POLCA ja, of POLCA nee? Recensie The Practitioner’s Guide to POLCA (2/2)

Dit is deel 2 van een tweeluik over Rajan Suri’s werk op het gebied van QRM, en zijn nieuwe boek The Practitioner's Guide to POLCA. Eerst wordt beschreven in welk opzicht standaard POLCA afwijkt van het veréénvoudigde en bekendere Release-and-flow POLCA, zoals besproken in deel 1. Daarna volgt een diepgaande bespreking van het genoemde boek, inclusief een uitgebreide reactie van Rajan Suri. Ook trekken we conclusies met betrekking tot de toepasbaarheid van POLCA!

[ vervolg van deel 1 ] Zoals uit Rajan Suri's boek The Practitioner’s Guide to POLCA blijkt, heeft standaard POLCA één belangrijk voordeel ten opzichte van de vereenvoudigde Release-and-flow versie van dit werklastbeheersysteem.

Voorkaft The Practitioner’s Guide to POLCA

Adaptief
Het maakt de prioriteitsplanning adaptief, ook nádat de orders zijn vrijgegeven. Binnen POLCA heet het moment waarop de mensen in een QRC beslissen aan welke volgende order ze gaan werken, de decision time. Bij standard POLCA zijn er daarbij drie beslissingsregels. Eén extra regel gaat daarbij vooraf aan de twee criteria die ook bij release-and-flow POLCA worden toegepast:

Het is mogelijk dat er geen enkele klus op de autorisatielijst staat die mag starten. In dat geval heeft het QRC-team vrije tijd, die ze kunnen besteden aan het aanleren van nieuwe taken (cross training) of aan verbeterprojecten. Ze kunnen ook andere QRC’s gaan helpen, die op dat moment (te) zwaar zijn belast. Eén van de sterke punten van POLCA is, dat je direct kunt zien welke QRC’s dat zijn. Het gaat om ‘bovenstroomse cellen’ die hun werk niet tijdig toeleveren, of om ‘benedenstroomse cellen’ die geen POLCA-kaarten terugsturen waardoor de route naar hen is geblokkeerd. Door deze QRC’s te helpen kun je er voor zorgen dat je eigen QRC weer werk krijgt. Zo help je dus ook jezelf.

Inhalen
Dankzij de eerste beslissingsregel kunnen orders, zodra die arriveren in de buffer voor een QRC, elkaar daar inhalen. Orders die meer dan gemiddeld werden vertraagd op hun route langs voorgaande QRC’s krijgen namelijk voorrang. Op die manier wordt de kans dat deze toch nog op tijd klaar zijn vergroot. Bovendien kun je zo de voortgang van specifieke orders een beetje vertragen of juist versnellen, als de betreffende klant om een aangepaste afleverdatum vraagt.

Zélfs als een order te laat arriveerde bij jouw QRC, moet je daar volgens Suri niet mee aan de slag gaan als er geen POLCA-kaart voor de eerstvolgende cel beschikbaar is. Dat begreep ik niet. Ondanks het feit dat je dan weet dat de bestemmings-QRC momenteel geen verwerkingscapaciteit heeft, lijkt het namelijk verstandig om vertraagde klussen daar alvast heen te sturen. Die orders kunnen daar immers andere inhalen. Wellicht is het een goed idee als er een POLCA-joker zou bestaan voor deze situatie. Het gebruik van speciale kaarten is namelijk gangbaar bij POLCA. Daarmee blijk je heel veel POLCA problemen, mogelijk zelfs élk probleem, op te kunnen lossen. Hierop kom ik later nog terug!

436 pagina’s
Hierboven werd, in combinatie met deel 1 van dit artikel, het complete POLCA-systeem beschreven. In het boek wordt een bedrijf opgevoerd dat POLCA binnen drie dagen wist in te voeren, om de werkbelasting in hun (reeds bestaande) netwerk van QRC´s te reguleren.

Hierdoor rijst de vraag: waarom is een boek van 436 pagina’s nodig om te beschrijven wat je met POLCA kunt, en hoe je dit systeem kunt invoeren? Het antwoord is dat er heel veel randvoorwaarden en mogelijke aanpassingen zijn, om POLCA in een specifieke situatie tot een succes te maken. Daarnaast bestaat de helft van het boek uit case studies en uit appendices die technische details uitdiepen.

Randvoorwaarden
Eén van de belangrijkste randvoorwaarden voor POLCA is de opsplitsing van de werkvloer in Quick Response Cells (QRC’s). Ook kan het zinvol zijn om de (modulaire) opbouw van uw producten te verbeteren. Hoe eenvoudiger namelijk het routing-netwerk met de QRC’s is, hoe eenvoudiger ook het POLCA-systeem kan zijn.

Andere voorwaarden om te kunnen starten met POLCA is dat er is nagedacht over de manier waarop de autorisatielijsten straks worden gemaakt. Ook moet het aantal POLCA-kaarten waarmee per POLCA-loop wordt gestart, worden berekend. Dit kan met een verbazingwekkend eenvoudige formule. Het aantal POLCA-kaarten dat nodig is in een loop tussen cel A and B is bijvoorbeeld gelijk aan:

Deze formule geeft het minimum. Daarom moet #kaartenAB nog worden vermenigvuldigd met een veiligheidsfactor (1+S). Voor een gedetailleerde uitleg wordt verwezen naar het boek.

Uitzonderingssituaties
Als een POLCA-systeem moet worden aangepast, dan omvat dit in de regel de toevoeging van bijzondere kaarten voor uitzonderingssituaties. Een voorbeeld is de bullet card, die je kunt koppelen aan een spoedorder. Die order zal dan zijn route langs de QRC’s zo snel mogelijk afleggen, zonder dat hiervoor andere POLCA-kaarten nodig zijn.

Een tweede voorbeeld is de safety card. Deze kan bijvoorbeeld worden ‘gespeeld’ als een klus reeds is gestart in een QRC, maar blijkt dat er toch nog materialen missen. In dat geval wordt de gedeeltelijk afgeronde klus terzijde gezet. De safety card vervangt daarbij de twee reguliere POLCA-kaarten, zodat deze weer vrijkomen. De bestemmings-POLCA kaart wordt daarna teruggeplaatst op het POLCA-bord, en de POLCA-kaart van de QRC waar de order vandaan kwam wordt daarnaar teruggezonden. Hierdoor kan het werk in de QRC waar het probleem ontstond, alsmede in de QRC’s boven- en benedenstrooms daarvan, ongestoord doorgaan.

Het aantal safety cards dat mag worden gespeeld is beperkt, en het wordt geadviseerd om te ‘loggen’ welke problemen wanneer ontstonden. Toch zou volgens mij een Lean specialist zeggen dat het beter is om de werkstroom die bij deze POLCA-loop hoort, stil te leggen. Op die manier voorkom je namelijk dat andere orders stuklopen op hetzelfde probleem. Waarom dit niet wordt gedaan, wordt niet besproken in het boek. Mogelijk is dit omdat een volgende order een andere materiaalbehoefte kan hebben, de productie is immers klantspecifiek. Zelfs dan zou echter op zijn minst moeten worden geëvalueerd hoe groot de kans op herhaling is, vóórdat de safety card wordt gebruikt.

Work-arounds
De aanpassingen van het POLCA-systeem zoals hierboven beschreven, en daarvan staan er veel meer in het boek (!), illustreren de oplossingen en work-arounds die de bedrijven die POLCA in de afgelopen 20 jaar toepasten vonden. Het lijkt erop dat je met bijzondere kaarten vrijwel élk probleem kunt oplossen, in elk geval in theorie. Het aanleggen van een database met alle bekende hordes en oplossingen daarvoor lijkt me dan ook een goed idee.

Toen POLCA werd geïntroduceerd dienden theoretische faalsituaties vaak ter onderbouwing van kritiek op dit systeem. Twintig jaar later, zoals het boek laat zien, blijkt POLCA veel flexibeler en aanpasbaarder dan aanvankelijk gedacht. Overweegt u om POLCA te gaan gebruiken, dan is het lezen van Suri’s boek met de vele voorbeelden, implementatie-richtlijnen en mogelijke aanpassingen dus een goed idee. Alles wordt op een zeer begrijpelijke manier uitgelegd.

Eenvoud
Naar mijn mening is het sterkste punt van het POLCA-systeem de eenvoud, en het feit dat het werkstromen en bottlenecks zichtbaar maakt. Uitleggen hoe POLCA problemen zoals te late leveringen, lange doorlooptijden en opstapelend onderhanden-werk oplost, is bovendien relatief eenvoudig. Dit kan bijvoorbeeld aan de hand van een POLCA-spel, of door op de werkvloer na te spelen wat er door POLCA met werkstromen gebeurt. Zo ontstaat er enthousiasme en wordt POLCA snel omarmd.

Wat niet aan de orde komt in het boek, is dat er soms een nog eenvoudiger oplossing mogelijk is. Het gaat dan om het creëren van een beperkte hoeveelheid bufferruimte vóór elke QRC. Lege bufferruimtes geven vervolgens hetzelfde signaal af als een POLCA-kaart: de QRC erachter heeft verwerkingscapaciteit beschikbaar. Is de buffer vol, dan is het sein juist: stuur me geen werk!

Steeds complexer
Naarmate je meer POLCA-kaarten nodig hebt, meer bijzondere kaarten, en je frequenter nieuwe autorisatielijsten moet maken en die naar alle QRC’s brengen, wordt het POLCA-systeem steeds complexer. Dat geldt nog sterker als de capaciteitsbehoefte per klus varieert, hetgeen in de regel wordt opgelost door aan grote klussen meerdere POLCA-kaarten tegelijk te koppelen. In theorie kan ook een complex POLCA-systeem nog best werken, maar in de praktijk stuit je dan op problemen zoals kaarten die niet tijdig worden teruggebracht.

Volgens Suri is POLCA superieur aan scheduling-software, omdat de productieplannen die je met zo’n softwarepakket maakt snel verouderen en dan niet meer aansluiten bij de actuele situatie op de werkvloer. Dat klopt echter niet als je een adaptief schedulingsysteem gebruikt, dat de werkroosters continu aanpast na realtime feedback over de positie en status van de orders. Natuurlijk vraagt zo’n digitale oplossing wel een flinke investering, en waarschijnlijk vergt het ook meer training en discipline.

Digitale POLCA
Niettemin wordt er in de helft van de bedrijfscases in Suri’s boek software gebruikt, zij het dat het dan wel voornamelijk gaat om een digitale vorm van POLCA. Waarom doen de betrokken bedrijven dit? Omdat het toepassen van ‘papieren POLCA’ er na enige tijd te complex bleek.

Zo kom ik tot de volgende conclusie. Als je POLCA kunt implementeren op een manier waarop het aantal kaarten, kaarttypes en autorisatieregels hanteerbaar en begrijpelijk blijven, dan is POLCA op papier waarschijnlijk een goede oplossing.

Is dat niet zo, dan verdwijnt het voordeel van ‘papieren POLCA’ als eenvoudig en visueel job shop management systeem. In dat geval past ‘digitale POLCA’ wellicht beter. De QRC-teams hoeven zich dan immers niet meer te bekommeren over complexe planningsregels, want de software geeft dan aan wat hun eerstvolgende ‘klus’ is. Bovendien kun je dan elke planningslogica toevoegen die je wilt. Je zou bijvoorbeeld de werklast op de volledige route die een order nog moet afleggen kunnen gaan meewegen.

En als je deze denkrichting nog wat verder volgt, dan is digitale POLCA natuurlijk niet de enig mogelijke oplossing. Andere real-time scheduling methodes, bijvoorbeeld gebaseerd op de Theory of Constraints oplossing voor project management, zouden ook goed kunnen passen.

COBACABANA
In zijn boek bespreekt Suri ook een alternatief kaarten-systeem, namelijk COBACABANA. Mijn complimenten dat hij dit doet, de meeste managementboeken bespreken namelijk alleen de ‘auteurs-eigen’ oplossingen.

Bij COBACABANA is er één centrale planner. Hij of zij maakt het werkrooster, door per productieorder daarbij passende release cards op een planningsbord te plaatsen. Elke kaart heeft daarbij een formaat dat correspondeert met de werklast, en het bord heeft één rij voor elke QRC. Lukt het om voor één bepaalde productieorder alle release cards op het bord te plaatsen zonder dat de maximum toegestane werklast op één van de QRC’s daardoor wordt overschreden, dan wordt deze order vrijgegeven voor productie. Zo niet, dan worden alle kaarten voorlopig weer verwijderd.

Vrijgegeven orders reizen over de werkvloer met een kopie van de release cards, de operation cards. Als een QRC een bepaalde taak heeft afgerond, dan wordt de bijbehorende operation card teruggestuurd aan de planner, die daarna de bijbehorende release card van het planningsboard verwijderd: er is immers productiecapaciteit vrijgekomen.

Suri heeft gelijk dat COBACABANA drie nadelen heeft ten opzichte van POLCA. Ten eerste wordt de planning centraal gedaan, dus is de werkvolgorde niet begrijpelijk op het niveau van de werkcellen. Ten tweede moeten er per order specifieke kaarten worden aangemaakt, met een formaat dat de capaciteitsbehoefte per QRC weergeeft. Ten derde worden productieorders vrijgegeven op basis van de geplande in plaats van actuele werklast van de QRC’s.

De uitvinders van het systeem stellen correcties voor om deze nadelen teniet te doen, maar Suri zegt dat die hun systeem te complex maken. Dit prikkelde mij tot een laatste opmerking. Zoals eerder door mij beargumenteerd zal élk kaartensysteem, dus ook POLCA, bij een x-aantal correcties onbegrijpelijk en onhanteerbaar worden. Dan kan het systeem beter worden vervangen door een digitale variant ervan, waarbij het gedoe met de kaarten niet meer nodig is.

Eindconclusie
Mijn eindconclusie met betrekking tot het boek: The Practitioner’s Guide to POLCA is een prima en diepgaand boek over POLCA en de mogelijkheden en randvoorwaarden daarvan, zij het dat de auteur een zekere positieve vooringenomenheid heeft betreffende de toepasbaarheid.

Commentaar Rajan Suri op de bespreking van The Practitioner's Guide to POLCA
Rajan Suri: ‘Ik wil Dr Ir Jaap van Ede danken voor deze doorwrochte en inzichtrijke boekbespreking. Hij is er zeer goed in geslaagd om de kern van POLCA samen te vatten, alsmede de boodschap van mijn boek. Hieronder een paar reacties van mij op enkele opmerkingen van Van Ede. Ze zijn vrij uitgebreid, omdat ik een aantal technische punten goed wilde toelichten. Ik hoop dat het lezers helpt om meer inzicht te krijgen in POLCA, en waarom en wanneer dat systeem goed werkt.’

Recensent: “Zélfs als een order te laat arriveerde op een QRC, moet je daar volgens Suri niet mee aan de slag gaan als er geen POLCA-kaart voor de eerstvolgende cel beschikbaar is. Dat begreep ik niet. Ondanks het feit dat je dan weet dat de bestemmings-QRC momenteel geen verwerkingscapaciteit heeft, lijkt het namelijk verstandig om vertraagde klussen daar alvast heen te sturen. Die orders kunnen daar immers andere inhalen.”

Reactie: Het is erg interessant dat je hiermee komt. Precies over dit punt hadden we vaak discussies met managers! Er zijn heel veel redenen waarom het geen goed idee is om toch te starten met zo’n order. Stel dat er zich vijf POLCA kaarten in deze loop bevinden. Als geen van die kaarten beschikbaar is, betekent dit dat er al vijf klussen worden aangepakt in de cel stroomafwaarts. Als je dan nóg zo’n klus daar naartoe stuurt is het resultaat niet meer dan hurry up and wait. De betreffende cel is immers al overbelast. En als er bijvoorbeeld vier voedende cellen zijn die allemaal drie vertraagde orders hebben, wordt de situatie nog erger. Dan zou je in theorie 12 extra klussen richting de benedenstroomse cel sturen, hetgeen de werkstroom alleen nog maar verder verstopt.
Als je daarentegen wacht totdat je volgens de POLCA-regels met een vertraagde order mag starten, zal deze bij de benedenstroomse cel alsnog andere orders gaan inhalen (zie onder het kopje “inhalen” in de boekbespreking). De autorisatiedata hebben een beetje marge, waardoor een klus die te laat lijkt, een goede kans heeft om tijd in te lopen. Daar draagt ook aan bij dat de tijd die per order nodig is om die op een QRC te verwerken (cq het aantal POLCA-kaarten dat je nodig hebt om met die order te starten), ruim is ingeschat.
Als je eenmaal begint met het overtreden van de POLCA-regels, begeef je je op een hellend vlak. Er kunnen meerdere vertraagde orders zijn voor verschillende klanten. Wie bepaalt dan welk van die orders een jokerkaart krijgt, en hoeveel van die jokers mogen er dan worden ingezet? Je loopt het risico dat je terugvalt naar de situatie van voor de POLCA invoering, met heel veel spoedorders en veel gesteggel over wat voorrang heeft. Daarom is het het beste om het systeem in te richten met passende veiligheidsmarges in de autorisatiedata en in het aantal benodigde POLCA-kaarten per klus. Hierna moet iedereen zich dan strikt aan de POLCA-regels houden. Zoals de case studies in mijn boek laten zien: als POLCA eenmaal goed werkt, lossen de meeste problemen met spoedorders zich vanzelf op, want die komen dan nog maar zelden voor.

Recensent: “Een Lean specialist zou zeggen dat het, in plaats van een safety card in te zetten, beter is om de werkstroom in een POLCA-loop met materiaalproblemen stil te laten vallen. Op die manier voorkom je namelijk dat andere orders stuklopen op hetzelfde probleem. Waarom dit niet wordt gedaan wordt niet besproken in het boek. Mogelijk is dit omdat een volgende order een andere materiaalbehoefte kan hebben, de productie is immers klantspecifiek. Zelfs dan zou echter op zijn minst moeten worden geëvalueerd door het QRC-team hoe groot de kans op herhaling is, vóórdat de safety card wordt ingezet”

Reactie: Je hebt op beide punten helemaal gelijk. Neem een (hoog volume) automotive assemblagestraat, typisch voor Lean manufacturing. Als dan een operator een schakelaar in een paneel wil zetten en ontdekt dat de connectors niet passen, dan is het waarschijnlijk dat alle schakelaars dat probleem hebben, dus ook bij de eerstvolgende auto en die daarna. In bedrijven die POLCA toepassen zien we echter vaak dat het volgende product een andere schakelaar nodig heeft, van een andere leverancier, of zelfs helemaal geen. Het is een goede suggestie om bij een probleem te evalueren of dat zo is. Dit kan heel goed worden gedaan door het betreffende QRC-team en de eigenaar van de safety cards (die rol wordt uitgelegd in het boek). Zo’n evaluatiemoment kan een verbetering zijn die lezers kunnen implementeren. Dank voor deze suggestie!

Recensent: “Wat niet aan de orde komt in het boek, is dat er soms een nog eenvoudiger oplossing mogelijk is dan POLCA. Het gaat dan om het creëren van een beperkte hoeveelheid bufferruimte voor elke QRC. Lege bufferruimtes geven vervolgens hetzelfde signaal af als een POLCA-kaart: deze QRC heeft verwerkingscapaciteit beschikbaar.”

Reactie: Klopt, dit is veel eenvoudiger. Het zal echter alleen werken bij redelijk lineair verlopende werkstromen in kleine fabrieken. Want stel, cel F heeft 5 potentieel voedende bovenstroomse cellen, en neem even aan dat de bufferruimte voor cel F op een gegeven moment geheel vol staat. Dan zullen vijf toeleverende cellen in de gaten gaan houden wanneer er ruimte vrijkomt. Vervolgens kan dan de komische situatie ontstaan van 5 heftrucks die allemaal naar een lege plaats in de buffer toerijden, in een race wie daar als eerste aankomt. Bij POLCA gebeurt dat niet. Dan krijgt bij afronding van een taak binnen F slechts één cel een POLCA-kaart om hen weer te mogen beleveren. Dus slechts één cel krijgt groen licht. Daarnaast is het zo dat als er grote afstanden zijn tussen de cellen, dat je dan niet meteen kunt zien of de benedenstroomse buffers vol zijn of niet, zonder daar steeds naartoe te lopen. Bij gebruik van het POLCA-systeem weet je meteen: als er een POLCA-kaart beschikbaar is, dan mag je leveren.

Recensent: “Een zekere positieve vooringenomenheid betreffende de toepasbaarheid”

Reactie: Ik geef deze vooringenomenheid meteen toe. Maar, elke ouder zal mijn positie begrijpen…Als je een kind hebt dat inmiddels 20 jaar oud is en volwassen, en bovendien enkele belangrijke resultaten heeft geleverd, dan ben je trots op dat kind. Dan neig je er naar om alle goede punten te zien, en niets anders!