Kosten-baten-analyse voor CPS-technologieën

Onderzoekers van het Fraunhofer IPA en het International Performance Research Institute (IPRI) hebben de kosten en baten van autonoom rijdende transportvoertuigen en andere cyber-fysieke systemen vergeleken in een winstgevendheidsanalyse. (Bron: Universiteit Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez)

Onderzoekers van het Fraunhofer IPA en het International Performance Research Institute (IPRI) hebben de kosten en baten van cyber-fysische systemen tegenover elkaar gezet in een winstgevendheidsbeoordeling. Ondernemers kunnen hiermee voor het eerst de uitgaven over de gehele inzetperiode voorspellen en het voordeligste aanbod bepalen.

Wanneer robots in het magazijn orderpicken en autonome transportsystemen de goederen laden, verhoogt dat onder andere de flexibiliteit binnen het bedrijf. Want cyber-fysische systemen (CPS) zijn verbonden met het Enterprise Resource Planning (ERP) en melden bijvoorbeeld de afname van grondstoffen in realtime. Als de voorraad bijna op is, kan het ERP-systeem onmiddellijk bijbestellen. Deze geautomatiseerde informatievoorziening vermindert bijvoorbeeld het aantal fouten. Tegelijkertijd vergemakkelijken CPS bijvoorbeeld het omgaan met een grote variëteit aan producten en passen zich flexibel aan korte termijn schommelingen in de orderstroom aan.

Maar al deze voordelen zijn tot nu toe moeilijk in cijfers uit te drukken. «Wie een autonoom transportsysteem wil aanschaffen, heeft het moeilijk om de kosten en baten betrouwbaar te beoordelen», zegt Martina Schiffer van de afdeling Fabrikplanning en Productiemanagement bij het Fraunhofer IPA. De reden: elke potentiële CPS-gebruiker heeft zijn eigen IT-infrastructuur. Het aansluiten van de technologie op het bestaande ERP- of Manufacturing Execution System (MES) kan mogelijk een grote inspanning betekenen. «Waarschijnlijk moeten zelfs de bestaande processen worden aangepast, omdat ze tot nu toe niet op de toepassing van deze nieuwe technologieën waren afgestemd», zegt Schiffer.

Onwaarschijnlijk dat het misgaat

Het is bijna niet mogelijk om te vertrouwen op ervaringsgegevens, want ten eerste zijn CPS-technologieën nieuw en nog niet algemeen in gebruik. En ten tweede is elk bedrijf anders gestructureerd en georganiseerd. «Vooral kleine en middelgrote ondernemingen hebben grote problemen om de investeringskosten in CPS-technologieën in te schatten», zegt Philip Autenrieth, wetenschappelijk medewerker bij het IPRI in Stuttgart. Om een grove oriëntatie te bieden, hebben Autenrieth en Schiffer samen met hun collega’s een methodiek ontwikkeld om de kosten die gepaard gaan met de investering in een CPS-technologie, en de te verwachten prestatieverbeteringen, in een kosten-batenanalyse tegenover elkaar te zetten.

De basis is een typologie van alle gangbare CPS-technologieën, die aan bepaalde intralogistieke processen worden toegewezen. Zo kan snel worden vastgesteld welke producten überhaupt in aanmerking komen voor de betreffende toepassing. Fouten worden minder waarschijnlijk. Als de keuze is gemaakt, geeft een op Visual Basic for Applications (VBA) gebaseerde Excel-toepassing kwalitatieve uitspraken over het nut: «Een sensorarmband bij het orderpicken heeft een grote invloed op de datakwaliteit.» Of: «Een autonoom transportsysteem heeft een middelgrote invloed op de doorlooptijd.»

Investering wordt gemakkelijker

Bovendien kunnen gebruikers de huidige en toekomstige kosten met of zonder inzet van CPS-technologieën vergelijken. Zo wordt zichtbaar vanaf welke gebruiksduur de aanschaf de moeite waard is. Het is ook mogelijk om meerdere aanbiedingen van verschillende fabrikanten te verwerken, om zo de beste offerte te vinden. Kleine en middelgrote bedrijven worden voor het eerst in staat gesteld om de kosten van CPS-technologieën over de gehele inzetperiode te voorspellen dankzij de winstgevendheidsbeoordeling. De investeringsbeslissing wordt dus gemakkelijker, wat de concurrentiekracht en klanttevredenheid verhoogt.

Projectgegevens

Naam: Industrie 4.0 winstgevend – Life Cycle Costing en prestatiekwantificering van cyber-fysische systemen in de intralogistiek
Duur: 01.12.2016 tot 31.05.2019
Partner: International Performance Research Institute (IPRI), Fraunhofer IPA
Financiering: 396.260 euro van het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

De winstgevendheidsbeoordeling is te bestellen via de volgende link:
https://www.ipri-institute.com/industrie40profitabel