Productie optimaliseren: doelstellingen, methodische aanpak & KPI’s

Productieoptimalisatie is een strategisch middel om concurrentiekracht en duurzaamheid in dynamische markten te waarborgen.

In de kern richt de optimalisatie van de productie zich op het herstellen van de balans tussen de drie klassieke doelstellingen van de magische productiedriehoek – kosten, kwaliteit en tijd – terwijl tegelijkertijd moderne eisen zoals transparantie, wendbaarheid en digitale integratie worden aangepakt.

Dit artikel analyseert de centrale conflicten in productiemanagement, licht het uitgebreide productiedriehoekmodel toe en presenteert methoden voor het bereiken van een ‘perfecte productie’.

Productie verwijst naar het produceren van goederen en diensten door het combineren van middelen zoals arbeid, materiaal en machines.

Het omvat alle processen die nodig zijn om grondstoffen om te zetten in afgewerkte producten die voldoen aan de eisen van klanten en markten.

De efficiëntie van de ingezette middelen speelt hierbij een centrale rol om kwaliteit, kosten en tijd optimaal in balans te brengen, waardoor de economische haalbaarheid wordt gewaarborgd.

Kostenreductie is een belangrijk doel van productieoptimalisatie, omdat het de concurrentiekracht van een bedrijf direct beïnvloedt. Kosten ontstaan door het gebruik van middelen zoals grondstoffen, energie, personeel en machines.

Kwaliteit vormt de basis voor klanttevredenheid en duurzaam succes in competitieve markten. Een product dat niet aan de kwaliteitsnormen voldoet, leidt tot afkeur, nabewerking en mogelijke klachten, wat op zijn beurt directe en indirecte kosten met zich meebrengt.

Tijd speelt een sleutelrol in de productie, omdat korte doorlooptijden en hoge leverbetrouwbaarheid cruciale concurrentievoordelen bieden. Lange productietijden leiden niet alleen tot een hogere kapitaalbinding, maar belemmeren ook de flexibiliteit om snel in te spelen op marktveranderingen of klantwensen.

De magische productiedriehoek beschrijft de doelconflicten tussen kosten, kwaliteit en tijd, die onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Verbetering in één gebied gaat vaak ten koste van minimaal één ander gebied.

Deze doelconflicten vragen om een dynamische optimalisatie en transparante aansturing van de processen. GREIF-VELOX illustreert deze conflicten met concrete praktijkvoorbeelden:

Conflict 1 – Kosten versus Kwaliteit:

GREIF-VELOX ontwikkelde technische oplossingen voor de BVP-Packer om de hoeveelheid restproduct na een productwissel drastisch te verminderen. Oorspronkelijk bleef per wissel 1-2 kg restproduct achter, gekoppeld aan 30 minuten reinigingstijd. Na optimalisatie bleef slechts 5 g restproduct over en werd de reinigingstijd teruggebracht tot 5 minuten. Dit voorbeeld toont het doelconflict: kostenbesparing door snellere reiniging en minder productverlies staat tegenover het waarborgen van de hoogste kwaliteit bij productwissels.

Conflict 2 – Tijd versus Kosten:

Met de VELOPACK-robot biedt GREIF-VELOX een oplossing voor het palletiseren van tot wel 1.650 zakken per uur. Deze hoogrendementsafzakking vermindert niet alleen de productietijd, maar verlaagt ook de onderhoudskosten dankzij een onderhoudsarm systeemontwerp. Tegelijkertijd is er minder ruimte nodig, wat de efficiëntie verhoogt. Het doelconflict komt hier tot uiting tussen de snelheid van het proces en de kostenbeheersing, die door de flexibiliteit van het systeem behouden blijft.

Conflict 3 – Kwaliteit versus Tijd:

Door de integratie van VALVO DETECT kunnen foutieve lasnaden bij het aanbrengen van zakken vrijwel worden uitgesloten, doordat elke aansluiting optisch wordt gecontroleerd. Dit verhoogt de kwaliteit van de verpakking aanzienlijk, maar vraagt een lichte verlenging van de procestijd. De kwaliteitsverbetering staat hier direct tegenover de optimalisatie van de productietijd.

Economische efficiëntie omvat de balans tussen kosten, kwaliteit en tijd. Het vereist een integrale beoordeling van alle afwegingen. Zo verlaagt een slanke productie met Just-in-Time-leveringen (zoals bij autofabrikanten) de voorraadkosten, maar verhoogt tegelijkertijd het risico op leververtragingen bij materiaaltekorten.

Transparantie betekent het realtime vastleggen van kritieke productiedata, zoals machinebezetting en kwaliteitsafwijkingen. Transparantie wordt gegarandeerd door het realtime monitoren en controleren van deze belangrijke productiedata. Met VALVO DETECT zorgt GREIF-VELOX ervoor dat het opzetten van zakken met 99,7% nauwkeurigheid wordt gecontroleerd. Dit voorkomt foute lasnaden en productlekkages, waardoor zowel de kwaliteit als de efficiëntie worden verhoogd.

Reactievermogen maakt snelle aanpassingen mogelijk bij storingen of klantverzoeken. GREIF-VELOX ondersteunt klanten met een meerlaagse servicelevelstructuur die binnen 1 tot 24 uur snelle remote support biedt. Indien nodig wordt een servicebezoek binnen 1 tot 5 dagen gegarandeerd. Deze korte reactietijd minimaliseert stilstand en maximaliseert de productie beschikbaarheid.

Productieoptimalisatie streeft naar de perfecte productie – een situatie waarin economische efficiëntie, transparantie en reactievermogen synergetisch samenwerken.

De perfecte productie is gebaseerd op de logica van een regelkring, die wordt gestuurd via drie hefbomen:

1. Lean-methoden voor zo economisch mogelijke productieprocessen met minimale verspilling
2. Digitale tools voor transparantie in dataverzameling en datatoegankelijkheid
3. Agiele aansturing om het reactievermogen van het productiesysteem te waarborgen

In totaal zijn er zes stappen te onderscheiden in productieoptimalisatie, waarmee het doel van perfecte productie wordt bereikt en die direct of indirect gekoppeld zijn aan de hefbomen van de regelkring:

• Allereerst identificeert een nulmeting zwakke punten en actiepunten in processen, workflows en structuren. Bedrijven analyseren bewerkingstijden, voorraadniveaus en informatiestromen om de uitgangssituatie nauwkeurig in kaart te brengen.
• Ten tweede zorgt de consequente vermindering van verspilling voor wendbare productieprocessen. Lean-methoden zoals 5S of SMED elimineren onnodige wachttijden en voorraden, wat de waardetoevoeging verhoogt.
• Ten derde registreert een Manufacturing Execution System (MES) productiedata in real-time en ondersteunt zo transparante regelkringen. Het integreert machines, gereedschappen en medewerkers, waardoor bedrijven storingen snel detecteren en tegenmaatregelen kunnen nemen.
• Ten vierde organiseert Lean Planning productieorders efficiënt op basis van actuele data. De detailplanning maakt gebruik van regels zoals KANBAN om voorraden te minimaliseren en orderdoorlooptijden te synchroniseren.
• Ten vijfde definiëren procesgerichte kengetallen duidelijke doelstellingen voor tijd, kosten en kwaliteit. Bedrijven meten indicatoren zoals doorlooptijd, OEE-index en procesrendement om verbeteringen kwantitatief te volgen.
• Ten zesde verankert een continu verbeterproces (KVP) de optimalisatie op lange termijn binnen de organisatie. Teams analyseren regelmatig kengetallen, leiden daaruit acties af en zorgen dat verbeteringen blijvend worden doorgevoerd.

De centrale basis van elke productieoptimalisatie is een grondig begrip van de huidige situatie. Alleen wanneer bekende en verborgen zwakke punten in een productieproces zichtbaar worden gemaakt, kunnen er gerichte verbetermaatregelen worden afgeleid.

Een beproefde en grondige methode voor het snel en systematisch in kaart brengen van deze huidige situatie is de waardestroomanalyse.

Het doel van de waardestroomanalyse is om de materiaal- en informatiestromen van één of meerdere producten over alle relevante processtappen heen in kaart te brengen en te evalueren. Dit gebeurt met behulp van een waardestroomdiagram.

In tegenstelling tot oppervlakkige momentopnamen die zich alleen richten op machines en hun benutting, legt de waardestroomanalyse de nadruk op het end-to-end perspectief: van de ordercreatie in het ERP-systeem, via de daadwerkelijke productie, tot aan de levering van het eindproduct.

Een belangrijk resultaat van de waardestroomanalyse is het zichtbaar maken van verspilling. Dit gaat niet alleen om direct meetbare verliezen zoals afkeur, maar ook om wachttijden, omwegen bij interne transporten of gebrek aan transparantie in de informatie­stromen.

De Lean Production biedt hiervoor een beproefde methoden- en maatregelencatalogus die verspilling consequent terugdringt en tegelijkertijd reactieve productieprocessen mogelijk maakt.

Op basis van Taiichi Ohnos oorspronkelijke lijst van de “zeven soorten verspilling” dienen ook gebrek aan betrokkenheid van medewerkers en zwakke informatie­interfaces als aparte categorieën te worden opgenomen. Vooral foutieve planningsinterfaces (bijvoorbeeld ontbrekende of te late gegevensuitwisseling tussen inkoop, onderhoud en gereedschapsbouw) bemoeilijken snelle reacties op storingen aanzienlijk.

Lean-methoden zoals de 5S-methode voor het organiseren van een geordende werkplek, SMED (Single Minute Exchange of Die) voor het verkorten van omsteltijden, of TPM (Total Productive Maintenance) zijn zelden geïsoleerd effectief, maar ontplooien hun volledige potentieel juist in combinatie met een waardestroomgerichte herstructurering van materiaal- en informatie­stromen.

SMED leidt bijvoorbeeld pas tot een flexibeler proces wanneer voorraden en doorlooptijden al zijn teruggebracht in het kader van waardestroomoptimalisatie. Tegelijkertijd is continue verbetering (KVP) cruciaal om behaalde successen blijvend te verankeren en voortdurend verder te ontwikkelen.

Om verspilling duurzaam te elimineren en reactieve processturingen (“Short Interval”-benadering) te implementeren, is realtime informatie vanuit de productie essentieel.

Hier komen moderne Manufacturing Execution Systems (MES) in beeld, die zowel operationele als machinegegevens naadloos registreren, visualiseren en beschikbaar stellen voor fijnmazige aansturing.

MES registreren bijvoorbeeld storingsoorzaken, afkeurhoeveelheden, kwaliteitsdata, beschikbaarheid van personeel en gereedschap, evenals lopende orders in realtime. Deze data vormen de basis voor korte regelkringen: de productie kan direct bijsturen wanneer bijvoorbeeld een machine stilvalt of een leververtraging dreigt.

Zogenaamde MES-commandocentra maken het mogelijk om productieorders bij plotselinge storingen (zoals gereedschapsbreuk of personeelstekort) direct opnieuw te plannen. Deze aanpassing wordt automatisch doorgegeven aan relevante afdelingen (zoals gereedschapsbouw of onderhoud).

Door continue meting van kernaspecten zoals beschikbaarheid, prestaties en kwaliteit, kunnen Overall Equipment Effectiveness (OEE) en procesrendement (PWG) voortdurend worden gemonitord en verbeterd.

Vaak biedt het ERP-systeem slechts een ruwe planning van orders (bijvoorbeeld op weekbasis), terwijl de detailplanning plaatsvindt in het MES-commandocentrum. Voortgang van productie, materiaalverbruik en ordertijden worden teruggekoppeld aan het ERP, waardoor bedrijf brede calculaties, voorraadbeheer en klantinformatie altijd op actuele data zijn gebaseerd.

De gedetailleerde data in het MES (“digitale vluchtgegevensrecorder”) maakt Pareto-analyses van stilstanden of afkeur oorzaken met één druk op de knop mogelijk. Zo kunnen procesverbeteringen gefundeerd worden geprioriteerd (bijvoorbeeld het elimineren van de 20% meest voorkomende storingsoorzaken die 80% van de uitvaltijd veroorzaken).

Ook kan de effectiviteit van maatregelen sneller worden gecontroleerd, doordat bijvoorbeeld de OEE direct na een omsteltijdoptimalisatie of onderhoudsactie vergelijkend kan worden geanalyseerd.

De introductie van procesgerichte kengetallen (Key Performance Indicators, KPI’s) is onmisbaar om de voortgang van productieoptimalisatie te meten en te sturen.

In tegenstelling tot puur kostengerichte kengetallen richten procesgerichte KPI’s zich op tijd- en kwaliteitsaspecten en maken ze waarde-verliezen zichtbaar.

Belangrijke procesgerichte kengetallen voor sturing zijn:

• Doorlooptijd en procesrendement: De doorlooptijd is een sleutelcriterium dat direct bijdraagt aan flexibiliteit en serviceniveau. Het procesrendement (PWG) meet hoeveel tijd daadwerkelijk waardevol wordt benut. Een PWG van 1% betekent dat 99% van de doorlooptijd pure wachttijd is – een duidelijke aanwijzing voor onbenut potentieel.
• Overall Equipment Effectiveness (OEE): Met OEE worden beschikbaarheidsverliezen (machinestoringen, omstellen), prestatieverminderingen (bijv. lagere takt) en kwaliteitstekorten (afkeur, nabewerking) samengevoegd tot één totaalindicator. Hierdoor wordt per processtap duidelijk hoe effectief de machinecapaciteit wordt benut.
• Lean Performance Index (LPI): Een belangrijke meta-indicator die zowel proceszekerheid (OEE) als de slankheid van het gehele proces (PWG) combineert. Een lage LPI wijst erop dat er óf OEE-verliezen zijn in individuele processen óf dat het gehele proces (bijv. door hoge voorraden, lange wachttijden) weinig “lean” is.

Om ervoor te zorgen dat kengetallen niet alleen worden verzameld, maar ook dagelijks effectief worden ingezet, moeten ze regelmatig en transparant worden gecommuniceerd aan degenen die ze direct kunnen beïnvloeden – namelijk de productieteams.

Hierbij heeft Shop Floor Management zich bewezen, waarbij kengetallen (zoals OEE, afkeurpercentages) dagelijks of per ploeg worden geregistreerd, gevisualiseerd en in korte probleemsessies worden besproken.

Het consequent gebruik van procesgerichte kengetallen maakt het mogelijk om afwijkingen ten opzichte van de norm snel te herkennen en effectief bij te sturen. Zo wordt de productie continu gestabiliseerd en verbeterd.

Het duurzaam verankeren van alle optimalisatiemaatregelen slaagt alleen wanneer er een KVP-cultuur (Continu Verbeterproces) ontstaat waarin alle medewerkers actief deelnemen aan veranderingen.

Met name productiemedewerkers, voormannen en onderhoudspersoneel kennen de specifieke knelpunten in de processen het beste. Wanneer zij vroegtijdig bij het verbeterproces worden betrokken – bijvoorbeeld via Kaizen-workshops of SMED-projecten – stijgt niet alleen de kwaliteit van de oplossingen, maar ook de acceptatie van veranderingen.

MES-ondersteunde analyses (zoals Pareto- en Drill-Down-rapportages) versnellen het KVP doordat data zoals stilstands­oorzaken, afkeurpercentages en doorlooptijden automatisch worden vastgelegd. Zo kan elk verbeterteam op basis van feiten handelen.

Nieuwe werkwijzen (bijv. verkorte omsteltijden, gewijzigde productiereeksen) moeten worden vastgelegd in gestandaardiseerde werkvoorschriften, trainingen en checklists. Alleen zo blijven verbeteringen effectief en worden ze niet door oude routines verdrongen.

Samengevat biedt een geleefd KVP het systematische kader om verbeteringen continu te identificeren, door te voeren en te borgen. In combinatie met Lean-methoden, procesgerichte kengetallen en digitale realtime-tools (MES) ontstaat zo een zelfversterkende optimalisatiecyclus.