Login                    Nieuwsbrief  |   Agenda   |   Vacatures   |   Forum   |   Advies   |   Adverteer   |   Zoek
Manufacturing execution systemen: na de hype
Bron: Procesverbeteren.nl
Smart Industry: Slimme organisatie
Productie bij Siemens Siemens, Bolletje en NedZink laten zien hoe Manufacturing Execution bijdraagt aan continue verbetering
MES: Na de hype het realisme
Door Dr Ir Jaap van Ede, hoofdredacteur procesverbeteren.nl, 25 juni 2012. De eerste versie verscheen in vakblad PT Industrieel Management  (#1/2, 2012)

Eind jaren negentig verschenen de eerste berichten over de potentieel grote voordelen van een IT-laag tussen het ERP-niveau (de kantoorprocessen) en de procesbesturing (de productieprocessen). Een manufacturing execution systeem (MES) op dat niveau zou communicatie via papier overbodig maken, en de fabriek flexibeler, efficiënter en transparanter!

Sinds enkele jaren is het echter stil rond het begrip MES. De hype is voorbij, en verdere vernieuwingen blijken slechts van technische aard. Bovendien blijkt MES-software geen garantie voor succes, uiteindelijk moeten de mensen in de fabriek het doen en dat blijkt vele malen moeilijker.

Dan is er nog de kritiek van sommige fanatieke aanhangers van Lean manufacturing. Lean maakt een werkvloer zelfsturend stellen zij, dus dan heb je helemaal geen MES nodig om dingen te plannen! Bovendien moeten de processen zo overzichtelijk zijn, dat je geen computerscherm hoeft te raadplegen om bijvoorbeeld de voorraadposities te kennen.

Toch kan een MES wel degelijk bijdragen aan continue verbetering, mits de software flexibel genoeg is én alleen wordt ingezet op plekken waar dit echt nodig is. Dit bewijzen Bolletje, NedZink en bovenal Siemens. In de afgelopen twintig jaar daalde het aantal defecten per miljoen elektronische aansluitingen in de PLC's die dit bedrijf maakt van 500 naar slechts 15. Dit komt grotendeels door het MES, dat de fabriek 'heldervoelend' maakte. Dit MES stuurt bijvoorbeeld een e-mailtje zodra er een afwijking wordt gemeten. Zo nodig wordt dan direct de productie stilgelegd, om stapeling van fouten te voorkomen. Je kunt dit zien als een elektronische versie van het fameuze Andon-systeem van Toyota!

Verenigd in MESA, de Manufacturing Enterprise Solutions Association,  proberen softwareleveranciers en producenten optimaal invulling te geven aan het begip Manufacturing Execution Systeem (MES). De eerste Europese conferentie van MESA vond 10 jaar geleden plaats. Toen waren er circa 80 personen aanwezig. Bij de meest recente bijeenkomst, eind 2011 in de Jaarbeurs in Utrecht, was dat opnieuw het geval, en nog steeds zijn dit bijna alleen mannen. Het kwam me voor alsof ik terugreisde in de tijd. Ook inhoudelijk is er namelijk opmerkelijk weinig veranderd!

‘Feitelijk is alleen de technologie anders’, stelt Rik Geerts. Namens Cargill nam hij deel aan een sessie met sprekers van toen, met als onderwerp ‘de resultaten van 10 jaar MES praktijk.’ Helaas leverde die sessie nauwelijks informatie op, behalve het feit dat de verwachting niet is uitgekomen dat er een markleider op het gebied van MES zou opstaan!

Industrie-specifiek
Voor wie het niet (meer) weet: Onder MES wordt alle software verstaan op het niveau tussen de logistiek/administratieve automatisering, zeg maar de Enterprise Resource Planning (ERP), en de procesbesturing. Op het MES-niveau wordt onder meer beslist en bijgehouden hoe de producten worden gemaakt (volgens welk recept), in welke volgorde, en met welke materialen (tracking en tracing).

Kennelijk is er zo veel verschil tussen de ene en de andere werkvloer, dat het onmogelijk is gebleken daar één generiek (configureerbaar) softwarepakket voor te ontwikkelen, zoals SAP bij ERP. Hierdoor zijn er nog steeds heel veel verschillende MES-aanbieders, die industrie-specifieke oplossingen bieden.

Sterker nog, zelfs binnen ondernemingen blijkt één MES-oplossing vaak niet te volstaan voor meerdere fabrieken. Dit blijkt tijdens een executive-only sessie. Niet alleen de gewenste functionaliteit blijkt vaak een bottleneck, ook moet het MES passen bij de kennis, ervaring en leeftijd van de mensen. Je kunt immers wel fraaie software op de werkvloer installeren, maar de operators moeten er wel mee kunnen en willen werken.

Een MES-implementatie is dus niet alleen een technische maar ook een organisatorische kwestie, meer daarover in het kader MES-implementatie als trektocht.

Tenslotte bemoeilijkt ook de reeds aanwezige software, door iemand treffend mature undocumented legacy systems genoemd, MES-implementaties.

Siemens boekt goede resultaten met zelf ontwikkelde productieregistratiesystemen
Siemens, zelf MES-leverancier, boekt goede resultaten met door hen zelf ontwikkelde productieregistratiesystemen (foto Siemens)


Donkere wolken
De MESA-conferentie van 2011 heeft als intrigerende titel meegekregen ‘cloudy with a chance for profits’. Wellicht heeft de lezer, gezien de weinig bruisende inleiding van dit verhaal, inmiddels het gevoel gekregen dat donkere wolken zich samenpakken boven MES. Ook de bijdrage van Microsoft aan het congres, een nogal commerciële lezing, nam dat gevoel niet weg. Verdwijnt MES mogelijk in de cloud op hun servers, zoals zij kennelijk graag zien?

Tot tweemaal toe probeerde ik de zaal wakker te schudden. Ik stelde de vraag of MES-software wellicht te star is om het continu verbeteren van processen bij te houden. Je zou zeggen dat alleen de suggestie dat dit wellicht niet zo is softwareleveranciers zou prikkelen, maar niemand reageerde!

Dynamisch
Hieruit kan echter niet de conclusie worden getrokken dat het gebruik van een MES geen goed idee is. De argumenten vóór een MES zijn namelijk nog steeds hetzelfde als tien jaar geleden. Sterker nog, omdat de business-wereld nu veel dynamischer is dan toen, kun je daar bijna niet meer omheen.

Jan Snoeij, MESA board chairman en consultant bij Logica, vatte dit nog eens helder samen. ‘Cloudy in de congrestitel verwijst naar het feit dat de term MES op meerdere manieren wordt geïnterpreteerd en vaak niet goed wordt begrepen. Aan de profit-kant zorgt een MES echter juist voor het omgekeerde: transparantie. In 1999 zag ik een cartoon met managers rondom een flipover, met als bijschrift: We’ve found the key to productivity. It’s Fred, down in the shop. He makes the stuff. Die karikatuur laat goed zien wat er gebeurt als je geen MES hebt.’

Geen black box
‘Een fabriek mag geen black box zijn’, vervolgt Snoeij. ‘Ten behoeve van de planning, ook over meerdere locaties heen, en voor de afstemming in de toeleverketen, moet altijd in realtime duidelijk zijn wat een fabriek kan doen.’

Met een MES kun je dus flexibeler op een wisselende marktvraag inspelen. Daarmee is het echter maar een klein stapje naar de vraag die ik eerder stelde: Hoe gemakkelijk kan zo’n MES zich zélf schikken naar wisselende omstandigheden? Je wilt immers je productieprocessen continu verbeteren. Aanhangers van Lean manufacturing hebben niet voor niets vaak bezwaren tegen het gebruik van een MES. Lean maakt een werkvloer zelfsturend stellen zij, dus heb je geen planningssoftware meer nodig. Bovendien moeten de processen op de werkvloer zo overzichtelijk zijn, dat je geen computerscherm hoeft te raadplegen om bijvoorbeeld de voorraadposities te kennen en de huidige bottlenecks in de productie (zie ook het artikel Lean gaan met ERP).

Andon-lampen geven aan waar operators een probleem tegenkomen in de PLC-fabriek van Siemens in het Duitse Amberg
Andon-lampen geven aan waar operators een probleem tegenkomen in de PLC-fabriek van Siemens in het Duitse Amberg. Lean produceren wordt hier ondersteund via het MES, dat checkt of productieprocessen binnen de toegestane grenzen blijven (foto Siemens)


Versterken
Klopt dit, is de populairiteit van Lean manufacturing werkelijk een bedreiging voor de leveranciers van MES-software? Nee, integendeel, een MES kan het proces van continu verbeteren juist versterken, mits de software flexibel genoeg is én alleen wordt ingezet op plekken waar het echt nodig is omdat simpele visualisatiemiddelen en data-acquisitie tools niet volstaan.

Dit kwam helaas maar zijdelings naar voren uit de lezingen op het MESA-congres. Navraag in de wandelgangen leidde echter overduidelijk tot de conclusie dat MES wel degelijk meerwaarde kan hebben.

Bolletje
Waarom? Ten eerste kan een MES standaardisatie ondersteunen. Dit bleek bijvoorbeeld bij Bolletje. Een operational excellence programma, gericht op continu verbeteren met Lean en Total Productive Maintenance, bekrachtigde dit bedrijf door gelijktijdig het MES GE Proficy Suite te implementeren.

‘Bolletje is een familiebedrijf, dat ambachtelijk produceert’, aldus Kees Lambregts van Novotek, de leverancier van het genoemde MES. ‘De mensen hebben dus veel gevoel voor het product. Dat is natuurlijk goed, maar er was ook een nadeel: te veel variatie. Dankzij het MES wordt nu altijd volgens het beste deegrecept geproduceerd. Bovendien kan Bolletje nu gemakkelijker switchen tussen producten. De batchbesturing is nu namelijk modulair opgezet, conform de ISA-88 standaard. Bolletje verwacht dat ze de investeringen in het MES en de nieuwe productielijnen binnen vijf jaar hebben terugverdiend.’

André Wierdsma, hoogleraar Nyenrode Business UniversiteitMES implementatie als trektocht

De effectiviteit van een Manufacturing Execution Systeem (MES) staat of valt bij de acceptatie door de gebruikers. Feitelijk is het slechts een gereedschap, en als je dit niet goed hanteert wordt het een mess. MES-software beïnvloedt namelijk in sterke mate het werk van de productiemedewerkers, en dat blijkt vaak de grootste uitdaging. Goed verandermanagement is daarom belangrijk.


Veel managers gedragen zich als een outsider en benaderen veranderprocessen top-down. Alsof zij een Middeleeuwse vorst zijn, die een messiaanse oplossing heeft bedacht voor de werkvloer! ‘Op die manier krijg je zeker niet de verandering die je wenst’, stelt Dr André Wierdsma, hoogleraar aan Nyenrode Business Universiteit en de China Europe International Business School.

‘Een bescheidener maar wel veel beter uitgangspunt is dat het proces van ontwikkelen en toepassen van een nieuw IT-systeem een trektocht is, waar iedereen aan moet bijdragen. Het gezamenlijk zetten van kleine stapjes is vaak effectiever dan een hele grote verandering, die wordt opgelegd door een klein groepje managers.’

Thinkers en doers
Iedereen moet dus meedenken en meedoen. ‘De merkwaardige splitsing tussen thinkers aan de top en productiemedewerkers als doers oftewel simpele uitvoerenden, ontstond al vroeg. Tijdens de industriële revolutie werd dat idee echt radicaal doorgevoerd. Toen moest er namelijk een managementmethode worden ontwikkeld voor grote fabrieken. Daar waren destijds slechts twee rolmodellen voor: het leger en de kerk.’

Het gevolg: een scheiding tussen mensen die beslissingen nemen en die verantwoordelijk zijn voor het geheel, en mensen die op afdelingen alleen betrokkenheid tonen voor hun eigen taak. ‘Die scheiding is funest gebleken. Het is een bron van gevechten tussen afdelingen. Je krijgt een cultuur van geheimhouding, zelfbescherming, ontkenning, elkaar beschuldigen en passiviteit: I did my job, why didn't you?

Weerstand
Weerstand tegen verandering is volgens Wierdsma een heel natuurlijke zaak. ‘Vergelijk het met weerstand tegen ziekten. Soms is de oorzaak “ik begrijp het niet”, maar vaker “ik ben het er niet mee eens”. In dat geval moet je in gesprek gaan, co-creërend veranderen noem ik dat. Een andere tip is het benutten van the power of the present. Ik bedoel daarmee: grijp kleine gebeurtenissen aan, om mensen te laten ervaren wat de goede richting is. Daarbij sluit aan het creëren van een attractor, een punt waar naartoe kan worden gewerkt. Tenslotte is het scheppen van een veilige omgeving belangrijk. Bij veranderingen gaan de prestaties tijdelijk naar beneden, en dat geeft onzekerheid en angst. Daar moet ruimte voor zijn.’

Bedrijven leggen vaak veel nadruk op stabiliteit, terwijl stabiliteit en verandering in feite yin en yang zijn. ‘De juiste vraag is: hoeveel stabiliteit heb ik nodig om veranderingen aan te kunnen. De complexiteit die bedrijven ervaren is tegenwoordig in toenemende mate emergent en dus oncontroleerbaar. Het maakbaarheidsideaal, dat schuil gaat achter top-down management, wankelt dus. Een goed voorbeeld is de Griekse premier die ineens voorstelde om een referendum te gaan houden over het Europese noodpakket.’


Siemens
Ook in de fabriek van Siemens in het Duitse Amberg blijken Lean manufacturing en een MES hand-in-hand te kunnen gaan. Hier worden al twintig jaar Programmable Logic Controllers (PLC’s) gemaakt, onder de merknaam SIMATIC. Deze PLC's zijn industriële computers die snel en betrouwbaar productieprocessen kunnen aansturen.

'SIMATIC is het meest succesvolle merk van Siemens ooit’, aldus een trotse fabrieksdirecteur Prof. Dr Karl-Heinz Büttner. ‘We gebruiken de PLC’s ook om onze eigen productie aan te sturen, dus we maken eigenlijk een product dat zichzelf maakt. Dat bedoel ik overigens chargerend, want zonder onze 1000 werknemers zou al na vijf seconden de fabriek stilvallen.’

De productiecijfers zijn indrukwekkend: elke seconde komt er één PLC gereed. In deze apparaten verdwijnen per jaar maar liefst 1,6 miljard elektronische componenten.

Siemens bouwt in China een zusterfabriek. Die moet volgens dezelfde Lean principes gaan produceren, opnieuw ondersteund door Siemens’ eigen MES. Het zal echter niet meevallen om in China hetzelfde kwaliteitsniveau te halen als in Duitsland. ‘We meten onder meer de dpm-A, dat is het aantal defecten per miljoen elektronische aansluitingen. In de negentiger jaren was dit 500, en nu nog maar 15. Dat komt neer op een defect rate van slechts 0,0015%.’

De defect rate voor elektronische aansluitingen in de Siemens PLC's is slechts 0,0015%.
De defect rate voor elektronische aansluitingen in de PLC's is slechts 0,0015%. Nu alle productiedata bijeen worden gebracht in één MES-database, kan het aantal fouten welicht nóg verder dalen.  (foto Siemens)


Heldervoelende fabriek
Bijna een Six Sigma kwaliteitsniveau dus!  Zonder automatisering op het MES-niveau was dat resultaat nooit bereikt. Siemens spreekt in dit verband van een digital factory. Dit doet denken aan mensloze productie, maar dat is het niet. Het is eerder een heldervoelende fabriek die aan de bel trekt wanneer er iets mis dreigt te gaan.

‘Alleen problemen die je meet kun je verbeteren’, verklaart Büttner. ‘In 1995 legden we per dag nog maar 1000 process events vast.  Dat waren toen vooral kwaliteitsinspecties. Je kon toen alleen achteraf zien of alles goed was gegaan. Op dit moment is het aantal vastgelegde process events echter gestegen naar maar liefst 1 miljoen per dag. Scout, dit is een quality tool, verstuurt een e-mailtje zodra er een afwijking wordt gemeten. Je krijgt zo een wake-up call als het proces zich buiten de toegestane grenzen beweegt. Zo nodig leggen we dan direct de productie stil, zodat fouten niet kunnen worden doorgegeven aan de volgende stap in de lijn. Je kunt dit zien als onze elektronische versie van Andon, het koord waaraan medewerkers bij Toyota trekken om de productielijn stil te zetten als ze fouten constateren.’

Toch kan het allemaal nóg beter. ‘Sommige tools waarmee we productiegegevens registeren zijn inmiddels al 20 jaar oud, en die slaan hun gegevens op in een eigen database. We willen daarom een centrale productiedatabase gaan opzetten voor het beheer van alle data.’

NedZink 
Heb je een eenmaal zo’n data historian, dan kun je die na verloop van tijd gaan gebruiken om te zoeken naar verbeteropties. ‘Met iets soortgelijks hebben we succes geboekt bij NedZink’, vertelt Kees Lambregts van Novotek. ‘Zij maken zinken platen en die hadden soms oppervlakte-defecten. We hebben toen de trouble shooter uit het MES gestart. De software zoekt dan naar correlaties tussen gebeurtenissen tijdens de productie en problemen met het eindproduct. Je krijgt dan een lijstje, waar in dit geval de gouden tip tussen zat.’

Gebrek aan kennis
Lambregts wijt het feit dat MES relatief weinig wordt gebruikt om procesverbetering te ondersteunen niet aan gebrekkige softwareflexibiliteit. De factor mens is veel belangrijker. ‘Ten eerste moet er een verbetercultuur zijn in een bedrijf om optimale resultaten te bereiken. Ten tweede is er vaak een gebrek aan kennis over wat je met de MES-software kunt. Niet alleen het zoeken naar correlaties is vaak mogelijk, ook kun je de software meestal configureren om Key Performance Indicatoren zoals de cyclustijd, de steltijd of de Overall Equipment Effectiveness te gaan meten. Ik pleit er daarom voor, om een MES-expert op te nemen in de multidisciplinaire verbeterteams. Zo kun je het maximale uit je MES-investering halen.’

Zie ook: Meer halen uit Manufacturing Execution Systeem
Zie ook: Manufacturing Execution wordt Manufacturing Excellence
Zie ook: Data-acquisitie voor procesverbetering

Hulp nodig bij de implementatie van hard- en software voor Smart Industry?

Verwijzen naar dit artikel op internet?
Gebruik als link: http://www.procesverbeteren.nl/flexibilisering/MES/MES_na_de_hype.php