De opmars van Smart Lean en Smart Six Sigma

Smart Industry draagt in toenemende mate bij aan de flexibilisering van Lean (bufferarme) productie. Dit varieert van zelfrijdende voertuigen tot augmented reality en fabrieken die ‘met je meedenken’. Ook komen er co-robots, die operators slimmer, sterker en sneller maken. Starre productiestraten worden steeds vaker vervangen door flexibele productie-eilanden. Of zelfs door mini-fabrieken, die maatwerk afleveren tegen massagoedprijzen.

Smart Industry kan Lean productie echter niet alleen flexibeler maken, maar ook bijdragen aan procesverbetering. Mens en computer verbeteren dan zij aan zij. Tot nu toe gebeurde deze vernieuwing onopvallend, maar dat verandert snel. Het tijdperk van Smart Lean en Smart Six Sigma breekt aan!

Sinds Ford, zo’n 100 jaar terug, is er op het gebied van Lean - voorraadarm en daardoor snel en foutarm werken -  veel bereikt. Bij de koplopers is er inmiddels ketenbreed sprake van een slanke pijplijn.

Een Lean productienetwerk doet denken aan een rivier die ontspringt op verschillende locaties, de toeleveranciers meegerekend. Op elke plek sluiten de waarde-toevoegende activiteiten just-in-time en vloeiend op elkaar aan. Aan de lopende band en volgens een vast ritme (de takttijd) komen er producten gereed. Het eindresultaat is een gestage stroom producten die een ‘zee’ van klanten bereiken.

Efficiënt. Toch kent Lean in deze vorm twee beperkingen. Ten eerste is een Lean keten zo sterk als de zwakste schakel. Ook kun je via zo’n productieteketen slechts een beperkt aantal varianten van een basismodel maken. Een Lean pijplijn is dus niet flexibel.

Daarnaast is de introductie van een nieuw basismodel een lastige klus, want dan moet het werk op de werkstations opnieuw op elkaar worden afgestemd.

Flexibeler
Wie de artikelen op Procesverbeteren.nl uit bijvoorbeeld 2016 vergelijkt met die van dit jaar, zal opvallen hoe snel de invloed van Smart Industry toeneemt. Gezien het bovenstaande is het niet verwonderlijk dat smart technieken zoals digitalisering, robotisering en kunstmatige intelligentie op dit moment vooral worden ingezet om Lean productie flexibeler te maken. Dus met het doel om gemakkelijker veel verschillende producten te maken, en om vlotter nieuwe producten te introduceren.

Concept voor smart productie van klantspecifiek auto's via flexibele routings bij Audi

Wisselende routings
Eén van de ideeën is, om de werkstations in fabrieken niet langer op een vaste manier met elkaar te verbinden. Wisselende routings door de fabriek worden dan mogelijk, afhankelijk van de ‘materiaalbehoefte’ van het product. In feite gaat het om een ‘jobshop’ omgeving oftewel cellulaire productie, een bekend begrip binnen de verbetermethode Quick Response Manufacturing.

Er is echter ook een verschil. De regie over de productie en de routings,verschuift naar de ‘zelfdenkende’ fabriek!

Meesterbrein
De te bouwen producten gaan namelijk zélf hun route kiezen door de fabriek, afhankelijk van de behoefte aan onderdelen en bewerkingen. Hiertoe worden halffabricaten op automatisch geleide voertuigen, AGV’s, getransporteerd tussen de werkstations. De fabriek vertelt daarbij als ‘meesterbrein’ waar de karretjes naar toe moeten voor de volgende productiestap. Dat brein zorgt er ook voor dat er geen opstoppingen ontstaan, doordat bepaalde werkstations overbelast raken.

In plaats van een ‘tussenvoorraad-arme’ pijplijn, krijg je zo een ‘tussen-voorraad-arm’ netwerk. De doorlooptijd blijft daarbij kort, zij het nooit zo kort als in een Lean productiestraat. De karretjes hebben namelijk altijd een zekere rijtijd. Die heb je niet als de werkstations elkaar rechtstreeks toeleveren, zoals bij een lopende band. Ook moeten de AGV’s soms op elkaar wachten.

Verspilling
In Lean terminologie wordt daardoor enige ‘verspilling’ toegevoegd, te weten ‘transport’. Hier staat echter een groot voordeel tegenover: je kunt nu veel meer verschillende productvarianten maken, en ook makkelijker nieuwe producten introduceren. Ook kun je gemakkelijk productiecapaciteit bijschakelen of afbouwen, door producteilanden toe te voegen of te verwijderen.

Audi experimenteerde hier al mee, en SEW Eurodrive heeft deze Smart vorm van Quick Response Manufacturing zelfs al geïmplementeerd.

Smart industry flexibiliseert Lean-productie bij SEW Eurodrive: Operators en robots slaan daartoe de handen inéén.

Assistenten
SEW noemt de AGV’s ‘mobiele assistenten’. In hun fabriek vervoeren de zelfrijdende karretjes niet alleen onderdelen en halffabricaten, maar ze helpen de productiemedewerkers ook. Ze tonen hen bijvoorbeeld passende werkinstructies, nemen repeterende taken uit handen, en brengen halffabricaten in de juiste positie.

Een zwerm van met elkaar communicerende ‘mobiele assistenten’ helpt de operators om maximaal waarde toe te voegen in de ogen van de klant. Robots en operators slaan zo de handen inéén.

Zwakste schakel
Er zijn echter ook bedrijven die kiezen voor een andere insteek. Zij zien de mens, althans waar het gaat om productie, als de zwakste schakel. Die mens kan beter wat anders doen: nieuwe producten bedenken, of nadenken over procesverbetering. Je komt dan uit op het volledig robotiseren van de productie.

Dit lukt voorlopig echter alleen als er sprake is van een vrij eenvoudig productieproces, met niet te veel stappen. Een voorbeeld is de productie van kunststof bloempotten. Die worden bij Capi Europe inmiddels gemaakt door gerobotiseerde mini-fabrieken. Elk van die minifabrieken kan zelfstandig een groep soortgelijke bloempotten maken.

Een bijkomend voordeel van deze mini-fabrieken is dat je ze kunt verplaatsen naar de plekken op de wereld, waar de vraag naar jouw producten op dat moment het grootste is. Er zijn immers geen operators meer die je moet vragen om mee te verhuizen, of die je ter plekke moet opleiden!

Op afroep
In theorie kun je nog verder gaan. Met Smart Industry kun je ook mini-fabrieken bouwen, waarmee je voor business-klanten, zoals startups, op afroep producten kunt maken. Die startups hebben dan geen eigen productiefaciliteiten meer, althans niet voor het nieuwe product dat ze willen maken.

De mini-fabrieken hoeven niet eens volledig gerobotiseerd te zijn, er kunnen mensen en robots naast elkaar in werken. Het inhuren van productiecapaciteit maakt het mogelijk om zonder grote investeringen producten op de markt introduceren.

Op de lange termijn zouden producten zelfs pas bij de klant kunnen worden gemaakt, met technieken zoals 3D-printen. De klant betaalt dan alleen nog maar voor het ontwerp en de software.

Operators 4.0
Zo ver is het echter nog lang niet. Ook mensloze productie is in veel gevallen nog een utopie. Het komende decennium zal bij Smart Industry het accent daarom vermoedelijk liggen op het ondersteunen van de operators. Denk daarbij aan de eerdergenoemde mobiele assistenten, aan co-robots die zij aan zij werken met de operators, en aan augmented reality die hen helpt om taken beter (en gestandaardiseerder) uit te voeren. Een bril of projectie toont dan wat er moet gebeuren, waardoor jij of ik in theorie zo de plaats van een operator in zouden kunnen nemen.

Er wordt al gesproken over een opmars van operators 4.0, aansluitend bij industrie 4.0, de Duitse term voor Smart Industry. Dankzij smart industry komen er productiemedewerkers die sneller, slimmer en/of sterker zijn dan ooit.

Kunstmatige intelligentie
In de bovenstaande voorbeelden dient de fabriek de mens. Het is immers software die bijvoorbeeld AGV’s bestuurt, of ervoor zorgt dat robots en/of operators de juiste werkinstructies krijgen.

Dit alles betreft de uitvoering van de werkzaamheden, maar zou je nog een stap verder kunnen gaan? Kan een fabriek je ook helpen om te verbeteren? Het antwoord is ja!

Camera’s en sensoren kunnen bijvoorbeeld registreren wat er gebeurt, en dit vergelijken met een gewenste situatie. Dankzij patroonherkenning, kunstmatige intelligentie en realtime evaluatie, kan een productieproces vervolgens zichzelf optimaliseren.

Lean gaat uit van standaard werkwijzen, die door de mens continu worden verbeterd. De fabriek gaat nu actief bijdragen aan dat laatste. Je krijgt dan iets wat ik Smart Lean of Smart Six Sigma zou willen noemen!

Smart Lean bij Scania: ‘zelfbewuste’ vrachtwagens checken als ‘meedenkende patiënt’ of softwaremodules correct worden ingebouwd

Smart Lean
Een voorbeeld? Scania zet de eerste stappen op het gebied van Smart Lean. Een van de basisprincipes van Lean is, dat verstoringen in de flow zichtbaar worden gemaakt, om die vervolgens te benutten als verbeteroptie. Eén van de manieren om dit te doen is jidoka. Bij afwijkingen onderbreken operators en machines dan de productie, en leggen zo nodig zelfs een complete productielijn stil.

Bij Scania zijn de fabriek en het product inmiddels zó intelligent geworden, dat deze zélf afwijkingen kunnen waarnemen en alarm slaan. Er is sprake van een zelfdenkende fabriek en een meevoelend product, zou je kunnen zeggen. De gereedschappen die de operators gebruiken zijn daarbij de sensoren, waarmee de fabriek ‘voelt’ wat er gebeurt. Zijn dat onverwachte zaken, dan trekt de fabriek aan de bel, of in Lean-terminologie: aan het Andon-koord.

Het product (de vrachtwagen in aanbouw) checkt of softwaremodules die worden ingebouwd, goed werken. Die vrachtwagen wordt zo vergelijkbaar met een patiënt die meedenkt over de behandeling die hij of zij krijgt!

Onzichtbare zichtbaar maken
Afwijkingen zichtbaar maken is noodzakelijk, maar daarna wil je ook weten waardoor die zijn ontstaan. Het is echter niet altijd gemakkelijk om deze ‘grondoorzaak’ te vinden.

Six Sigma is een verbetermethode die onzichtbare verbanden zichtbaar maakt. Black Belts, procesverbeteraars geschoold in statistiek, brengen daarbij in kaart welke procesvariabelen (denk aan machine instellingen, temperaturen etc.) de uitkomst van een proces – en dus de kwaliteit daarvan – het sterkste beïnvloeden. Het achterliggende idee: als je deze kritische procesvariabelen onder controle brengt wordt je  proces ‘robuuster’, lees: minder foutgevoelig.

Wij danken onze partners/adverteerders, door hen kunnen wij onafhankelijke artikelen maken!
Ontdek bijvoorbeeld hoe onderstaande partij Smart Industry in de praktijk helpt brengen!

Propos Software

PROPOS software
Heeft u een bedrijf met veel variatie in productieorders? Ervaart u problemen met plannen? Is dit tijdrovend? Wilt u uw doorlooptijden verkorten en uw leverbetrouwbaarheid vergroten?
PROPOS biedt excellente oplossingen voor productieplanning en procesverbetering. Specifiek voor bedrijven met een stappenproductie en een grote variatie aan orders en routes. PROPOS is een shop floor control systeem gebaseerd op de principes van Quick Response Manufacturing (QRM). Ontwikkeld en bewezen in de praktijk voor een optimale flow.

> Naar website

> Toon andere adviseurs categorie Smart Industry

Hypothese
Je moet voor Six Sigma een vermoeden hebben van het verband tussen de procesparameters en de procesuitkomst. Een hypothese, die je vervolgens statistisch kunt proberen te onderbouwen.

Goede hypotheses zijn begrijpelijk. Je voorkomt zo dat je onzin probeert aan te tonen, zoals ‘als er meer ooievaars zijn, dan zijn er meer geboortes’.

Begrijpelijke hypotheses worden geformuleerd op basis van een vereenvoudigd model van de werkelijkheid, zoals wetenschappers dat noemen. Klopt een hypothese vervolgens niet, dan wordt het model aangepast.

Smart Six Sigma bij Tata Steel: de computer bouwt mee aan procesmodellen die vervolgens worden gebruikt om de meest kritische procesparameters te vinden

Smart Six Sigma
In sommige fabrieken is de situatie echter zo complex, dat het niet lukt om een procesmodel te ontwikkelen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de productie van staal. Bij Tata Steel laten ze daarom sinds kort de computer meebouwen aan hun procesmodellen.

Ze noemen dit Advanced Analytics (AA). Je zou het echter even goed Six Sigma 2.0 of Smart Six Sigma kunnen noemen. Op hoofdlijnen doet de computer hetzelfde als een Black Belt. De computer wordt gevoed met een grote hoeveelheid historische procesgegevens. Die worden gebruikt om ‘zelflerend’ een procesmodel te bouwen. Daarna kan dit model voorspellen welke procesparameters de uitkomst het sterkste beïnvloeden, en hoe je procesinstellingen zou kunnen aanpassen om een beter resultaat te krijgen.

Onbegrijpelijk
Er is echter ook een verschil met een model gebouwd door een mens. In dat laatste geval zijn de gevonden verbanden begrijpelijk. Een computermodel is daarentegen een blackbox. Daardoor is de kans ook groter dat oorzaken en gevolgen worden verward. Het is dan als het ware het hanengekraai dat de zonsopkomst veroorzaakt, in plaats van andersom.  

Bij Tata Steel zien ze voorspellende computerberekeningen daarom als niet meer dan suggesties, zij het dat er wel regelmatig heel slimme tips tussen zitten! Om het percentage zinnige versus onzinnige tips te vergroten, laat Tata de computer beginnen met het procesmodel voor zover dat al bekend is. Dit betekent dat er in elk geval geen uitkomsten meer mogelijk zijn, die daarmee strijdig zijn. 

Solide basis
Bij de bovengenoemde toepassingen van Smart Lean en Smart Six Sigma is het niet zo dat de operators, verbeterteams en verbeterexperts uit de fabriek verdwijnen. Integendeel: zij werken hand-in-hand met kunstmatige intelligentie aan procesverbetering.

Zij kunnen dat, omdat zij al zo ervaren waren op het gebied van Lean en Six Sigma! Zonder zo’n solide basis  - Tesla probeerde bijvoorbeeld om in één keer een Smart fabriek neer te zetten – lukt het kennelijk niet.

Het is dus geen goed idee om de macht als het ware over te dragen aan uw fabriek. Slimme productie vereist een goede harmonie tussen mens, proces en automatisering. Wordt eerst maar eens Lean en daarna pas Smart, zo zou je het ook kunnen zeggen!