Werklastbeheersing in de productie: wanneer geef je orders vrij?

Home » Bronnen » Werklastbeheersing in de productie: wanneer geef je orders vrij?

Geschatte leestijd: 11 minuten

De snijmachine heeft ruimte, dus gaat er nog een order in productie. Het snijden is op tijd klaar. Daarna sluiten de onderdelen aan in een groeiende wachtrij voor verspaning, naast orders die eigenlijk al naar de assemblage hadden moeten gaan.

Door eerder te beginnen is het drukker geworden op de productievloer, maar krijgt de klant zijn bestelling niet eerder.

Werklastbeheersing pakt dit probleem aan voordat er nog een order op de productievloer belandt. In plaats van elke gereedstaande order vrij te geven, kijk je hoeveel werk die bij elke stap in de bewerkingsvolgorde toevoegt. Dat is vooral nuttig bij make-to-order-productie, waar twee ogenschijnlijk vergelijkbare orders heel verschillend beslag kunnen leggen op gedeelde productiemiddelen.

Met de vrijgavebeslissing is het werk pas half gedaan. Vrijgegeven werk moet nog in een onderling afgestemde volgorde over die productiemiddelen worden ingepland. SkyPlanner APS maakt er één samenhangende productieplanning van. Daardoor kost het minder moeite om een vrijgavelijst af te stemmen op de afzonderlijke machinewachtrijen en worden de gevolgen voor de levering beter zichtbaar.

Wat is werklastbeheersing in de productie?

Werklastbeheersing (WLC, van Workload Control) is een aanpak voor productieplanning en -beheersing die de instroom van werk regelt op basis van de belasting van de productiemiddelen. Bij ordervrijgave op basis van werklast wachten orders in een vrijgavepool totdat een vrijgaveregel toestaat dat ze de productievloer opgaan. Werklastnormen per werkcentrum helpen bepalen welke orders kunnen worden vrijgegeven.

Het doel is om het onderhanden werk (WIP) te beheersen: werk dat al is vrijgegeven, maar nog niet is afgerond. Een werkcentrum kan bestaan uit één machine of een groep productiemiddelen die voor het betreffende werk onderling uitwisselbaar zijn. De werklast is het toegewezen werk, vaak uitgedrukt in geschatte bewerkingsuren. De capaciteit geeft aan hoeveel van dat werk het werkcentrum kan uitvoeren. Een werklastnorm is een grens die bij de vrijgave wordt gehanteerd, geen andere naam voor de beschikbare capaciteit.

WLC is vooral relevant wanneer producten verschillende bewerkingsvolgorden en bewerkingstijden hebben, zoals bij verspaning op maat, constructiewerk en andere job shops met een grote productvariatie. Alleen orders tellen zegt weinig over die variatie. De ene order vraagt misschien kort snijwerk en veel verspaning, terwijl een andere helemaal geen verspaning nodig heeft.

De bredere WLC-aanpak kan ook ondersteuning bieden bij het behandelen van offerteaanvragen en het bepalen van leverdata. Hier richten we ons op de dagelijkse vrijgavevraag: welke wachtende orders mogen nu in productie?

Kijk verder dan de wachtrij bij de eerste machine

De zichtbare wachtrij bij een machine laat niet al het werk zien dat eraan komt. Vrijgegeven orders kunnen zich nog eerder in het proces bevinden, waar ze op een voorgaande bewerking wachten of die ondergaan. Later zullen ze een beroep doen op dezelfde capaciteit verderop in het proces.

Maak bij de vrijgave onderscheid tussen:

• Directe belasting: werk dat al bij het werkcentrum ligt te wachten of daar wordt bewerkt.
• Indirecte belasting: werk uit vrijgegeven orders dat zich nog eerder in het proces bevindt, maar dit werkcentrum nog moet doorlopen.
• Belasting in de vrijgavepool: werk in orders die nog niet zijn vrijgegeven. Wanneer je een order voor vrijgave beoordeelt, reken je door hoeveel belasting die zou toevoegen.

Stel dat het vanochtend rustig lijkt bij verspaning, maar dat daar morgen meerdere vrijgegeven orders uit de constructieafdeling aankomen. Wie de constructieafdeling vult met nog meer werk dat daarna naar verspaning moet, houdt geen rekening met die naderende belasting. Een wachtende order die geen verspaning nodig heeft, kan daarentegen een goede kandidaat voor vrijgave zijn.

Daarin zit de waarde van beheersing op basis van de bewerkingsvolgorde: je maakt onderscheid tussen orders die een groeiende wachtrij verder vullen en orders die andere werkcentra doorlopen. ‘Er is ruimte om te starten’ wordt dan: ‘Er is ruimte voor de belasting van deze order bij de werkcentra waarvoor we een vrijgavenorm hanteren en die de order moet doorlopen.’

Bepaal eerst hoe je de belasting berekent, dan pas de grens

WLC omvat verschillende benaderingen; er is niet één universele formule. Vrijgavemethoden verschillen in de manier waarop ze werk verderop in het proces meetellen, wanneer ze de vrijgavepool beoordelen en hoe ze reageren als een werkcentrum zonder werk dreigt te vallen.

Een van de beschreven methoden werkt met gecorrigeerde totale belasting. Elke bewerking telt mee voor de geschatte bewerkingstijd gedeeld door haar positie in de oorspronkelijke bewerkingsvolgorde van de order. De eerste bewerking telt voor de volledige tijd mee, de tweede voor de helft en de derde voor een derde. Die vastgestelde bijdrage blijft onderdeel van de belasting van het bijbehorende werkcentrum totdat de bewerking is voltooid.

De correctie maakt onderscheid tussen werk dat al bij een productiemiddel aanwezig is en werk dat na vrijgave eerst nog een deel van de tijd eerder in het proces doorbrengt. Het is een rekenafspraak voor het bijhouden van de belasting, geen verkorting van de bewerkingstijd die de machine uiteindelijk moet leveren.

Haal deze rekenwijzen niet door elkaar. Een tweede bewerking van zes uur telt bij deze methode mee voor drie gecorrigeerde belastingsuren, maar vraagt in de productieplanning nog steeds zes uur bewerkingstijd. Een norm die is afgestemd op gecorrigeerde belasting kun je niet zomaar gebruiken in een belastingsoverzicht dat elke bewerking verderop voor de volledige tijd meetelt.

Leg vóór het toepassen van een vrijgavegrens vast in welke eenheid je de belasting uitdrukt, welke bewerkingen meetellen, hoe je hun bijdragen berekent en bij welke gereedmelding elke bijdrage vervalt. Met die definities kunnen planners en ploegen de vrijgavebeslissing steeds op dezelfde manier nemen.

Een vrijgavebeslissing op basis van werklast, stap voor stap

Stel dat een order op vrijgave wacht met de volgende bewerkingsvolgorde: twee uur snijden, zes uur verspanen en drie uur assembleren. Volgens de hierboven beschreven rekenwijze voor gecorrigeerde totale belasting zijn de bijdragen respectievelijk twee, drie en één belastingsuur.

Neem aan dat het actuele belastingsoverzicht en de lokaal gekozen normen er als volgt uitzien. Deze cijfers dienen om de beslissing toe te lichten; het zijn geen aanbevolen normwaarden.

Werkcentrum met vrijgavenorm	Huidige gecorrigeerde belasting	Bijdrage van de te beoordelen order	Belasting na vrijgave	Werklastnorm
Snijden	5	2	7	8
Verspanen	8	3	11	10
Assemblage	4	1	5	6

Snijden en assemblage blijven binnen hun norm. Verspaning niet. Als de vrijgaveregel vereist dat elk werkcentrum met een norm in de bewerkingsvolgorde binnen die norm blijft, blijft de order in de vrijgavepool. Een vrije snijmachine is geen reden om de grens voor verspaning te negeren.

Stel dat bij de volgende beoordeling door voltooid verspaningswerk twee gecorrigeerde belastingsuren uit het overzicht zijn vervallen. Als de belasting verder niet is veranderd, bedraagt de huidige belasting bij verspaning nu zes uur. Met de drie uur van de te beoordelen order erbij komt die op negen. De order voldoet nu aan alle drie de controles.

Een praktische procedure voor periodieke vrijgave verloopt als volgt:

1. Werk de actuele belasting bij. Verwijder de toegekende belastingsbijdragen van voltooide bewerkingen en verwerk wijzigingen in het vrijgegeven werk.

2. Rangschik de orders die voor vrijgave in aanmerking komen. Controleer eerst of alles gereed is en pas daarna een afgesproken regel toe, bijvoorbeeld op basis van leverdatum of geplande vrijgavedatum.

3. Toets de bewerkingsvolgorde van de volgende order. Tel de voorgestelde belastingsbijdragen op bij de actuele belasting in de registratie en vergelijk de uitkomsten met de geldende normen.

4. Leg alleen een goedgekeurde vrijgave vast. Voeg de belastingsbijdragen toe aan de registratie. Voldoet de order niet, laat deze dan in de pool van niet-vrijgegeven orders staan zonder de voorgestelde belasting te boeken.

5. Beoordeel vervolgens de overige kandidaten. Gebruik bij elke volgende toets de registratie waarin eerdere goedgekeurde vrijgaven al zijn verwerkt.

Dat laatste is belangrijk. Twee orders kunnen afzonderlijk nog binnen de grenzen passen op basis van de belasting aan het begin van de ochtend, maar samen een grens overschrijden. Een afgewezen order hoeft ook niet alle verdere vrijgaven tegen te houden: een order met een andere bewerkingsvolgorde kan wel passen, afhankelijk van de gekozen selectieregel voor de pool.

Verwijder bij voltooiing van een bewerking de toegekende belastingsbijdrage bij het betreffende werkcentrum. Verwijder niet de belasting van de hele order bij alle volgende werkcentra alleen omdat de eerste bewerking klaar is.

Kies een vrijgaveritme dat de doorstroming beschermt

Bij periodieke vrijgave worden kandidaten op vaste momenten beoordeeld. Continue vrijgave reageert zodra zich vastgelegde belastingssituaties voordoen. Sommige WLC-methoden combineren beide: een periodiek besluit brengt de belasting in balans, terwijl een aanvullende regel regelt wat er gebeurt wanneer een werkcentrum zonder werk komt te zitten.

Een lege wachtrij moet daarom aanleiding zijn om het afgesproken beleid toe te passen, niet om informeel opdracht te geven zomaar vrij te geven wat beschikbaar is. Een regel om werkgebrek te voorkomen moet aangeven welke order mag worden toegelaten en hoe de belasting daarvan wordt geregistreerd. Anders kunnen uitzonderingen de beheersing geleidelijk ondermijnen.

Dezelfde discipline geldt voor spoedorders. Houd zichtbaar hoe lang orders al op vrijgave wachten en welke leverrisico’s er zijn. Als een order waarvan de leverdatum nadert steeds niet aan een norm voldoet, bepaal dan of de capaciteit, bewerkingsvolgorde, prioriteit of toegezegde leverdatum moet worden aangepast. Alleen het etiket ‘spoed’ levert geen extra bewerkingstijd op.

Een norm lost ook geen structurele overbelasting op. Als de aangenomen vraag de haalbare productie van een cruciaal productiemiddel blijft overtreffen, verandert het tegenhouden van meer orders alleen de plek waar ze wachten. Capaciteit en afspraken met klanten blijven aandacht vragen.

Stem normen af op de totale doorlooptijd, niet op een opgeruimde productievloer

Een zeer ruime norm laat werk gemakkelijk toe, maar geeft wachtrijen de ruimte om te groeien. Een zeer strakke norm kan de tijd op de productievloer verkorten, terwijl orders te lang op vrijgave blijven wachten. Vooral grote orders kunnen dan moeilijk vrij te geven zijn.

Beoordeel voor een order die in de pool terechtkomt de tijd tot voltooiing als twee samenhangende delen:

Wachttijd in de pool + tijd van vrijgave tot voltooiing.

Een week wachttijd verplaatsen van de productievloer naar de pool betekent niet automatisch dat de klant een week eerder wordt beleverd.

Zorg eerst voor een betrouwbare belastingsregistratie en terugmelding van voltooide bewerkingen. Voer normen geleidelijk in of scherp ze stapsgewijs aan. Beoordeel vervolgens of de doorvoer, leverprestaties en totale orderdoorlooptijd samen verbeteren. Kijk naast gemiddelden ook naar de orders die het langst op vrijgave wachten. Onderzoek waarom werkcentra zonder werk komen te zitten, in plaats van alleen tevreden te zijn met minder onderhanden werk op de productievloer.

Er bestaat geen universeel ‘juist’ aantal belastingsuren. De mix van bewerkingsvolgorden, de capaciteit, de kwaliteit van de schattingen en de gekozen registratiemethode bepalen samen welk niveau werkt. Beoordeel dat niveau opnieuw wanneer die omstandigheden veranderen.

WLC, BOA, CONWIP en POLCA: verschillende beheersvragen

Deze methoden richten zich allemaal op de doorstroming in de productie, maar hun signalen zijn niet onderling uitwisselbaar.

Aanpak	Waarop de beheersing zich richt
Vrijgave op basis van werklast bij WLC	Of de belastingsbijdragen van een kandidaatorder binnen de werklastnormen passen van de bewerkingscentra waarvoor werklastbeheersing geldt en die in de bewerkingsvolgorde van die order voorkomen.
BOA	De Duitse traditie van belastinggeoriënteerde ordervrijgave: productieorders vrijgeven op basis van de capaciteitsbelasting en een vastgelegde belastingsgrens.
CONWIP	Toestemming op basis van een grens voor het totale onderhanden werk (WIP) binnen een afgebakend productiegebied.
POLCA	Toestemming op basis van beschikbare capaciteit via overlappende kaartkringen voor paren van productiecellen, naast de toestemming om een taak uit te voeren.

Klassieke BOA en de verschillende WLC-vrijgavemethoden mogen niet als één en hetzelfde algoritme worden behandeld. Neem met name geen BOA-belastingspercentage over in een voorbeeld met gecorrigeerde belasting zonder vast te leggen hoe die methode de belasting meet en de grens bepaalt.

Kies op basis van de beslissing die u wilt beheersen. Een plafond voor het totale onderhanden werk begrenst de hoeveelheid binnen een afgebakend gebied; normen per bewerkingscentrum maken onderscheid naar de plek waar verschillende bewerkingsvolgorden belasting veroorzaken. Geen van beide bepaalt op zichzelf voor elke bewerking de machine en de starttijd.

Maak van vrijgegeven werk een samenhangende planning met SkyPlanner

Als een order de werklasttoets doorstaat, mag deze volgens het gekozen vrijgavebeleid de productie in. Dat betekent niet dat de volgende bewerking direct kan beginnen of dat de leverdatum gegarandeerd haalbaar is. Machines werken volgens ploegendiensten, materialen hebben beschikbaarheidsdatums en bewerkingen zijn afhankelijk van eerder werk.

SkyPlanner APS brengt die randvoorwaarden voor al het geaccepteerde werk met elkaar in verband. Arcturus, de AI voor fijnplanning, wijst processtappen toe aan geschikte werkstations op basis van de ingestelde capaciteit, ploegendiensten, afhankelijkheden en prioriteiten. Als planning met materiaalbeschikbaarheid is ingeschakeld, wordt ook die beschikbaarheid in de berekening meegenomen. De Gantt-weergave toont de resulterende planning voor de verschillende productiemiddelen.

Terug naar het voorbeeld: de norm voor verspaning laat de order nu toe, maar de bewerking van zes uur moet nog tussen de bestaande taken worden ingepland. SkyPlanner berekent die inpassing in samenhang met het snijden, de assemblage en de andere orders. U ziet de verwachte voltooiing en het effect van gewijzigde prioriteiten, zonder de wachtrij van elke machine handmatig opnieuw op te bouwen.

U stuurt de planning met prioriteiten, regels en vergrendelingen; Arcturus voert de planningsberekening uit. Dat is de praktische reden om SkyPlanner naast een vrijgavebeleid op basis van werklast te gebruiken: minder handmatig afstemmen en beter zicht op wat het geaccepteerde werk betekent voor de leveringen.

Met de vroegst toegestane startdatum van een order kunt u een afgesproken startgrens in de planning laten meenemen, mits de bijbehorende datumregel is ingeschakeld. Die datum is een planningsbeperking, geen bewijs dat de order aan de actuele WLC-normen voldoet. Leg bij het inrichten van de werkwijze zowel die vrijgavebeslissing als de belastingsregistratie expliciet vast.

Het taakrapport en het orderregelrapport van SkyPlanner helpen u ook om geregistreerd werk en verschillen in tijdsduur te beoordelen. Ze bieden een basis om de tijdschattingen voor de planning te verbeteren. Voor het vrijgavebeleid blijven vastgelegde regels voor de terugmelding van voltooide bewerkingen en de belastingsregistratie nodig.

Wat betere timing bij Mamec veranderde

Mamec, een fabrikant van industriële mengapparatuur en hightechproducten in opdracht, meldt dat de werkdruk bij de productieplanning duidelijk is afgenomen sinds de invoering van SkyPlanner. Het klantverhaal beschrijft ook beter passende doorlooptijden en minder werkkapitaal dat onnodig vastzit in onderhanden werk, doordat taken op het juiste moment beginnen.

Dat is het planningsresultaat om naast beheerste vrijgave naar te streven: werk laten beginnen wanneer het kan doorstromen, in plaats van het alleen aan een volgende wachtrij toe te voegen. Voor een planner die met vrijgavenormen werkt, is datzelfde onderscheid belangrijk: een beheerste start moet aansluiten op een samenhangende planning, niet leiden tot opnieuw schuiven met wachtrijen.

Begin met één vrijgavebeslissing en volg de order tot aan de levering

Kies voor een eerste implementatie een zinvolle groep bewerkingscentra waarop u de werklast wilt beheersen en een aantal representatieve bewerkingsvolgordes van orders. Controleer of machines die u groepeert het werk daadwerkelijk onderling kunnen verdelen. Regel de terugmelding van voltooide bewerkingen en spreek af hoe u omgaat met een taak die niet op tijd binnen de vrijgavenormen past. Toets vervolgens of uw vrijgavebeslissingen en productieplanning op elkaar aansluiten.

SkyPlanner kan via zijn open REST API met elk ERP- of MES-systeem worden gekoppeld. U kunt die planning dus verbeteren zonder het systeem te vervangen waarin uw orders zijn vastgelegd.

Wilt u zien hoe dit in uw eigen productie samenhangt? Boek een demo van SkyPlanner. Neem de bewerkingsvolgorde van een wachtende order, de huidige belasting per bewerkingscentrum en uw beoogde vrijgaveregel mee. Volg het vrijgegeven werk door de planning en bekijk het effect op de voltooiingsdatums en op andere orders die dezelfde capaciteit nodig hebben.

Wilt u liever eerst zelf rondkijken? Probeer SkyPlanner met demogegevens of doorloop de AI-ondersteunde introductie in SkyPlanner Assistant. Ontdek hoeveel eenvoudiger plannen wordt wanneer de volledige bewerkingsvolgorde op één plek wordt doorgerekend, terwijl u de prioriteiten blijft bepalen.