Wat is productie?
Productie is het proces van het omzetten van grondstoffen of componenten in eindproducten. Het is een cruciale sector van de wereldeconomie, die jaarlijks biljoenen dollars aan de wereldhandel bijdraagt en aan miljoenen mensen werk biedt. Sinds haar nederige oorsprong in het stenen tijdperk is de productie getransformeerd tot een innovatie- en technologiegedreven sector, die zich heeft ontwikkeld van de eenvoudige neolithische gereedschappen uit het verleden tot de complexe slimme fabrieken van vandaag met geautomatiseerde processen, altijd verbonden apparatuur en datarijke productie.
Wat is productiesoftware?
In de afgelopen jaren hebben hogere verwachtingen van klanten geleid tot meer dynamische vraagverschuivingen en aangepaste orders. Als gevolg daarvan moeten fabrikanten vertrouwen op de vooruitgang in computerkracht en productiesoftware om traditionele fabrieken te automatiseren en de juiste beslissingen te nemen.
Met productiesoftware worden de informatie en processen tijdens het productieproces beheerd. Wanneer ERP-software voor de productie in de cloud staat, kan deze helpen bij het integreren van data op de werkvloer en het beschikbaar maken voor andere afdelingssystemen voor financiën, techniek en bedrijfsvoering. Door ERP-software en software voor Supply Chain Management (SCM) te integreren, kunnen cloudgebaseerde productiesoftwaresystemen de basis vormen voor Industrie 4.0-initiatieven waarmee fabrikanten producten methodischer kunnen maken door in meerdere fabrieken de juiste materialen en middelen te gebruiken, verspilling te verminderen en zo hoogwaardige producten te leveren, de efficiëntie te verbeteren en marges te verhogen.
Wat zijn de soorten productiesoftware?
Productieplanningsoftware houdt rekening met de status van arbeidskrachten, materialen en uitrusting om gedetailleerde productieplanningen te maken. Deze software maakt gebruik van systemen voor MRP (Material Requirements Planning), JIT (just-in-time manufacturing) en Inventory management om ervoor te zorgen dat aan gedetailleerde vraagvereisten wordt voldaan, rekening houdend met alle leveringsbeperkingen.
De MES-software (Manufacturing Execution Systems) beheert de uitvoering van fysieke processen die grondstoffen omzetten in eindproducten door werkorders uit te voeren en de productie-efficiëntie en kwaliteitscontrolegegevens over meerdere productlijnen of zelfs over meerdere locaties te monitoren.
De onderhoudssoftware voor productiefaciliteiten is nodig om de betrouwbaarheid en uptime van activa, met name productielijnapparatuur, te maximaliseren om continue productie te garanderen. In combinatie met innovaties zoals de Internet of Things-sensoren (IoT) voor het bewaken van activa en digitale twins maakt deze software voorspellend onderhoud mogelijk, waarbij op storingen kan worden geanticipeerd, en onderhoudsprogramma's kunnen worden geoptimaliseerd voor lagere arbeidskosten en lagere kosten voor reserveonderdelen. Dit vervangt oudere preventieve onderhoudssoftware voor productie die kan leiden tot onnodige uitval en hogere onderhoudskosten.
Ontdek de waarde van voorspellend onderhoud (pdf)
Andere soorten softwaresystemen, zoals Product Lifecycle Management-software (PLM), kunnen worden verbonden met productiesoftware om ervoor te zorgen dat productontwerpen methodisch worden vervaardigd met de juiste materialen en middelen in meerdere fabrieken. Dit resulteert in hoogwaardige producten die in hoog volume en met verbeterde winstmarges kunnen worden vervaardigd.
Lees hoe voortdurende innovatie fabrikanten helpt geweldige producten te maken
Een korte geschiedenis van productie
Productie gaat wellicht terug tot de Nieuwe Steentijd, toen voor het eerst basisgereedschap werd gemaakt voor het malen van voedsel, het verven en weven van textiel en het vergisten en distilleren van sterke drank. De volgende fase in de ontwikkeling werd ingeluid door de oude Grieken en Romeinen, aan wie de uitvinding van schroeven, katrollen en hefbomen – de bouwstenen van de eerste machines – wordt toegeschreven. In deze tijd werd het werk gedaan door geschoolde ambachtslieden die uiteindelijk gilden vormden om hun ambacht en privileges te beschermen.
Aan het einde van de 18e eeuw leidde de invoering van het fabriekssysteem in Groot-Brittannië tot de eerste industriële revolutie, waarbij de textielindustrie overschakelde van handmatige productiemethoden op machines die werden aangedreven door stoommachines. De volgende industriële revolutie zou ongeveer een eeuw later plaatsvinden en werd gekenmerkt door de beschikbaarheid van spoorwegtransport, telegraafverbindingen en elektriciteit. Opmerkelijke uitvindingen uit deze periode zijn onder meer de gloeilamp en de auto. In het begin van de 20e eeuw populariseerde Ford Motor Company de massaproductie met de toepassing van gespecialiseerde machines en opspanningen in assemblagelijnen.
Productie en het Internet of Things
Lees hoe het productieproces dankzij Internet of Things (IoT) slimmer wordt.De uitvinding van de transistor in 1947 maakte de weg vrij voor digitale computers, die op hun beurt leidden tot vooruitgang in vervoers- en communicatietechnologieën, zoals draadloze communicatie, die de derde industriële revolutie vorm zouden geven. Lean manufacturing (ook wel just-in-timeproductie genoemd) werd ontwikkeld door Toyota in de jaren 1930, maar werd pas populair in de jaren 1970, omdat Japanse auto's een aanzienlijk marktaandeel veroverden. Deze productiemethode was bedoeld om zowel de verwerkingstijd als het voorraadniveau in de fabriek en de reactietijd van de leverancier te verminderen.
Op dit moment maken we de vierde industriële revolutie – of Industry 4.0 – mee die wordt gekenmerkt door de automatisering van traditionele productie met behulp van slimme technologie. Deze technologieën omvatten het Internet of Things (IoT), cloudcomputing, robotica, kunstmatige intelligentie, machine learning en natuurlijke taalverwerking. Werknemers krijgen realtime gegevens en analysetools in handen die gedecentraliseerde besluitvorming mogelijk maken – een belangrijk principe van Industry 4.0.
Soorten productietechnieken
Een manier om productie te classificeren is door te kijken naar de technieken die worden gebruikt om aan de klantvraag te voldoen.
Op voorraad maken (MTS)
MTS is een traditionele productietechniek waarbij producten worden gemaakt volgens de geraamde vraag en vervolgens worden bewaard als inventaris in showrooms of magazijnen. Vraagprognoses zijn gebaseerd op verkoopgegevens uit het verleden, huidige economische omstandigheden en macro-economische trends.
De voordelen zijn onder meer het efficiënte gebruik van middelen als gevolg van voorspelbare productieplannen en de lagere productiekosten als gevolg van schaalvoordelen. Klanten kunnen de eindproducten ook veel sneller ontvangen omdat ze meestal voorradig zijn. Het grootste nadeel is de grotere kans op voorraadoverschotten en aan de andere kant ook voorraadtekorten. Dit kan het gevolg zijn van onnauwkeurige vraagprognoses door externe factoren, zoals het weer en economische en geopolitieke gebeurtenissen.
Op bestelling maken (MTO)
MTO is een productietechniek waarbij producten volgens klantspecificaties worden aangepast en de productie pas begint nadat een bestelling is ontvangen. Het komt vaak voor in gespecialiseerde industrieën, zoals de lucht- en ruimtevaart, de bouw en high tech. Een subgroep van dit productietype, "produceren op bestelling" genoemd, is van toepassing op producten waarvoor een aanzienlijke hoeveelheid technisch ontwerp vooraf vereist is.
Het belangrijkste voordeel van MTO is dat er geen overtollige voorraad is die met korting moet worden verkocht of uitvalt. Elke geaccepteerde bestelling wordt afgehandeld en klanten ontvangen hun bestellingen volgens hun specificaties. Nadelen zijn onder meer de langere termijnen waarbinnen de klanten de eindproducten ontvangen en, voor de producent, de schommelingen in de grondstoffenvoorziening, waardoor een grotere reservevoorraad nodig kan zijn. Een ongelijke vraag kan ook leiden tot stilleggingen, wat duur kan zijn aangezien fabrieken een hoge bezettingsgraad van de productielijnen nodig hebben om winstgevend te zijn.
Maken voor assemblage (MTA) of assembleren op bestelling
Maken voor assemblage is een combinatie van de MTS- en MTO-technieken, waarbij onderdelen of subassemblages worden geproduceerd op basis van verwachte vraag. De eindassemblage begint pas wanneer een klant een bestelling plaatst. De fabrikant kan bestellingen op maat aanvaarden omdat de definitieve configuratie van het product pas tijdens de eindassemblage plaatsvindt. Het eindproduct kan ook veel sneller aan de klant worden geleverd in vergelijking met de MTO-techniek. Maar als klanten geen bestellingen plaatsen, kan de fabrikant met een aanzienlijke voorraad onderdelen blijven zitten.
Soorten productieprocessen
Een andere manier om de productie te classificeren is te kijken naar de productiemethode en het soort eindproducten dat wordt geproduceerd.
Discrete productie
Discrete productie omvat de vervaardiging van artikelen die gemakkelijk identificeerbaar en gespecificeerd zijn – bijvoorbeeld computers en huishoudelijke apparaten. Een stuklijst wordt gebruikt om de onderdelen en grondstoffen te definiëren waaruit het eindproduct is samengesteld. De productie vindt gewoonlijk plaats aan een assemblagelijn waar het afzonderlijke artikel wordt gedupliceerd om te voldoen aan de volgens het productieplan vereiste hoeveelheid. Veranderingen en instellingen als gevolg van de productie van andere producten via dezelfde assemblagelijn kunnen dit tot een complex proces maken.
Procesproductie
Procesproductie verschilt van discrete productie in de wijze waarop het product tot stand komt. Met behulp van recepten en formules worden grondstoffen en ingrediënten via chemische en fysische veranderingen omgezet in een eindproduct. Hoewel het eindproduct gewoonlijk in bulk wordt geproduceerd, kan het worden verdeeld in kleinere afzonderlijke eenheden die door de klant kunnen worden verbruikt.
Er zijn twee methoden voor procesproductie: batchprocesproductie en continue procesproductie. Bij batchprocesproductie wordt een product vervaardigd in een standaardrun of -partijomvang die wordt bepaald door de grootte van het vat, de lijnsnelheid of de standaardrunlengte. Het wordt onder meer veel gebruikt in de levensmiddelen- en drankenindustrie. Continue procesproductie werkt daarentegen 24 uur per dag, 365 dagen per jaar, met zeer lange perioden tussen stilleggingen. Dit wordt gebruikt door industrieën zoals de olie- en gasindustrie.
Gemengde productie
Om aan de veranderende verwachtingen van de klant te voldoen, maken sommige industrieën gebruik van zowel discrete als procesproductie. Een voorbeeld is de sector van de verpakte consumptiegoederen, waar sommige producten worden vervaardigd volgens een batch-mengproces voordat ze in afzonderlijke eenheden worden verpakt. Deze methode kan een uitdaging vormen voor fabrikanten die dit proces op één productielijn moeten uitvoeren met behulp van een MES-toepassing (manufacturing execution system).
Productie van werkorders
Productie van werkorders is voor kleinere batches van aangepaste producten, die MTO of MTS kunnen zijn. Omdat het een unieke opstelling en opeenvolging van processtappen vereist, worden specifieke productiegebieden gebruikt in plaats van assemblagelijnen – bijvoorbeeld een machinewerkplaats die aangepaste onderdelen maakt voor andere fabrikanten van industriële machines, vliegtuigen of hoogtechnologische apparatuur.
Lees het korte overzicht van de oplossing: Oracle Project-Driven Supply Chain in the Cloud (pdf)
Lijnproductie
Sommige industrieën vereisen een constante productstroom met minimale instel- of omschakeltijden, zoals de automobielindustrie en de sector duurzame consumptiegoederen. Bij lijnproductie worden specifieke assemblagelijnen of fabricagecellen opgezet voor hetzelfde product of dezelfde productfamilie, wordt de productie 24/7/365 uitgevoerd en wordt materiaal dat in bewerking is niet naar een tijdelijke opslag verplaatst.
Slimme productie en slimme fabrieken
Slimme productie is de overkoepelende term voor inspanningen om industriële praktijken te moderniseren door een combinatie van slimmere apparatuur, faciliteiten, producten, gegevens en processen. Deze term omvat de parallelle concepten van Industry 4.0 en de slimme fabriek.
In slimme fabrieken wordt de productieomgeving met minimale menselijke tussenkomst bestuurd met behulp van nieuwe industriële productietechnologieën. Sensoren detecteren problemen met apparatuur voordat deze uitvalt, zodat kostbare stilstandtijd wordt voorkomen. Additieve productie, beter bekend als 3D-printen, maakt maatwerk, snelle prototyping en massaproductie van ingewikkeld gevormde onderdelen mogelijk. Een digitale twin, de digitale weergave van een fysiek voorwerp die steeds wordt bijgewerkt met gegevens van zijn fysieke tegenhanger, zorgt voor snellere prototyping en continue bewaking van de prestaties van de apparatuur.
Deze technologieën vereisen allemaal applicatiesoftware, van de lokale programma's die worden gebruikt om sensoren te laten werken tot systemen voor de uitvoering van productieprocessen die de middelen over meerdere productielijnen bewaken en coördineren. Integratie met Enterprise Resource Planning en andere software voor Supply Chain Management zorgt ervoor dat productontwerpen methodisch worden vervaardigd, met behulp van de juiste materialen en middelen in meerdere fabrieken, wat resulteert in producten van hoge kwaliteit en betere winstmarges.
Wat biedt de toekomst voor productie?
Productie zal het belangrijkste middel blijven waarmee wij grondstoffen omzetten in eindproducten. Landen die momenteel voor het grootste deel van hun BBP afhankelijk zijn van de landbouw en andere industrieën, zullen zich ontwikkelen en de verwerkende industrie gebruiken om hun industriële plannen vooruit te helpen en de werkgelegenheid te vergroten. Technologiebedrijven en fabrikanten zullen de vooruitgang op het gebied van computers en software blijven stimuleren om de belofte van slimme productie waar te maken en de toekomst van Industry 4.0 en volgende fasen vorm te geven.