschillende bewerkingsvolgorden en -tijden vrijwel een onmogelijke opgave om de planning van alle opdrachten goed te kunnen overzien.

Het gevolg hiervan is dat men er weinig of kort van tevoren zicht op heeft wanneer bewerkingen gedaan gaan worden en of de leverdatum gehaald zal worden. Hierdoor is het lastig afspraken te maken met andere partijen en moeten dingen vaak op het laatste moment geregeld worden, met alle hectiek en eventuele spoedkosten tot gevolg. Bovendien wil bijvoorbeeld werkvoorbereiding of verkoop zich ook gaan bemoeien met de aansturing van de productie van hoofdzakelijk hun eigen orders. Door de noodzaak van een bepaalde order persoonlijk aan te geven aan de operators of afdelingshoofden, wordt hier vaak gehoor aan gegeven en wordt de order eerder uitgevoerd. De cultuur hieromtrent wordt nog wel eens beschreven als: “degene die het hardst schreeuwt, krijgt zijn werk gedaan”. Het gevolg hiervan is echter wel dat de overige productie hierdoor kan worden verstoord. Daarnaast heeft dit er ook toe geleidt dat (interne) leverdata in het informatiesysteem in sommige gevallen bewust vervroegd worden, om iets meer zekerheid te hebben dat de ‘werkelijke’ leverdatum die is afgegeven aan de klant nog wel wordt gehaald.

Voor iedereen in het bedrijf is het hierdoor maar afwachten of een product op tijd gereed zal zijn. De aansturing is hectisch en veel gericht op het laatste moment, en er kan ook niet ontkend worden dat dit geregeld leidt tot stress en onderlinge frustraties. Tenslotte zal de klant de gevolgen hiervan ook ondervinden.

(20)

9 3. Analyse van het probleem

3 Analyse van het probleem

Het doel van dit hoofdstuk is het definiëren van het probleem, alvorens hier een oplossing voor zal worden aangedragen. De analyse wordt gedaan aan de hand van de Delft Systems Approach (Veeke, et al., 2008). Eerst zal het systeem worden beschouwd als een black-box, om daar vervolgens verder op in te gaan. Een Process Performance model wordt dan gebruikt om verschillende aspectstromen te onderscheiden. Vervolgens zal de beheersing van de productstroom in kaart worden gebracht met een steady-statemodel, waarna de bevindingen hieruit worden onderbouwd met kwantitatieve data van SGS.

De eerste stap van de analyse is het verkenen van de probleemsituatie en de omgeving waarin SGS opereert. Dit is gedaan aan de hand van technieken uit de soft systems methodology (Checkland & Scholes, 1999) en is te vinden in bijlage B: Verkenning van de probleemsituatie. De omgeving waarin SGS opereert, kan worden omschreven als de markt met bedrijven die tandwielkasten gebruiken voor hun eigen processen. Deze klanten hebben er belang bij dat hun tandwielkasten goed functioneren om hun installaties draaiende te houden, wat inhoudt dat deze tandwielkasten zo nu en dan gereviseerd moeten worden en indien nodig gerepareerd, aangepast of vervangen moeten worden. De hoofdfunctie van SGS in deze markt, is het voorzien in de behoefte om tandwielkasten goed functionerend te behouden. De interpretatie van goed functionerend hierbij, is afhankelijk van de wensen van de klant. Zo maken klanten soms een afweging tussen de werkzaamheden van een reparatie en de kosten daarvan. Op die manier wil het ook gebeuren dat een klant ervoor kiest het risico te nemen enkel een noodreparatie toe te passen, zodat tijd en kosten kunnen worden bespaard.

3.1 black-boxbenadering voor SGS

De black-boxbenadering beschouwt het systeem alleen van de buitenkant, waarbij alle interne elementen en relaties vooralsnog buiten beschouwing worden gelaten. Dit afstudeeronderzoek beperkt zich tot de kernactiviteiten van SGS, waardoor overige losstaande services zoals beschreven in paragraaf 2.2 buiten de systeemgrens vallen. De functie van deze kernactiviteiten van SGS is het plegen van onderhoud aan tandwieloverbrengingen en/of het leveren van onderdelen hiervoor.

De instroom van het systeem bestaat in de eerste plaats uit de klantvragen. Afhankelijk van de klantvraag, bestaat de ingaande productstroom uit bijvoorbeeld te reviseren tandwielkasten, te repareren tandwielkasten, onderdelen en materialen. Daarnaast is er een instroom van (productie)-middelen, welke staat voor bijvoorbeeld personeel, gereedschap en machines. De uitstroom van het systeem bestaat in principe uit voldane klantvragen, gereviseerde/gerepareerde tandwielkasten of onderdelen en gebruikte middelen. Dit is weergegeven in het functiemodel in figuur 3.1.

(21)

3.Analyse van het probleem 10

Figuur 3.1: functiemodel van de kernactiviteiten van Stork Gears & Services

De eisen aan het systeem

De eisen aan het beschouwde systeem worden opgesteld door het managementteam van SGS. Deze komen enerzijds voort uit de strategie van SGS, waarin de wensen van de klant ook zijn opgenomen, en anderzijds uit de eisen die het hoofdkantoor van Stork aan SGS heeft gesteld. Deze eisen hebben globaal betrekking op leverbetrouwbaarheid, flexibiliteit, omzet, vaste en variabele kosten en kapitaal. De eisen met betrekking tot omzet, kosten en kapitaal zijn over het algemeen weergegeven als heldere targets. De eisen met betrekking tot leverbetrouwbaarheid en flexibiliteit bestaan daarentegen uit minder duidelijk gedefinieerde doelstellingen. Zo wil men op de korte termijn streven naar een leverbetrouwbaarheid van 85%, en is op de langere termijn een leverbetrouwbaarheid gewenst van minimaal 90%. Wat betreft de flexibiliteit wil men klanten altijd te woord kunnen staan, vrijwel altijd bij kunnen staan en alle soorten tandwielkasten kunnen reviseren, repareren of produceren.

De prestaties van het systeem

De prestatie van het beschouwde systeem met betrekking tot de targets voor de omzet, de kosten en het kapitaal wordt maandelijks gemeten, geëvalueerd door het managementteam en gerapporteerd aan het hoofdkantoor. Evaluatie van de kosten van kwaliteitsfouten, heeft er ondermeer toe geleid dat verbeterprojecten zijn gestart met als doel de kosten van kwaliteitsfouten te reduceren.

De prestaties met betrekking tot de leverbetrouwbaarheid en de flexibiliteit worden niet structureel gemeten of bijgehouden. Evaluatie is gebaseerd op incidenteel waargenomen levertijdsoverschrij-dingen door de betrokken medewerkers en leidinggevenden. Een maat voor de leverbetrouwbaarheid is het aantal orders dat te laat afgeleverd is, en voor de flexibiliteit is het aantal klantvragen dat SGS heeft moeten afwijzen. De flexibiliteit voldoet aan de verwachtingen van SGS en de niet behaalde leverbetrouwbaarheid is de aanleiding geweest voor dit afstudeeronderzoek. Desalniettemin zijn

eisen prestaties te reviseren/repareren TWK en/of materiaal/onderdelen klantvraag personeel, gereed-schap en machines gereviseerde/gerepareerde TWK of onderdelen voldane klantvraag gebruikt personeel, gereedschap en machines

het plegen van onderhoud aan tandwieloverbrengingen

en/of het leveren van onderdelen hiervoor

(22)

levertijdsoverschrijdingen niet structureel gemeten, waardoor de werkelijke leverbetrouwbaarheid geheel onbekend was.

Voor dit afstudeeronderzoek is de leverbetrouwbaarheid bepaald aan de hand van gegevens van afgesloten orders uit het informatiesysteem van SGS. De leverbetrouwbaarheid van het beschouwde systeem is hiervoor gedefinieerd als het percentage van de opdrachten dat op tijd kan worden afgeleverd. Het op tijd kunnen afleveren houdt in dat de datum waarop de opdracht fysiek gereed is, gelijk is aan de opgegeven leverdatum of hiervoor ligt. De reden dat niet van de werkelijke afleverdatum is uitgegaan, heeft ermee te maken dat een product door toedoen van de klant geregeld nog enige tijd blijft liggen voordat deze daadwerkelijk wordt verzonden. Redenen hiervoor zijn bijvoorbeeld dat de klant zelf het transport wil inplannen of het product niet verzonden wordt totdat aan de betalingsverplichtingen is voldaan. Dit heeft niets met de prestaties van het beschouwde systeem te maken, waardoor wordt uitgegaan van de datum waarop de opdracht fysiek gereed is. Een uitgebreide toelichting hierop is te vinden in bijlage D: De leverbetrouwbaarheid van Stork Gears & Services. De leverbetrouwbaarheid van SGS over de periode januari 2010 tot en met mei 2011 is weergegeven in figuur 3.2.

Figuur 3.2: leverbetrouwbaarheidscurve van SGS over de periode januari 2010 tot en met mei 2011

Het is gebleken dat de leverbetrouwbaarheid gemiddeld 54% bedraagt, wat inhoudt dat gemiddeld 46% van alle opdrachten te laat wordt geleverd. Dit toont aan dat de gestreefde leverbetrouwbaarheid van tenminste 85% niet wordt gehaald. Om het probleem te kunnen formuleren, zal verder op het systeem worden ingegaan.

(23)

3.Analyse van het probleem 12

3.2 Process Performance model

Het Process Performance model (PROPER model) is een model dat wordt gebruikt in de Delft Systems Appraoch voor het bestuderen van industriële systemen. Het biedt de mogelijkheid de processen van verschillende aspectstromen en de onderlinge relaties in een model weer te geven. Het PROPER model voor het beschouwde systeem is weergegeven in figuur 3.3.

prestaties te reviseren/repareren TWK en/of materiaal/onderdelen klantvraag personeel, gereed-schap en machines gereviseerde/ gerepareerde TWK of onderdelen voldane klantvraag gebruikt personeel, gereedschap en machines toekennen vrijgeven gebruiken taak _voortgang volbrengen transformeren eisen

Figuur 3.3: Process Performance model van de kernactiviteiten van Stork Gears & Services

De functie transformeren in de productstroom met tandwielkasten en onderdelen, kan concreter worden omschreven door: ‘het reviseren van tandwielkasten en het repareren, produceren en inkopen van onderdelen’. Het te laat leveren van orders komt erop neer dat de werkzaamheden van de productstroom te laat gereed zijn. Deze lage leverbetrouwbaarheid is een probleem in de beheersing van het proces. Daarom zal het steady-state model van de productstroom worden gebruikt voor de verdere analyse van het systeem.

(24)

3.3 Steady-state model van de productstroom van SGS

Het steady-state model is een universeel model om repeterende processen weer te geven. In ‘t Veld (1998) maakt in het steady-statemodel onderscheidt tussen drie soorten functies:

1. functies in de uitvoering en de doorstroom 2. functies in de regelkringen voor de procesregeling 3. functies in de regelkring voor de normstelling

De laatste twee soorten functies betreft de functies voor de beheersing. In figuur 3.4 is het steady-state model voor de productstroom van SGS weergegeven, waarbij het zich concentreert op de functies voor de beheersing van het proces. De functies in de zogeheten grenszones in de uitvoering en de doorstroom zijn hierin achterwege gelaten. Aan de hand van dit model kan worden uitgelegd hoe de voortgang van de productstroom bij SGS wordt beheerst. Het volledige steady-state model van In ’t Veld is weergegeven in bijlage C.

informatie uit omgeving te reviseren/repareren TWK en/of materiaal/onderdelen gereviseerde/gerepareerde TWK of onderdelen

het reviseren van tandwielkasten en het repareren, produceren en

inkopen van onderdelen

meten

meten ingrijpen

vergelijken regelen

vergelijken

inplannen evalueren meten

gewenste leverdatum standaarden/schatting (minimale) doorlooptijd/bewerkingstijd

(interne) leverdata van bewerkingen/geleidebladen/orders

re g e lk ri n g e n v o o r d e p ro ce sr eg e lin g re g e lk ri n g v o o r d e n ro m s te lli n g

Figuur 3.4: vereenvoudigd steady-state model van de productroom, geconcentreerd op de functies voor de beheersing, met weergave van de ontbrekende functies in de regelkring voor de normstelling

(25)

3.Analyse van het probleem 14 In de praktijk wordt vaak een onderscheid gemaakt tussen planning en scheduling. Veeke (1997) stelt dat de functie van scheduling kan worden gedefinieerd als: “zorgdragen dat de vrijgegeven opdrachten in de gegeven situatie worden uitgevoerd volgens de door het productieplan gestelde voorwaarden.” Anders omschreven is de functie van scheduling het realiseren van de uitvoering van deze bewerkingen/activiteiten zoals dat in de productieplanning staat. De functies hiervoor liggen in de regelkringen voor de procesregeling, welke in figuur 3.4 zijn weergegeven boven de meest lichtgetinte grijze achtergrond. Deze procesregeling reageert op verstoringen door in te grijpen. De gehanteerde normen hiervoor zijn bij SGS de (interne) leverdata van bewerkingen, geleidebladen en/of orders in de planning. Op basis daarvan wordt bepaald wanneer bewerkingen in productie gaan en wanneer moet worden ingegrepen om deze leverdata (nog) te halen. Er zijn verschillende mogelijkheden om in te grijpen. Zo kan een CNC-draaibewerking worden vervangen door conventioneel draaien of kan aan de bewerking worden overgewerkt. De functies uit de proces-regeling worden uitgevoerd door de werknemers en afdelingshoofden van de productieafdelingen.

De productieplanning wordt opgesteld door de planningsfunctie, waarvan de functies liggen in de regelkring voor de normstelling. Deze is in figuur 3.4 weergegeven boven de meest donkergetinte grijze achtergrond en stelt de normen voor de procesregeling. Hier komen bij SGS dus de (interne) leverdata van bewerkingen, geleidebladen en/of orders uit voort. Bij SGS wordt de weergegeven functie inplannen in twee stappen uitgevoerd door de verkopers en de werkvoorbereiding. De verkoop biedt een levertijd aan, aan de hand van de gewenste leverdatum die zij willen aanbieden of die de klant verzoekt en informatie over de doorlooptijd van de opdracht. Die informatie kan bijvoorbeeld een eigen inschatting zijn van de doorlooptijd of de doorlooptijd van een vergelijkbare order uit het verleden. Hieruit volgt een leverdatum, op basis waarvan werkvoorbereiding vervolgens de interne leverdata van de bewerkingen en geleidebladen opstelt.

In de figuur 3.4 is de regelkring voor de normstelling niet compleet. De evaluerende functie in de regelkring voor de normstelling ontbreekt bij SGS, zoals is weergeven met de roodgestreepte lijnen. Hierdoor worden de door de functie inplannen afgegeven normen voor de procesbeheersing en de normen waarmee gepland wordt, niet geëvalueerd en indien nodig bijgesteld. Zo wordt niet bekeken in hoeverre de capaciteit al wordt benut, wanneer bewerkingen worden ingepland. Ook wordt niet geëvalueerd of de bewerkingstijden waar van wordt uitgegaan wel voldoende overeenkomen met de realiteit. Hierdoor kan het voorkomen dat de afgegeven planning niet haalbaar is.

(26)

15 3. Analyse van het probleem Kwantitatieve onderbouwing

De stelling dat het voor kan komen dat de afgegeven planning aan de productieafdelingen niet haalbaar is, wordt kwantitatief onderbouwd aan de hand van data uit het informatiesysteem van SGS. Om dit aan te tonen, wordt de ingeplande bewerkingstijd vergeleken met de beschikbare capaciteit in het verleden.

Omdat de ingeplande bewerkingstijd in de huidige werkwijze niet altijd op een dag precies aankomt, is voor de zekerheid het gemiddelde per week beschouwd. Hiermee wordt bijvoorbeeld voorkomen dat een geringe overschrijding van de beschikbare capaciteit op de ene dag waarbij de daaropvolgende vrijwel niets staat ingepland, al wordt aangeduid als een onhaalbare planning. Vanwege de onvolledige plandata uit het informatiesysteem voor de werkzaamheden in de bankwerkerij, worden alleen de bewerkingen in de machinale afdeling beschouwd om de uitkomst van de kwalitatieve analyse kwantitatief te onderbouwen.

Bij SGS is het gebruikelijk dat er op vrijwillige basis veel kan worden overgewerkt. Zoals omschreven in bijlage B: Verkenning van de probleemsituatie, wordt het bij SGS bijvoorbeeld gebruikelijk gevonden dat veel overgewerkt wordt om de onvoorspelbaar variërende vraag op te kunnen vangen. Bovendien wordt gemiddeld bijna 20% van de totale bewerkingstijd buiten de normale werktijden uitgevoerd. Om die reden is de bereidwilligheid van afzonderlijke werknemers om over te werken ter vergelijking ook meegenomen, welke is gebaseerd op de mate waarin door hen in het verleden is overgewerkt. Hiermee kan de maximaal beschikbare capaciteit worden bepaald, indien alle werknemers van deze bewerkingen wordt gevraagd maximaal over te werken.

Ter verduidelijking van deze redenatie, is een voorbeeld gegeven in figuur 3.5. Hierin is de gemiddelde ingeplande bewerkingstijd per week voor de bewerkingen conventioneel draaien en CNC-draaien klein samen over de afgelopen twee jaren te vergelijken met de capaciteit zoals die beschikbaar is geweest in de normale werktijd en met de maximaal beschikbare capaciteit indien alle werknemers van deze bewerkingen wordt gevraagd maximaal over te werken. Voor de overzichtelijkheid van de figuur, zijn de lijnen voortschrijdende gemiddelden van de wekelijkse waarden. De resultaten die volgen zijn daarentegen afkomstig van de capaciteit zoals die daadwerkelijk wekelijks beschikbaar is geweest.

Het is gebleken dat in 63% van de beschouwde weken, de geplande bewerkingstijd de normale beschikbare capaciteit voor de uitvoering van deze bewerking heeft overschreden. Het is daarom ook niet verwonderlijk dat in het verleden 18% van deze bewerkingen in overwerktijd is uitgevoerd. Uitgaande van maximale bereidwilligheid van de werknemers om over te werken, blijkt dat nog steeds in 17% van de beschouwde weken de geplande bewerkingstijd de maximaal beschikbare capaciteit overschrijdt.

(27)

3.Analyse van het probleem 16 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 u re n 2010 2011 weeknummer

geplande capaciteitsbezetting van de bewerkingen conventioneel draaien & CNC-draaien klein

ingeplande bewerkingstijd (na correctie) gerealiseerde uren (voortschrijdend gemiddelde)

normaal beschikbare capaciteit (voortschrijdend gemiddelde)

(tijdelijk) maximaal beschikbare capaciteit uitgaande van bereidwilligheid tot overwerk (voortschrijdend gemiddelde)

Figuur 3.5: de geplande capaciteitsbezetting van de bewerkingen conventioneel draaien en CNC-draaien klein over de afgelopen twee jaren

Dezelfde redenatie is uitgevoerd voor andere bewerkingen en combinaties van bewerkingen. Een deel van deze resultaten is weergegeven in tabel 3.1. Een uitgebreide toelichting hierop is te vinden in bijlage E: Kwantitatieve onderbouwing van de analyse.

opdrachten % weken met overschrijding normaal beschikbare capaciteit % weken met overschrijding maximaal beschikbare capaciteit FR 31% 30% DK-QD 63% 17% CO 25% 14% RS-XS 16% 12% LC-QD 50% 11% DK 38% 11% QD 51% 10% RS 13% 10% CA-DK-LC-QD 52% 8%

Tabel 3.1: een selectie van de resultaten van de vergelijking van de ingeplande bewerkingstijd met de beschikbare capaciteit in het verleden als kwantitatieve onderbouwing van de analyse

(28)

Hiermee is aangetoond dat in de praktijk ook regelmatig voorkomt dat de planning die wordt afgegeven aan de machinale afdeling onhaalbaar is. Vanwege de onvolledige data kan geen uitsluitsel worden gegeven over de haalbaarheid van de planning van de bankwerkerij.

De precieze hoogte van de maximale beschikbare capaciteit is weliswaar discutabel, omdat niet precies is te achterhalen wat de daadwerkelijk bereidwilligheid is geweest om over te werken. De geboekte uren in de figuur geven een indicatie in hoeverre tot aan die bovengrens daadwerkelijk wordt overgewerkt. Omdat de (tijdelijk) maximaal beschikbare capaciteit in de praktijk vrijwel niet geëvenaard wordt, zullen de resultaten naar alle waarschijnlijkheid in elk geval niet gunstiger uitvallen voor de haalbaarheid van de planning. De conclusie dat het in de praktijk ook regelmatig voorkomt dat de planning die wordt afgegeven aan de productieafdelingen onhaalbaar is, wordt hierdoor niet ondermijnd.

3.4 Voorwaarden voor de beheersing van een proces

Volgens de Delft Systems Approach (Veeke et al., 2008, In ’t Veld, 1998) zijn er voor de beheersing van een proces vier essentiële voorwaarden waaraan moet zijn voldaan:

1. Het moet bekend zijn welke output je wilt verkrijgen. 2. Het systeem moet in staat zijn deze output te realiseren.

3. Het moet mogelijk zijn het gedrag van het systeem te beïnvloeden.

4. Het moet bekend zijn wat het gevolg is van het beïnvloeden van het gedrag, op de output van het systeem.

De eerste twee voorwaarden behoren tot de planningsfunctie, en de laatste twee tot de schedulingsfunctie. Voordat de schedulingsfunctie van een productieafdeling de mogelijkheid heeft om het proces op het tijdsaspect te kunnen beheersen, dient door de planningsfunctie aan de eerste twee voorwaarden te zijn voldaan. Met het afgeven van een leverdatum is aan de eerste voorwaarde voldaan. Daarnaast dient de planningsfunctie er dus voor zorg te dragen dat de productieafdelingen de productieplanning kunnen realiseren, oftewel, de afgegeven planning moet haalbaar zijn.

Haalbaarheid van de planning

Ter verduidelijking een aantal opmerkingen over de haalbaarheid van de planning in combinatie met ingrijpmogelijkheden, uitbesteden, inleenpersoneel en overwerken.

• De haalbaarheid van de planning is niet afhankelijk van de mogelijkheden om in te grijpen. Met andere woorden, een overvolle planning van de productieafdelingen is niet haalbaar door er van uit te gaan dat op alle mogelijke manieren zal worden ingegrepen.

Het ingrijpen van de schedulingsfunctie dient ervoor om doelgericht op verstoringen te reageren, zoals bijvoorbeeld overwerken indien een bewerkingstijd veel langer blijkt dan aanvankelijk gepland is, om op die manier de planning toch nog te kunnen halen. Deze ingrijpmogelijkheden

(29)

3.Analyse van het probleem 18 moeten bovendien voldoende beschikbaar blijven voor de productieafdelingen, omdat een proces waarin verstoringen kunnen optreden anders per definitie niet beheerst kan worden.

• Wanneer de productieafdelingen van SGS bepaalde bewerkingen niet op tijd af kunnen krijgen omdat de beschikbare capaciteit hiervoor overbezet is, zouden deze bewerkingen kunnen worden uitbesteed. Uitbesteden moet echter niet worden beschouwd als uitbreiding van de capaciteit van de productieafdelingen. Iets uitbesteden kost vaak meer tijd en vereist daardoor een aangepaste planning van SGS. De beslissing tot uitbesteden moet daarom in eerste instantie niet liggen bij de schedulingfunctie, die verantwoordelijk is om volgens de planning te leveren. De planningfunctie (verkoop, werkvoorbereiding) zou wel kunnen beslissen tot uitbesteding van bepaalde bewerkingen/activiteiten, om op die wijze een haalbare planning aan de productieafdelingen af te kunnen geven.

• Inleenkrachten zijn een vorm van capaciteit die wel kan worden ingezet door de productieafdelingen van SGS, mits deze inleenkrachten dan ook daadwerkelijk beschikbaar zijn. Het mag niet zo zijn dat bij de planning wordt uitgegaan van de extra capaciteit van inleenkrachten, wanneer de kans bestaat dat die inleenkrachten dan niet beschikbaar zijn.

• Bij SGS zelf wordt met grote regelmaat overgewerkt. Overwerk wordt bij SGS beschouwd als een uitbreiding van de capaciteit om variaties in de capaciteitsvraag op te kunnen vangen wanneer dat nodig is. Indien overwerk op deze wijze wordt beschouwd als een uitbreiding van de capaciteit, is het voor een goede beheersing van het proces, noodzakelijk dat dit in de eerste plaats wel ingepland wordt en dat dit in de tweede plaats niet de mogelijkheden wegneemt om alsnog in te kunnen grijpen op verstoringen. Het risico bestaat natuurlijk dat wanneer een medewerker is gevraagd over te werken aan een spoedorder, deze minder geneigd is nog extra over te werken omdat overdag een bewerking onverwacht behoorlijk is uitgelopen. Als daarnaast ongevraagd er van is uitgegaan dat wel overgewerkt kan worden, is het niet zeker of de desbetreffende operator hier ook werkelijk toe in staat of toe bereid is. Behalve dat overwerk door de wet beperkt is, wordt bovendien algemeen verondersteld dat structureel veel overwerken niet goed is voor de gezondheid van het personeel, zelfs wanneer er door hen zelf voor wordt gekozen.

Concluderend kan gezegd worden dat de analyse heeft aangetoond dat het voorkomt dat de door de planning gestelde voorwaarden (leverdata) gezien de capaciteit niet haalbaar zijn en dat het systeem er niet op ingericht is dit te voorkomen, waardoor het onmogelijk is het proces van de uitvoering te beheersen en dat van de productieafdelingen te vragen.

(30)

3.5 Samenvatting

De planningsfunctie dient ervoor een haalbare productieplanning op te stellen voor de productieafdelingen, welke aangeeft wanneer welke bewerkingen/activiteiten/orders klaar dienen te zijn. De schedulingsfunctie dient de uitvoering van deze bewerkingen/activiteiten te realiseren zoals dat in de productieplanning staat, waarbij het middelen ter beschikking heeft om in te kunnen grijpen op verstoringen. Bij SGS wordt deze planningsfunctie in principe uitgevoerd door verkoop en werkvoorbereiding (in twee stappen) en de schedulingsfunctie door de afdelingshoofden van de productieafdelingen.

Het is gebleken dat de leverbetrouwbaarheid van Stork Gears & Services gemiddeld 54% bedraagt, waarmee de gestreefde leverbetrouwbaarheid van tenminste 85% niet wordt gehaald. Deze lage leverbetrouwbaarheid is een probleem in de beheersing van het proces. Aan de hand van het steady-state model in figuur 3.4 is te zien dat de evaluerende functie van de planningsfunctie bij SGS ontbreekt. De afgegeven planning en de normen waarmee gepland wordt, worden niet geëvalueerd of indien nodig bijgesteld. Hierdoor kan niet worden voorkomen dat de afgegeven planning onhaalbaar is. Op basis van kwantitatieve data uit het informatiesysteem van SGS, blijkt dat in de praktijk ook regelmatig voorkomt dat de planning die wordt afgegeven aan de machinale afdeling onhaalbaar is, zelfs wanneer de maximale bereidheid van operators om over te werken in ogenschouw wordt genomen.

Wanneer een onhaalbare planning wordt afgegeven, wordt niet voldaan aan de essentiële voorwaarden voor de beheersing van een proces. Doordat uit de analyse is gebleken dat het regelmatig voorkomt dat de in de planning gestelde leverdata, gezien de beschikbare capaciteit, niet haalbaar zijn en het systeem van SGS er niet op is ingericht dit te voorkomen, is onmogelijk het proces van de uitvoering bij SGS volledig te beheersen en dat van de productieafdelingen te vragen.

(31)

4.Definitieve probleemstelling 20

4 Definitieve probleemstelling

4.1 Probleemdefinitie

Zoals is aangetoond ondervindt SGS het probleem dat de leverbetrouwbaarheid te laag is. Dit is een probleem in de beheersing van het proces. De analyse heeft aan het licht gebracht dat het regelmatig voorkomt dat de door de planning gestelde voorwaarden (leverdata), gezien de beschikbare capaciteit, niet haalbaar zijn. Daarnaast is uit de analyse gebleken dat het systeem er ook niet op ingericht is dit te voorkomen, waardoor het onmogelijk is het proces van de uitvoering volledig te beheersen. Oftewel, doordat dat de planning van de productieafdelingen nu geregeld onhaalbaar is, is het voor SGS onmogelijk om altijd op tijd te leveren, wat bovendien verscheidene andere problemen tot gevolg heeft. De oplossing zal zich richten op wat moet veranderen om de planning haalbaar te laten zijn en de uitvoering te kunnen beheersen. Dit is een essentieel begin voor de verbetering van de leverbetrouwbaarheid bij SGS.

4.2 Doelstelling

Het doel van de oplossing is in de eerste plaats dat de leverbetrouwbaarheid van het proces zal toenemen. Uit de analyse blijkt dat in de huidige uitvoering van het proces onhaalbare doelen gesteld worden waardoor het proces niet beheerst kan worden wat vele problemen tot gevolg heeft. De oplossing zal zich daarom richten op wat moet veranderen om de planning van de uitvoering haalbaar te laten zijn. Indien deze planning beter gehaald wordt, zal dit ook vertrouwen geven aan alle andere partijen, waardoor minder van de daaraan gerelateerde problemen voor zullen komen.

Overige oorzaken van levertijdsoverschrijdingen, bijvoorbeeld ten gevolge van kwaliteitsfouten in zowel de product- als informatiestromen, worden bij SGS momenteel bestudeerd en aangepakt in verbeterprojecten. Deze worden daarom in dit afstudeeronderzoek buiten beschouwing gelaten.

4.3 Onderzoeksopdracht

De opdracht is het ontwerpen van een nieuwe benadering voor de planning en scheduling van de productie van SGS, om de leverbetrouwbaarheid hiervan te vergroten. Hiermee dient een haalbare planning voor de uitvoering te kunnen worden opgesteld. De belangrijke vraag is nu eigenlijk: hoe moet SGS gaan plannen om een haalbare productieplanning te krijgen?

(32)

21 4. Definitieve probleemstelling

4.4 Eisen aan de oplossing

De oplossing dient in het bijzonder geschikt te zijn voor Stork Gears & Services. Aan de oplossing worden daarom een aantal eisen gesteld, die voortkomen uit de specifieke productieomgeving van het bedrijf.

De productieomgeving van Stork Gears

De productieomgeving van SGS wordt gekarakteriseerd door een klantordergestuurde productieomgeving (make-to-order), waarbij niet op voorraad geproduceerd of ingekocht kan worden. Er is sprake van een variërende aanstroom van orders. Enerzijds varieert deze in de tijd, anderzijds is er een grote variatie in ordersamenstelling, waardoor de orders uiteenlopende volumes, bewerkingsvolgorden en procestijden hebben. Hierdoor kan SGS beschreven worden als een complexe ongebalanceerde job-shop, waarbij een groot netwerk wordt gevormd van bewerkingen met veel afhankelijkheden, en de werklast over de verschillende bewerkingen niet altijd gelijkmatig verdeeld is.

Zoals omschreven in paragraaf 2.3 zijn de orders veelal niet-repeterend, waardoor weinig ervaring bestaat op het gebied van precieze bewerkingstijden. Bovendien zullen bewerkingstijden hierdoor ook afhankelijk zijn van diegene die de bewerking uitvoert. De bewerkingstijden zullen daarom altijd geschat moeten worden met een redelijke kans op een afwijking hiervan.

Daarnaast worden bepaalde bewerkingen zoals harden, veredelen en balanceren altijd uitbesteedt, waarvoor van tevoren afspraken gemaakt dienen te worden met de leveranciers. Deze bewerkingen kunnen midden in het productieproces voorkomen.

Bovendien verwachten klanten verschillende levertijden, en is de afgegeven levertijd mede afhankelijk van de klant en de prijs die de klant ervoor betaalt, waardoor de orders niet een leverdatum/prioriteit krijgen toegewezen in de volgorde van binnenkomst of afhankelijk van de werklast van de order. Daarbij kent SGS, voortkomend uit haar strategie, het beleid om alle klantvragen die technisch mogelijk zijn te accepteren. Dit beleid wil ze ook ongewijzigd houden, zeker met oog op de momenteel opkomende concurrentie. Omdat in deze markt de klanten veelal bereid zijn meer te betalen voor een snelle levering, worden uitbesteding en overwerken voor mogelijk gehouden. Ten slotte is het in deze markt gebruikelijk een offerte af te geven met bepaalde geldigheidsduur van bijvoorbeeld een maand. Hierin wordt een leverdatum aangeboden die ingaat vanaf het moment dat de klant ertoe opdracht geeft. Soms kan het werkelijk een maand duren voordat de opdrachtbevestiging ontvangen wordt, omdat de opdracht bijvoorbeeld bij de klant door verschillende mensen geautoriseerd moet worden of ze SGS met andere aanbieders willen vergelijken. Dat neemt niet weg dat dit proces voor klanten met haast veel sneller gaat.

(33)

4.Definitieve probleemstelling 22

Eisen aan de oplossing

Met de oplossing moet een haalbare planning kunnen worden afgegeven aan de uitvoering. Om voor deze productieomgeving geschikt te zijn, is vereist dat het systeem niet te gevoelig is voor enige afwijkingen van de ingeschatte bewerkingstijd van bewerkingen, enkele spoedopdrachten die tussendoor komen, of (kleine) verstoringen in bijvoorbeeld de aanlevering van materiaal, onderdelen of uitbestedingen. Het komt er eigenlijk op neer dat de planning hierdoor niet direct onhaalbaar moet worden en de schedulingsfunctie voldoende mogelijkheden moet hebben om hiermee om te kunnen gaan of hierop te kunnen ingrijpen.

Daarnaast moet de mogelijkheid blijven bestaan om bepaalde orders met een zogeheten tight due date aan te kunnen nemen, zonder ongepland andere orders te verstoren. Een tight due date houdt in dat de aangeboden levertijd van de order nauwelijks langer is dan de minimaal haalbare doorlooptijd, waardoor er vrijwel geen ruimte is voor wachttijden of uitloop en de order zo snel mogelijk uitgevoerd wordt. Wanneer bijvoorbeeld als gevolg van een commerciële afweging andere orders wel verstoord mogen worden, dient inzicht te worden verkregen in hoeverre bepaalde andere orders verschoven moeten worden, zodat een haalbare planning wordt behouden. Vanwege de grote variatie in de te verwerken orders, is het niet mogelijk om voorraden aan te houden.

Verder dient in bepaalde gevallen een levertijdaanbieding over de gehele geldigheidsduur van de offerte te kunnen blijven staan, terwijl de situatie in de productie in die periode uiteraard kan veranderen.

Bovendien is het ongewenst dat een afdelingshoofd de gehele planning en scheduling in zijn hoofd moet doen en alle bewerkingen afzonderlijk moet aansturen, zoals momenteel bij SGS gebeurt. De volgorde waarin bewerkingen worden uitgevoerd zou daarom autonoom moeten kunnen worden bepaald, waarbij enkel op de uitzonderingen of verstoringen moet worden ingegrepen. Om dit te realiseren, dient de planning weinig gevoelig te zijn voor verstoringen en moet niet aan orders vooruitgewerkt worden wanneer dit ten koste gaat van andere orders. Om die reden dient in de oplossing voorkomen te worden dat er een strakke of starre planning ontstaat, die bij elke verstoring of aanpassing weer in z’n geheel herpland moet worden.

Samenvattend zal de oplossing zich moeten richten op de noodzakelijke veranderingen om de planning haalbaar te laten zijn, waarbij de uitvoering in principe vanzelf loopt en niet per bewerking individueel aangestuurd hoeft te worden. Daarbij moet het kunnen omgaan met de kenmerken van productieomgeving van SGS, zoals inaccurate schattingen van bewerkingstijden of aanleveringen van materiaal en onderdelen, en variatie in levertijdsverwachtingen van klanten.Om die reden dient in de oplossing voorkomen te worden dat er een strakke of starre planning wordt opgesteld, zodat voldoende flexibiliteit behouden blijft voor wijzigingen en het opvangen van verstoringen.