SAMENVATTING OPERATIONEEL
MANAGEMENT
2020-2021
Inhoud
1 Inleidende beschouwingen over productie- en logistiek management .......................................... 4
1.1 De studie van operationele transformatieprocessen.............................................................. 4
1.1.1 Operations management ................................................................................................ 4
1.1.2 Transformatieprocessen.................................................................................................. 4
1.1.3 Onderscheid producten en diensten ............................................................................... 5
1.1.4 The silo view .................................................................................................................... 5
1.1.5 The (open) system view................................................................................................... 5
1.1.6 Prestatiemaatstaven ....................................................................................................... 5
1.1.7 Processen en processtromen .......................................................................................... 6
1.2 Het ruimere belang van productie en logistiek in onze economie ......................................... 6
1.2.1 Globalisering .................................................................................................................... 6
1.2.2 Industriële sector in Europa ............................................................................................ 7
2 Voorraadbeheer .............................................................................................................................. 7
2.1 Inleiding ................................................................................................................................... 7
2.1.1 Voorraden........................................................................................................................ 8
2.1.2 Kosten ............................................................................................................................ 10
2.1.3 Het meten van voorraad ............................................................................................... 11
2.2 Deterministische modellen ................................................................................................... 15
2.2.1 EOQ: aankoopmodel 1 product ..................................................................................... 16
2.2.2 EOQ: meerdere producten ............................................................................................ 19
2.2.3 EPQ: productie............................................................................................................... 21
2.2.4 Hoeveelheidskortingen bij vaste bestelgrootte ............................................................ 23
2.2.5 EOI: vast bestelinterval .................................................................................................. 24
2.3 Voorraadmodellen met deterministische dynamische vraag ............................................... 26
2.3.1 Dynamische ordergroottemodellen .............................................................................. 27
2.4 Stochastische voorraadmodellen .......................................................................................... 30
2.4.1 Eenmalige cyclus............................................................................................................ 30
2.4.2 Meerdere bestelcycli met verloren verkoop ................................................................. 33
2.4.3 Meerdere bestelcycli met recupereerbare verkoop ..................................................... 34
2.4.4 De kosten van een stockbreuk zijn niet gekend ............................................................ 40
2.4.5 Voorraadpolitiek met vast bestelinterval ...................................................................... 44
,3 Materiaalbehoefteplanning .......................................................................................................... 47
3.1 Inleiding ................................................................................................................................. 47
3.1.1 MRP en ERP ................................................................................................................... 47
3.1.2 Het planningsproces ...................................................................................................... 48
3.2 Materiaalbehoefteplanning .................................................................................................. 48
3.2.1 MRP-registraties ............................................................................................................ 48
3.2.2 De verwerkingslogica in een MRP-systeem................................................................... 50
3.2.3 Het invoeren van wijzigingen ........................................................................................ 54
3.2.4 Het systeem en de MRP-planner ................................................................................... 55
3.3 Het master production schedule (MPS) ................................................................................ 56
3.3.1 Tijdsgefaseerde registratie ............................................................................................ 56
3.3.2 MPS-omgevingen........................................................................................................... 57
3.3.3 Orderbelofte – available to promise (ATP).................................................................... 59
3.3.4 Het finaal assemblageplan (FAS) ................................................................................... 60
3.4 Distributiebehoefteplanning ................................................................................................. 61
3.4.1 DRP ................................................................................................................................ 61
4 Gedetailleerde productieplanning tegen eindige capaciteit ......................................................... 61
4.1 Inleiding: capaciteitsgeoriënteerde planning ........................................................................ 61
4.2 Probleemstelling.................................................................................................................... 63
4.2.1 Criteria voor een goed schedule ................................................................................... 63
4.2.2 Mogelijkheden (vrijheidsgraden) voor een goed schedule ........................................... 63
4.2.3 LOP: planningsmethodologie ........................................................................................ 64
4.2.4 Load based POLCA ......................................................................................................... 64
4.3 Theory of constraints (TOC) .................................................................................................. 64
4.3.1 Productmixbeslissingen ................................................................................................. 65
4.3.2 Beperkingen en prioriteiten .......................................................................................... 68
4.3.3 Ordergroottebeslissingen en -beperkingen .................................................................. 68
4.3.4 Het Drum-Buffer-Rope concept .................................................................................... 70
4.3.5 Gevallenstudie: DBR ...................................................................................................... 72
5 Doorlooptijd als prestatiemaatstaf en kernbegrip in het planningsgebeuren .............................. 76
5.1 Inleiding ................................................................................................................................. 76
5.2 Een inleidend voorbeeld........................................................................................................ 77
5.2.1 Resultaat ........................................................................................................................ 78
5.2.2 Algemeen....................................................................................................................... 79
5.3 Schatting van de doorlooptijd voor een basis-flow-systeem: 1 resource, 1 flow ................. 80
5.3.1 Wachtlijnsystemen ........................................................................................................ 81
5.4 Enkele fundamentele observaties uit de flow-theorie.......................................................... 83
5.4.1 Observatie 1 .................................................................................................................. 83
2
, 5.4.2 Observatie 2 .................................................................................................................. 84
5.4.3 Observatie 3 .................................................................................................................. 84
5.4.4 Observatie 4 .................................................................................................................. 85
5.4.5 Observatie 5 .................................................................................................................. 86
5.5 Variabiliteit en doorlooptijd .................................................................................................. 86
5.5.1 Variabiliteit ten gevolge van omstellingen en herwerken van producten .................... 87
5.5.2 Machinestilstanden ....................................................................................................... 88
5.5.3 Gecombineerde variabiliteit .......................................................................................... 88
5.6 Schatting van de doorlooptijd: meerdere bewerkingen ....................................................... 89
5.6.1 Verbindingsvergelijking ................................................................................................. 89
5.6.2 Observatie 6 .................................................................................................................. 91
5.6.3 Observatie 7 .................................................................................................................. 91
5.7 Doorlooptijden en beperkte buffers ..................................................................................... 91
5.7.1 Observatie 8 .................................................................................................................. 92
5.8 Ordergroottebepaling vanuit het standpunt van onzekerheid in een productieomgeving.. 92
5.8.1 Het basismodel van Karmarkar ..................................................................................... 92
5.8.2 Uitbreiding naar meerdere producten .......................................................................... 94
6 Lean operations ............................................................................................................................. 99
6.1 Inleiding ................................................................................................................................. 99
6.1.1 Productiefilosofie .......................................................................................................... 99
6.1.2 Overtolligheden ten gevolge van overproductie......................................................... 101
6.1.3 Verspilling ten gevolge van wachttijd.......................................................................... 101
6.1.4 Overtolligheden ten gevolge van transporteren ......................................................... 101
6.1.5 Overtolligheden in productie ...................................................................................... 101
6.1.6 Verliezen ten gevolge van voorraad ............................................................................ 102
6.1.7 Verspilling ten gevolge van beweging (motion) .......................................................... 102
6.1.8 Verspilling ten gevolge van defecten .......................................................................... 102
6.1.9 Productiefilosofie: marketinginstrument en efficiëntie .............................................. 102
6.2 JIT-basistechnieken ............................................................................................................. 102
6.2.1 Push-pullsystemen ...................................................................................................... 103
6.2.2 Een genivelleerd productieplan................................................................................... 104
6.2.3 Mixed-model-assemblagelijnen .................................................................................. 105
6.2.4 Kanban ......................................................................................................................... 106
6.3 Verbanden met andere functies binnen productie ............................................................. 107
6.3.1 Kwaliteit: autonomation en genchi genbutsu ............................................................. 107
6.4 Constant verbruiksritme van componenten ....................................................................... 109
3
,1 Inleidende beschouwingen over productie- en logistiek management
1.1 De studie van operationele transformatieprocessen
1.1.1 Operations management
Operations management = het ontwerp, de operatie en de verbetering van systemen die er voor
zorgen dat een onderneming haar primaire goederen en diensten kan creëren en afleveren.
Doel productie en logistiek management = goederen en diensten op de markt brengen
• overeenkomstig de marktvereisten
• met de gevraagde kwaliteitseigenschappen
• aan competitieve prijzen
• zo efficiënt mogelijk
• en op het gepaste tijdstip
➔ Gebeurt via een ganse reeks transformatieprocessen (operations) van input naar output
Productiesysteem = gebruikt middelen om inputs om te zetten (transformeren) in gewenste outputs
INPUT TRANSFORMATIE OUTPUT
materialen en klanten toegevoegde waarde producten en diensten
1.1.2 Transformatieprocessen
Transformatie:
• Fysisch = productie
• Locatie = transport
• Ruil = retailing
• Opslag = warehousing (magazijn)
• Fysiologisch = gezondheidszorg
• Informatie = telecommunicatie
Componenten van een transformatieproces
UITRUSTING
Machines nodig om productie mogelijk te maken → 4 eigenschappen
•Mogelijkheden: wat is mogelijk?
•Capaciteit: hoeveelheid en/of snelheid
•Flexibiliteit: omgaan met veranderende omstandigheden zonder kosten, tijd, inzet of
performantie te beïnvloeden
•Betrouwbaarheid: waarschijnlijkheid dat machine presteert volgens de
ontwerpspecificaties
MENSEN
Mogelijkheden, capaciteit, flexibiliteit en betrouwbaarheid hebben ook betrekking op
mensen
Bv. middelbare school met multi inzetbaar personeel (= flexibiliteit)
4
, GOEDERENVOORRAAD
Alles wat aangekocht wordt voor transformatie of doorverkoop of alles dat nodig is voor de
transformatie van materialen in verkoopbare goederen → 3 soorten (grondstoffen, goederen in
bewerking, eindproducten)
Voorraad is duur maar bespaart ook --> organisaties houden voorraad aan omdat het goedkoper
is die te houden dan geen voorraad te hebben
ENERGIE
Een onderdeel van zowat elke operatie
1.1.3 Onderscheid producten en diensten
1. Diensten zijn niet tastbaar (intangible)
2. Diensten veroorzaken interactie met de klant
3. Diensten zijn inherent heterogeen
4. Diensten zijn niet ‘houdbaar’ en tijdsafhankelijk
5. Diensten worden gedefinieerd en geëvalueerd als een pakket van eigenschappen
1.1.4 The silo view
Bedrijf bestaat uit verschillende departementen → de
departementen willen geen informatie met elkaar
uitwisselen → probleem!
1.1.5 The (open) system view
Bedrijf wordt gezien als 1 geheel met onderlinge
samenhang en wisselwerking met de omgeving
➔ Oplossing voor the silo view
Cruciaal: Hoe kunnen we de materiaalstromen (en
informatie- en geldstromen) zowel binnen het bedrijf als
tussen de schakels van het logistiek netwerk zo effectief
en efficiënt mogelijk organiseren en aansturen? Hoe
kunnen we naast het beheersen van de logistieke kosten, productie en logistiek laten uitgroeien tot
speerpunten van de concurrentiekracht van een bedrijf?
1.1.6 Prestatiemaatstaven
• Doorlooptijd: tijdsmeting vanaf de start (input) tot het einde van het proces (output)
• Voorraad: grondstoffen, goederen in bewerking, eindproducten
• Hoeveelheid: hoeveelheid goederen en diensten die in het proces verwerkt worden (per
tijdseenheid)
5
,1.1.7 Processen en processtromen
Processen (activiteit) Soorten processtromen
Job shop Batch shop
Omzetting Productie
bv. copycenter: bv. copycenter: 1.000
bv. ijzer - staal bv. textiel - kledij eindverhaling exemplaren van een
afwerken tekst maken
Assembleren Continue stroom
Testen Assemblagelijn
bv. onderdelen - bv. petroleum-
componenten (kwaliteit) bv. automobiel raffinage
Productprocesmatrix
1.2 Het ruimere belang van productie en logistiek in onze economie
1.2.1 Globalisering
• Globalisering heeft de supply chains grondig gewijzigd: bijna elk product dat we gebruiken, is
het resultaat van een internationale samenwerking in een netwerk van bedrijven → globale
supply chains
• 2/3de van de internationale goedereninstroom is handel in intermediaire goederen
• We moeten alle processen bekijken vanuit een globale invalshoek: voorraadbeheer,
doorlooptijd, materiaalplanning…
• Toegenomen onzekerheid
o Wat zal er gebeuren als de olieprijs stijgt tot $150/barrel of daalt beneden $50?
o Wat is de impact van een loonstijging in China van 25%?
o Wat is het gevolg van een opwaardering van de Chinese munt met 20%?
o Wat als de transportkosten stijgen met 15%?
o Wat is de invloed op voorraden als er een kilometerheffing komt?
o Wat als bepaalde grondstoffenprijzen stijgen met 40%?
6
,1.2.2 Industriële sector in Europa
• Dalend aandeel van productie in het bbp
o Statistisch artefact: de toegevoegde waarde bepaalt de sector waar een bedrijf
toegewezen wordt (bv. textiel, metaalverwerkend, chemie…) → er wordt geen
rekening gehouden met de totale waardecreatie die (in een slimme economie) zeer
sterkt ligt in pre- en postproductiediensten (outsourcing) → de uitbesteedde
activiteiten komen terecht bij niet industriële activiteiten (diensten) → we moeten het
begrip productie veel ruimer interpreteren!
• Dalende tewerkstelling
o Nieuwe economische grootmachten (bv. China, Zuid-Korea, India, Brazilië…)
o Outsourcing: bedrijven concentreren zich op de kerntaken en besteden andere
activiteiten uit aan derden (bv. transport, ICT…)
Nood aan een industrieel ecosysteem
Infrastructuur Factorkosten
Investeringen, automatisering Lonen, energie, transport
Productie en diensten
Onderzoek en innovatie
Servitization, geïntegreerd in
een wereldwijd netwerk, Nieuwe technologie,
hoge toegevoegde waarde, samenwerking universiteiten,
niche... onderzoekscentra...
2 Voorraadbeheer
2.1 Inleiding
Voorraden:
• 25% - 30% van de activa
• 5 tot 6 rotaties per jaar
• 70% - 80% van kostprijs is “outsourcing”, waardoor bedrijven minder controle hebben over de
productie
• Rol in de economie: steeds meer lean management (JIT), dus we zouden verwachten dat er
een evolutie is geweest naar minder voorraad en toch is dit niet gebeurd
Praktijk:
• Cisco heeft in 2001 voor $2,1 miljard voorraden afgeschreven (= toxische voorraad). Hun
voorraad was niets meer waard, omdat de technologie was veranderd.
• P&G heeft $3 miljard voorraad, genoeg voor 60 dagen levering
• Wal-Mart (2002) heeft meer dan $22 miljard voorraden
➔ Desondanks de grote inspanningen om voorraden te reduceren (JIT, lean management…) zijn
de voorraden niet sterk gedaald, maar zelfs met die hoge voorraden zijn er tekorten!
Bv. stockbreuken geneesmiddelen in ziekenhuizen (België, 2014)
7
,Waarom is er nog steeds zo veel voorraad? → omwille van toegenomen complexiteit door
• Variëteit: bv. Swiffer: vroeger had je slechts 1 soort Swiffer, maar nu heb je meerdere soorten
en meerdere verpakkingsgroottes (10 in 1 verpakking → 5 in 1 verpakking…)
• Korte levenscyclus
Voorbeeld verffabriek: na de financiële crisis wilden zij op zoek gaan naar manieren om de loonkosten
te reduceren. Het grote probleem zat hem echter in de voorraad. Ze kochten soms voor twee of drie
jaar aan voorraad, omdat ze onder de prijs konden kopen. De voorraad werd gewaardeerd aan €2,5
miljoen, wat het bedrijf ongeveer €500.000 kostte. Na 4 jaar heeft men de voorraad kunnen reduceren
naar €800.000, wat het bedrijf ongeveer €160.000 kostte.
2.1.1 Voorraden
Voorraad = goederen die men in bewaring houdt voor later gebruik
• Grondstoffen
• Hulpstoffen (MRO1): verbruiksgoederen die niet direct in het afgewerkt product terug te
vinden zijn (bv. onderhoudsmaterialen, gereedschap, kantoorbenodigdheden…)
• Goederen in bewerking (WIP)
• Afgewerkte producten
Supply chain
Elke schakel bestaat uit meerdere bedrijven = supply chain/network
Jouw leveranciers en klanten hebben zowel een inbound als een outbound.
• De afgewerkte producten van de leverancier zijn
jouw grondstoffen/intermediaire producten. Als
men in de supply chain zodanig dicht tegen
elkaar kan komen, dan kan de outbound van de
leveranciers rechtstreeks jouw inbound vormen
(leverancier heeft dan geen outbound meer).
• Als de klant zodanig dicht tegen jou staat, dan
kan jouw eindproductie rechtstreeks de inbound
van de klant vormen.
Bv. Cisko levert aan heel wat verschillende
bedrijven, maar deze bedrijven kopen ook nog
bij concurrenten van Cisko.
Waar zetten we de distributiecenters (globaal,
centraal, regionaal, decentraal)? Aan wie
leveren we (B2B, B2C, retail)?
➔ Logistiek (zwarte lijnen)
1
Maintenance, repair and operating supplies
8
,Waarom worden er voorraden aangehouden?
Voorraden worden aangehouden omdat
1) het fysisch onmogelijk is (tijd- en ritmeverschillen) OF
= Tijd tussen bestellen grondstoffen en effectief aanwenden
ervan in het productieproces OF tijd tussen productie
afgewerkte goederen en verkoop ervan → Verschillende ritmes
leveranciers, eigen productie en klanten
Voorraad reduceren door:
• doorlooptijd/tijdspanne in te korten
• toelevering en productie afstemmen op de vraag
Verband doorlooptijd en levertijd:
• Make-to-stock: men houdt afgewerkte
producten op voorraad → de klant wil niet te
lang wachten en is enkel bereid te wachten op de verzendtijd. Een tekort in voorraad is hier
een groot probleem (tekortkosten)!
• Assemble-to-stock: men houdt de
componenten op voorraad (bv. laptop met
speciale specificaties: men begint het product
te assembleren op het moment dat de klant de bestelling plaatst)
• Make-to-order: men heeft het niet zomaar in
voorraad (bv. klant wil 100 bureaus van een
bepaald type)
• Engineer-to-order: de klant wil iets
op maat laten maken, dus men
begint pas op het moment dat er een bestelling is (hier kunnen dus geen tekortkosten zijn)
➔ Hamvraag: hoe lang is de klant bereid te wachten?
➔ Het voorraadmodel zal verschillen afhankelijk van de keuze
2) te risicovol is (onzekerheid en variabiliteit) OF
Dynamische omgeving:
• Vraag klant is onzeker en kan sterk variëren
• Leveringstermijnen kunnen wijzigen door uitvallen van machines
• Staking door het personeel
• Kwaliteitsproblemen
Voorraad reduceren door:
• onzekerheid te reduceren (betere voorspellingen, betere kwaliteit, geen machinestilstanden...)
• onzekerheid te vermijden (bv. op order produceren/assembleren, waardoor de vraag van de
klant op voorhand gekend is)
➔ Als dit niet lukt, dan moet men het systeem beschermen door voorraad te houden, tijd en veel
capaciteit (heel veel kunnen produceren)
3) economisch onverantwoord is (economisch motief) OF
Voorraden zijn steeds het gevolg van kostenafwegingen
• Prijsschommelingen
• Inflatie/deflatie
• Schommelingen in productie temperen
• Transportkosten besparen
9
, • Kortingen
• Tekorten vermijden
• Vraag vertoont een cyclisch patroon en de productiecapaciteit kan hier niet goed op worden
afgestemd (bv. verkoop van speculaas in de maand december --> vooraf voorraad opbouwen
om aan de vraag te kunnen voldoen)
• …
om goederen te laten toekomen juist op het moment dat er een vraag naar is (= op voorraad
produceren)
Zonder voorraad moet de klant wachten (= op order produceren) → of dit al dan niet problematisch
is, hangt af van
• de productieduur
• de bereidheid tot wachten van de klant
Componenten van een voorraadsysteem
• Vraagstructuur
o Onafhankelijke versus afhankelijke vraag
▪ Onafhankelijk: bv. de vraag naar wagens
▪ Afhankelijk: vraag hangt af van de productieplanning. Bv. men wil op 1 maart
20 wagens afwerken en daarvoor heeft men 80 banden nodig. De vraag naar
banden is afhankelijk van de productieplanning.
o Constant/variabel; deterministisch/stochastisch
• Aanbodstructuur
o Aankoopmodellen (leveranciers): orderkosten
o Productiesnelheid, omsteltijden, wachttijden: productiekosten
• Beperkingen
• Kosten
• Service
2.1.2 Kosten
Voorraadkosten Bestelkosten Tekortkosten Aankoopprijs
Stilleggen van productie,
Transportkosten verlies aan vertrouwen van
Kapitaalkosten
Vrachtwagen, de klant, spoedbestelling, Aankoopprijs of
schip, vliegtuig, naleveringskosten, schade, kostprijs
snelheid, gewicht... gevaar...
Ruimte
= meestal vaste →Impact op het toekomstig - Gebruik van
Magazijnen, speciale kost koopgedrag van de klant (bv.
omstandigheden kortingen op de
klant koop een substituut ordergrootte of op
product of koopt de de totale
Handling volgende keer (uitstellen) of
Handling In/Out aangekochte
Opslaan, verplaatsen, koopt eens in een andere hoeveelheid
registreren... Order plaatsen, winkel of komt nooit meer
ontvangen, terug naar die winkel... - Eenmalige
Veroudering controle, betalen... promoties
(forward buying)
Waardevermindering We weten vaak niet hoeveel
van producten
deze kosten bedragen
10
