Voortbrengingsproces: grondvorm, ontkoppeling

Voortbrengingsproces: grondvorm, ontkoppeling, wachtrijvorming
Taco van der Vaart
(Bewerkt door Martin Land)
1
Beschrijving en modellering van voortbrengingsprocessen
Het beschrijven en modelleren van het voortbrengingsproces kan op verschillende
manieren plaatsvinden. Dit hangt nauw samen met het doel van de beschrijving en/of
het model. Indien het doel bijvoorbeeld betrekking heeft op de rangschikking van
productiemiddelen bij de inrichting van een productieproces wordt vaak gekozen voor
het maken van processchema’s. In deze schema’s worden de belangrijkste
basisactiviteiten (bewerking, inspectie, tijdelijke opslag, langdurige opslag, transport
en overslag) weergegeven die uiteindelijk leiden tot het te produceren product (zie
Paul e.a., 1994, p. 181). Dergelijke processchema’s kunnen vervolgens gebruikt
worden bij het opstellen van een gedetailleerde opzet voor de layout van het
voortbrengingsproces.
Een andere beschrijvingswijze of modellering die al lange tijd wordt toegepast bij het
oplossen van productiebesturingsvraagstukken is de grondvorm van een
goederenstroom. Hoekstra & Romme (1985) definiëren een grondvorm als een
weergave van de verschillende voorraadpunten, de belangrijkste (primaire)
processen van inkoop tot en met verkoop, en de goederenbeweging tussen de
verschillende voorraadpunten en processen. In deze cursus wijken we echter tot
zekere hoogte af van deze definitie doordat we de inkoop van materialen en de
verkoop van goederen en/of diensten rekenen tot de besturing van het
voortbrengingsproces. Dit betekent concreet dat de grondvorm hier gebruikt wordt
als een weergave van voorraadpunten, bewerkingsstappen en goederenbewegingen.
Voordat nader ingegaan wordt op het fenomeen ‘grondvorm’, is het belangrijk op te
merken dat een grondvorm vaak niet makkelijk is op te stellen in het geval van
dienstverlenende voortbrengingsprocessen. Daarom beperken we ons hier tot
productieprocessen.
1.1
Grondvormen van goederenstromen
Het opstellen van de grondvorm(en) van de goederenstromen binnen een organisatie
bestaat in zijn algemeenheid uit de volgende stappen:


Identificatie van product-markt combinaties: Het is belangrijk dat het opstellen
van een grondvorm resulteert in een helder overzicht van de goederenstroom
binnen een organisatie. Dit overzicht moet namelijk als uitgangspunt kunnen
dienen voor een gedegen analyse van het productieproces om daarmee
behulpzaam te zijn bij het structureren van de besturing. Hiertoe kan het nodig
zijn dat er aparte grondvormen worden opgesteld voor de verschillende productmarkt combinaties, indien een organisatie verschillende producten produceert
voor verschillende markten.
Weergave van de verschillende bewerkingen of deelprocessen: Binnen een
fabriek of productie-afdeling worden in het algemeen verschillende bewerkingen
uitgevoerd. Deze bewerkingen worden in een grondvorm meestal weergegeven
met een rechthoek. Belangrijk is wel om op te merken dat de grondvorm van een
goederenstroom op verschillende detailniveaus kan worden opgesteld. Indien
een product bijvoorbeeld verschillende zaagbewerkingen ondergaat, wordt

afhankelijk van de doelstelling van de grondvorm gekozen voor weergave van de
afzonderlijke zaagbewerkingen of voor weergave van het deelproces zagen.
Weergave van de ontkoppelpunten (of eenvoudig “voorraadpunt”): Naast het feit
dat goederen bewerkingen ondergaan en stromen van de ene naar de andere
bewerking is er in het algemeen ook sprake van ‘oponthoud’ in de
goederenstroom. In een grondvorm worden de belangrijkste posities waar
oponthoud plaatsvindt in de goederenstroom aangeduid met een ontkoppelpunt.
Bertrand, Wortmann & Wijngaard (1990, pp. 10-11) maken met betrekking tot
oponthoud in de goederenstroom expliciet onderscheid tussen wachtrijen en
ontkoppelpunten. Wachtrijen ontstaan bijvoorbeeld doordat bewerkingen moeten
worden uitgevoerd met behulp van de capaciteit van diverse bedrijfsmiddelen
(mensen, machines, gereedschap en materiaal). Deze middelen zijn in beperkte
mate aanwezig, hetgeen leidt tot wachtrijverschijnselen. In principe is bij
dergelijke wachtrijverschijnselen sprake van voorraadvorming. Toch wordt in dit
verband binnen de literatuur niet gesproken over een voorraadpunt of
ontkoppelpunt. Deze aanduiding wordt gereserveerd voor voorraad waarvoor
geldt dat verdere doorstroming een expliciete beslissing behoeft. Goederen in
een wachtrij wachten op capaciteit, benodigde andere materialen of een bepaald
moment waarop de vervolgstap plaats kan vinden, terwijl een voorraad in een
ontkoppelpunt wacht op de beslissing in welke productieorder de goederen in de
volgende fase bewerkt zullen worden. Een ontkoppelpunt heeft dus betrekking op
‘vrije’ voorraad, terwijl van de goederen uit een wachtrij de order voor de
volgende stap vast ligt. In een grondvorm worden voorraadpunten aangeduid met
een driehoek. Wachtrijen worden in principe NIET weergegeven binnen de
grondvorm van een goederenstroom. Naast wachten op capaciteit (ook wel
aangeduid loketwachttijd) onderscheiden we nog enkele andere vormen van
wachttijd (zie Tabel 1). Er bestaan ook enkele vormen van voorraadpunten (zie
Tabel 2).
Tabel 1 Typering van wachttijden en oorzaken
Wachttijd
oorzaak
Voorbeelden in productie/service
Stapelwachttijd
ontstaat doordat het bedienende
proces een aantal units gelijktijdig
in bewerking wil nemen
- Wachten voor oven-proces;
- Verzamelen van formulieren voor
batchgewijze verwerking;
Perronwachttijd
ontstaat doordat er slechts op
bepaalde (vaste) momenten
bediening mogelijk is, terwijl de
capaciteit van de bediener geen
belemmering vormt
Assemblagewachttijd/
Completeringswachttijd
ontstaat wanneer de voortgang
van de processtap afhankelijk is
van meerdere units
- Wachten op onderdelen die in
dezelfde assembly verwerkt
moeten worden;
- Wachten van een patiënt op
leden van een operatieteam ;
Loketwachttijd
ontstaat wanneer de bewerkingsof bedieningsintensiteit van het
proces tijdelijk niet overeenkomt
met de intensiteit waarmee items
arriveren
- Wachten op een hoogbezette
machine met variabele
bewerkingstijden;
- Wachten bij een kassa;
- Wachten op transport bij vast
transportschema;
- Wachten op een trein;
2
Tabel 2 Typering van voorraadpunten en oorzaken
Voorraad
typering
Voorbeelden
Veiligheidsvoorraad
voorraad die wordt aangehouden ter
compensatie van onverwachte fluctuaties in
toevoer en/of afname
Voorraad om
onzekerheid in levertijden
van de leverancier op te
vangen
(Safety Inventory)
Seriegroottevoorraad
(Cycle Inventory)
Anticipatievoorraad
(Seasonal Inventory)

voorraad die ontstaat vanwege
batchgewijze toevoer of batchgewijze
afname. Door niet de gevraagde
hoeveelheden te produceren of te bestellen
maar een grotere hoeveelheid
(seriegrootte) worden bijvoorbeeld
omstelkosten/tijden of bestelkosten
vermeden.
Voorraad die ontstaat
omdat in “economische
seriegroottes” (EOQ)
besteld wordt.
Voorraden van
bijvoorbeeld schaatsen
die al worden
geproduceerd in de
zomer.
voorraad die wordt aangehouden om te
anticiperen op voorspelbare fluctuaties in
de toevoer of afname van een product,
bijvoorbeeld om te kunnen omgaan met
seizoensvraag.
Weergave van het klantenorder-ontkoppelpunt (KOOP): Met het klantenorderontkoppelpunt wordt het punt aangegeven vanaf waar de goederenstroom
bestuurd wordt door individuele klantenorders.
Inkoop
goederen
Inkoop
Eind product
centraal
magazijn
Half
fabrikaat
Productie
Eindproduct
decentraal
magazijn
Transport
Assem
-blage
Installatie
Leverancier
Klant
OP1
Productie/verzending op voorraad
OP2
Productie op voorraad
OP3
Assemblage op order
OP4
Productie op order
OP5
Inkoop en productie op order
Figuur 1 Klantorder-ontkoppelpunt posities (Hoekstra en Romme, 1985 p.22)
3
Het KOOP scheidt het klantenordergestuurde gedeelte van het
planningsgestuurde gedeelte (i.h.a. gebaseerd of voorspelling). Hoekstra en
Romme onderscheiden een vijftal posities voor het klantenorder-ontkoppelpunt
(zie figuur 1).
De positie van het KOOP wordt bepaald door o.a. eigenschappen van het
voortbrengingsprocess, maar ook door eisen en beperkingen vanuit de markt (zie
figuur 2). Indien bijvoorbeeld de totale doorlooptijd van het productieproces
langer is dan de tijd die een klant bereid is te wachten, wordt het productiebedrijf
gedwongen delen van het proces op basis van planning uit te voeren. Het KOOP
wordt gedwongen naar rechts (stroomafwaarts) te schuiven. Een ander
voorbeeld: Indien een product in een groot aantal varianten wordt geproduceerd,
is het veelal een kostbare aangelegenheid alle varianten op voorraad te houden,
en leidt dit tot een meer stroomopwaarts KOOP (KOOP naar links, dus meer
activiteiten op klantenorder). Indien de variatie pas ontstaat halverwege of aan
het einde van het proces kan het productiebedrijf het KOOP zodanig kiezen dat
variatie in de producten pas ontstaat in het klantenorder-gestuurde gedeelte.
Proces:
Leverprestatie:
Lange doorlooptijden &
hoge omstelkosten
korte levertijd
hoge
leverbetrouwbaarheid
Product & markt:
Voorraden:
onregelmatige marktvraag
lage voorraadniveaus
Specifieke producten
beperkt risico incourant
Eisen
Beperkingen
Slecht beheersbaar proces
Figuur 2 Invloeden op de positie - stroomopwaarts/stroomafwaarts- van het KOOP
(Hoekstra en Romme, 1985 p.85)

Weergave van de goederenbewegingen: Gegeven de voorraadpunten en de
bewerkingen die worden uitgevoerd, wordt in de laatste stap van het opstellen
van een grondvorm aangegeven hoe de goederen stromen tussen de
verschillende voorraadpunten en bewerkingen (of deelprocessen). Deze
goederenbewegingen worden in een grondvorm weergegeven middels pijlen.
4
Voorbeeld
Een bedrijf produceert schuimproducten ten behoeve van een aantal verschillende
marktgebieden. In dit voorbeeld beperken we ons tot de productie van
geluidsisolatiemateriaal ten behoeve van verschillende industriële toepassingen. In
de eerste bewerkingsstap worden uit een tiental chemische basismaterialen grote
blokken schuim (± 150 m2) aangemaakt. De voorraad van deze grote blokken wordt
eens in de 4 à 5 weken aangevuld op aangeven van een magazijnmedewerker. De
basismaterialen die nodig zijn voor de productie van de blokken worden op voorraad
ingekocht en zijn in principe altijd voorhanden. Een voorman werkzaam in de
fabricage houdt constant in de gaten of er voldoende standaardplaten van het
isolatiemateriaal beschikbaar zijn voor verdere verwerking. Is dit naar zijn mening
niet voldoende dan laat hij een groot schuimblok versnijden tot kleinere blokken en
aansluitend tot platen. Vervolgens wordt, zodra er capaciteit is, op al deze platen een
grijze beschermlaag aangebracht en op 40% van de platen ook een zelfklevende
laag. De voorman is hiermee verantwoordelijk voor de beschikbaarheid van 8
verschillende standaardplaten. In de laatste bewerkingsstap worden de verschillende
typen standaardplaten met waterjet op maat versneden en verpakt. Deze laatste stap
wordt alleen op basis van individuele klantenorders uitgevoerd. Er worden dus in
principe geen eindproducten op voorraad gehouden.
Schuimen
Versnijden
tot platen
Lagen
aanbrengen
Figuur 3 Grondvorm
Versnijden
(waterjet)
Koop
In figuur 3 is een grondvorm getekend van de beschreven goederenstroom.
Belangrijk is het om in dit voorbeeld op te merken dat er alleen voorraadpunten of
ontkoppelpunten zijn weergegeven op die plaatsen waar sprake is van vrije voorraad.
Tussen de tweede en derde bewerkingsstappen, het versnijden tot platen en het
aanbrengen van de beschermingslaag en eventueel de zelfklevende laag, kan wel
sprake zijn van wachtrijvorming maar niet van een voorraadpunt. Ter afsluiting van
dit voorbeeld merken we op dat afhankelijk van de doelstelling van het model
verschillende grondvormen getekend kunnen worden voor dezelfde goederenstroom.
Zo kan er bijvoorbeeld onderscheid gemaakt worden tussen de platen die alleen
voorzien worden van een beschermende laag en platen die ook worden voorzien van
een zelfklevende laag.
Afhankelijk van de doelstelling van het model en de complexiteit van de
goederenstroom kunnen ingewikkelde grondvormen ontstaan. Hoekstra & Romme
(1985, p. 39) onderscheiden een zestal ideaaltypen grondvormen: een pijplijn, een
keten, een grondvorm met shared resources, een convergente grondvorm, een
divergente grondvorm en een netwerk (zie figuur 4). In het meest eenvoudige geval,
de pijplijn, is er slechts sprake van één proces. Kenmerkend voor dit proces is dat er
binnen de goederenstroom wel oponthoud kan ontstaan, maar dat in dit geval geen
voorraadpunten te onderscheiden zijn. Zodra er in een pijplijn wel voorraadpunten
voorkomen spreekt men over een keten. Het derde ideaaltype, de shared resources,
ontstaat wanneer in de keten van twee product-markt combinaties een
gemeenschappelijk capaciteitsbron voorkomt. In situaties waarin meerdere
deelprocessen toeleveren aan één ander deelproces wordt door Hoekstra & Romme
gesproken over een convergente grondvorm. Omgekeerd wordt gesproken over een
divergente grondvorm indien een proces toelevert aan verschillende andere
deelprocessen. Tot slot wordt gerefereerd aan een netwerk indien zowel sprake is
van divergentie als van convergentie.
5
Pijplijn
Keten
Shared
Resources
Convergentie
Divergentie
Netwerk
Figuur 4 Ideaaltypische verschijningsvormen van de grondvorm
In het voorgaande is kort aangegeven wat binnen het vak Operations management
wordt verstaan onder de grondvorm van een goederenstroom. Hierbij is ook
aandacht besteed aan de stappen die doorlopen moeten worden bij het opstellen van
een dergelijke grondvorm en een zestal ideaaltypische verschijningsvormen. De
vraag die met betrekking tot grondvormen nog niet behandeld is, is wat de rol is van
grondvormen binnen het vakgebied van Operations management. Ondanks het feit
dat er verschillende grondvormen opgesteld kunnen worden voor één
productieproces, mag gesteld worden dat een grondvorm zinvol is bij het verkrijgen
van inzicht in de complexiteit van de goederenstroom. Daarmee is het ook een
belangrijk hulpmiddel bij het opstellen van een besturingsstructuur voor een
goederenstroom. De plaats van de ontkoppelpunten is bijvoorbeeld in sterke mate
gerelateerd aan de structuur van de besturing. Meer algemeen geldt dat de
grondvorm een belangrijk hulpmiddel is voor beschrijving, analyse, ontwerp en
verandering van een voortbrengingsproces. Tegelijkertijd kan een grondvorm dienen
als uitgangspunt voor discussie met betrekking tot vereenvoudiging en verbetering
van de goederenstroom. Belangrijke vragen in dit verband zijn bijvoorbeeld in
hoeverre de aanwezige voorraadpunten en/of shared resources noodzakelijk zijn.
Literatuur
Bertrand, J.W.M., Wortmann, J.C. & Wijngaard, J., Productiebeheersing en material
management, Stenfert Kroese, Leiden, 1990, pp. 128-133.
Hoekstra, Sj. & Romme, J.H.J.M. (red.), Op weg naar integrale logistieke structuren,
Kluwer, Deventer, 1985.
Paul, J.C.L., Gils, M.R. van, Karsten, L., Offenbeek, M.A.G. van & Vries, J. de,
Organisatie en gedrag, Kluwer Bedrijfswetenschappen, Deventer, 1994, pp. 143-198.
6