De waardestroomanalyse wordt overgebracht naar het digitale tijdperk

De klassieke waardestroomanalyse lijkt wel een overblijfsel uit lang vervlogen tijden. Maar nu ontwikkelt een onderzoeksteam van het Fraunhofer IPA samen met de iFAKT GmbH een software die in de toekomst alle productiedata automatisch en in realtime moet kunnen opvragen en overzichtelijk weergeven. © Universiteit Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez, Heike Quosdorf

Wetenschappers van het Fraunhofer-Institut voor Productietechniek en Automatisering IPA digitaliseren samen met de Stuttgartse software-aanbieder iFAKT de waardestroomanalyse. Hierdoor moet deze beproefde optimalisatiemethode in de toekomst met aanzienlijk minder inspanning en bijna in realtime kunnen worden uitgevoerd.

In tijden van Industrie 4.0 en kunstmatige intelligentie lijkt de klassieke waardestroomanalyse een overblijfsel uit lang vervlogen tijden. Sinds meer dan 40 jaar verloopt deze op dezelfde wijze en is tot op heden sterk analoog: een externe dienstverlener of een interne planningstechnicus loopt met een notitieblok en stopwatch alle stations van de productie af, ondervraagt medewerkers en meet hoe lang elke werkstap duurt. Uit deze aantekeningen ontstaat vervolgens handmatig een totaaloverzicht dat de interactie van alle productieprocessen op een DIN-A3-blad weergeeft. Want pas wanneer de huidige toestand van de productie tot in detail bekend is, wordt duidelijk op welke punten de processen kunnen worden geoptimaliseerd.

„In feite is de waardestroomanalyse niets anders dan een momentopname en voeren de meeste bedrijven deze inspanning hooguit eens per jaar uit“, merkt Markus Böhm van de afdeling Fabriekplanning en Productiemanagement bij Fraunhofer IPA op. Maar het productiesysteem verandert zich in de loop van een jaar vaak meerdere keren: nieuwe producten worden vervaardigd, daarvoor worden andere grondstoffen verwerkt dan voorheen en misschien worden extra machines aangeschaft. Optimalisatiepotentieel blijft dus lange tijd onopgemerkt.

Software analyseert productie-, machine- en sensordata

Het verzamelen van de gegevens en het maken van het totaaloverzicht kan binnenkort veel minder tijd kosten. Want een onderzoeksteam onder leiding van Böhm werkt samen met de iFAKT GmbH aan software die in de toekomst alle productiegegevens automatisch en bijna in realtime uit het Enterprise Resource Planning-systeem (ERP-systeem) en andere beschikbare gegevensbronnen moet kunnen ophalen en overzichtelijk weergeven.

In de praktijk zijn databases zoals het ERP-systeem echter vaak onnauwkeurig of onvolledig. Er ontbreken dus gegevens die belangrijk zijn voor de waardestroomanalyse. Daarom analyseren de onderzoekers ook machinegegevens – en kampen daarbij met heterogene interfaces: incompatibele hardware, fabrikantspecifieke programmeertalen, verschillende bestandsformaten. In veel gevallen zijn de machines zo opgebouwd dat alleen de fabrikant toegang heeft tot de gegevens.

De wetenschappers hebben dus vaak geen toegang tot de machinegegevens of kunnen ze niet uitlezen. Ze moeten deze op andere manieren verkrijgen: via sensoren. Het onderzoeksteam plaatst bijvoorbeeld locatietrackers op kleine laaddragers en kan zo in realtime volgen welke stations een klantopdracht doorloopt in de montage en hoe lang deze daar wordt verwerkt.

Apps visualiseren de verkregen inzichten

Alle gebeurtenissen die plaatsvinden terwijl een opdracht wordt verwerkt, worden in de digitale waardestroomanalyse weergegeven als zogenaamde datapunten. Op basis van deze datapunten berekenen apps kerncijfers. Bijvoorbeeld, als een machine uitvalt tijdens een processtap, geven deze apps niet alleen de exacte tijd en duur van de storing weer, maar leveren ze ook informatie over hoe vaak de betreffende machine uitvalt of voor welk percentage het proces foutloos verloopt. Deze gegevens worden door de apps weergegeven in tabellen en diagrammen.

„Het blijft echter eerst de taak van een professionele productiemanager om de waardestroomanalyse te interpreteren en passende maatregelen af te leiden“, zegt Böhm. De apps doen momenteel nog geen voorstellen. Op de lange termijn zou de optimalisatie van de productieprocessen echter ook automatisch door software kunnen worden geregeld.

Maar dat is nog toekomstmuziek. Momenteel bouwt het onderzoeksteam samen met wetenschappers van de ESB Business School aan de Hochschule Reutlingen een demonstrator om de digitale waardestroomanalyse in de toekomst op beurzen visueel te kunnen presenteren. Tegelijkertijd staat de software bedrijven ter beschikking die hun waardestroomanalyse willen standaardiseren met digitale hulpmiddelen.

Achtergrond: Onderzoeksproject ECOWERT

Het onderzoeksproject „Echtzeitorientierte Wertstromanalyse für die nachhaltige Produktionsoptimierung“ (ECOWERT) is voor een jaar opgezet en loopt nog tot 31 augustus 2022. Het Ministerie van Economie, Arbeid en Toerisme Baden-Württemberg subsidieert het project met in totaal ongeveer 300.000 euro uit middelen van het subsidieprogramma Invest BW.