Industrie 4.0 leidt tot grote veranderingen in de manier waarop de maakindustrie producten ontwerpt, produceert en verkoopt. De digitalisering verbetert de productiviteit en de snelheid waarmee nieuwe en bestaande producten op de markt komen. Maar zal deze revolutie haar potentieel volledig benutten en de productiviteitswinsten ook omzetten in rendement?
Inleiding
Tot nu toe is er zeer weinig aandacht besteed aan het belangrijkste element dat nodig is om ervoor te zorgen dat de toeleveringsketen gericht is op levering van:
• de juiste producten,
• op de juiste plaats(en) en op
• het juiste moment.
Het essentiële element is het gebruik van het Demand Driven Operating Model en de bijbehorende planningsmethodiek Demand Driven MRP (DDMRP). Dit is momenteel de enige aanpak die het mogelijk maakt om vraag en aanbod effectief op elkaar af te stemmen. We zien de verschuiving van de traditionele Forecast-MPS-MRP-gedreven wereld naar een Demand-Driven-Pull-wereld als een noodzakelijke voorwaarde om te profiteren van de productiviteitsverbeteringen die door digitalisering ontstaan.
Achtergrondinformatie industrie 4.0
De vierde industriële revolutie is begonnen en deze zal de maakindustrie de komende twintig jaar opnieuw vormgeven. Deze revolutie wordt in Europa vaak aangeduid als industrie 4.0 en in de VS als ‘The Internet of Things’ of ‘The Internet of Everything’(5). Over wat dat precies inhoudt, zijn de meningen verdeeld maar over het algemeen is men het erover eens dat het gaat over de brede verspreiding van:
• Informatie- en communicatietechnologie(ICT)
• Cyber-fysieke systemen
• Netwerkcommunicatie
• Big data en cloud computing
• Human-system interfaces zoals augmented reality (1-5)
In deze visie werken fabrieken grotendeels autonoom, is alle relevante data realtime beschikbaar, communiceren machines – meestal robots – met elkaar en communiceren producten zelf hun status aan de machines. Sensoren monitoren het hele productieproces en apparatuur bepaalt zelf wat de optimale onderhoudsfrequentie is. Klanten kunnen zelf hun producten ontwerpen en produceren. Dankzij 3D-printing en zeer flexibele apparatuur kunnen dat zelfs bestellingen van één exemplaar zijn.
Dit leidt naar verwachting tot aanzienlijke voordelen: beter onderhoud en data-integratie maken een hoger bezettingsgraad van machines mogelijk; kortere productcycli maken het mogelijk om sneller te reageren op vraagsignalen. Transacties worden autonoom uitgevoerd zonder enige menselijke interactie. De verwachting is een consistente winst in productiviteit, winstgevendheid en een algemeen rendement op activa (ROA) voor de industrie van 15% en meer (1). Deze opbrengst maakt herinvesteren in de productiesector mogelijk en dit is tegengesteld aan de trend die we nu zien in de meeste Europese landen.
Als we de vakliteratuur over industrie 4.0 lezen, vinden we een sterke nadruk op de toename van de productiviteit en het benutten van apparatuur en een afname van de kosten per eenheid. De veronderstelling is dat deze voordelen leiden tot een toename van de winstgevendheid en ROA.
Het lijkt erop dat de meeste auteurs een noodzakelijk element hebben genegeerd dat nodig is voordat deze voordelen werkelijkheid worden. In de literatuur wordt geen onderzoek gedaan naar het element supply chain management en het genereren en verspreiden van het vraagsignaal naar de verschillende spelers in het leveringsnetwerk. Er wordt van uitgegaan dat de machines het juiste vraagsignaal zullen krijgen, waarschijnlijk als een natuurlijk gevolg van de digitalisering zelf zonder de geldigheid van deze aanname in twijfel te trekken.
De realiteit is dat de meeste bedrijven tegenwoordig last hebben van het ontbreken van synchronisatie tussen aanbod en vraag. Ondanks het gebruik van steeds geavanceerdere planningstools en analyses wordt dit proces zeer slecht beheerst en is het de bron van veel verspilling. Veel industrieën vechten voortdurend tegen het bullwhip-effect en de veranderende eisen van de klant. Dit is meestal een gevolg van de manier waarop we onze toeleveringsketens plannen met behulp van MRP-technieken en verkoopprognoses als de bron van vraag data. Deze traditionele planningstechnieken vallen uiteen in complexe supply chain-netwerken die zijn blootgesteld aan een volatiele vraag en lange end-to-end doorlooptijden. Bovenkant formulier
Volgens sommige auteurs (3) zouden we als gevolg van de vierde industriële revolutie een extra toename verwachten van complexiteit van het supply chain-netwerk, meer productaanpassingen en kortere klanttolerantietijd. “De complexiteit van productie- en leveranciersnetwerken zal enorm toenemen” (Sigfried Dais, partner van Robert Bosch Industrietreuhand KG) (10). Als dit allemaal waar is, dan is dit geen goed nieuw voor supply chain management. Industrie 4.0 zal de huidige verstoring van de goede werking van de supply chain alleen maar verergeren, aangedreven door een inherent onnauwkeurig vraagsignaal.
De bezettingsgraad belofte
Een van de onderliggende aannames van de Industry 4.0-transformatie is dat een daling van de kosten per eenheid zich vertaalt in een positieve ROA. Wij geloven dat deze veronderstelling misleidend is. Dit is nog niet gebeurd in de afgelopen 45 jaar, ondanks het gebruik van betere en betere technologie en een exponentiële toename in computervermogen (6).
De reden hiervoor: u kunt uw productie versnellen en uw eenheidskosten zoveel verlagen als u wilt, maar als uw robots niet het juiste vraagsignaal krijgen, is er sprake van verspilling. De verkeerde producten worden gemaakt op het verkeerde moment en de productiviteitswinst vertaalt zich niet in een positieve ROA. Dit aspect lijkt te worden vergeten in de huidige discussie over Industrie 4.0.
Vanuit het perspectief van de productietechnologie zijn we goed op weg in de 21e eeuw. Maar vanuit het oogpunt van de toeleveringsketen zitten we nog steeds vast in de jaren ’60. In onze analyse van Industrie 4.0-artikelen hebben we geen indicatie gevonden dat dit gaat veranderen. McKinsey (3) voorspelt dat de toepassing van geavanceerde analyses de nauwkeurigheid van de voorspelling tot 85% zou moeten verhogen; een belangrijk voordeel van Industrie 4.0. Hoewel we denken dat er in zekere mate ruimte is om de nauwkeurigheid van de voorspelling enigszins te verbeteren, moeten we erkennen dat goede prognoses moeilijker worden door een toename van de volatiliteit, klant specifieke product configuraties en kortere productlevenscycli.
Het belangrijkste is dat analisten nog steeds denken dat de focus op verbeteringen van vraag voorspelling accuraatheid het probleem zal oplossen. Dit geeft duidelijk aan dat we nog steeds collectief gevangen zitten in het verleden wanneer we denken aan toeleveringsketens. We moeten onze manier van denken over supply chain en hoe ze werken fundamenteel veranderen. We moeten accepteren dat een voorspelling, hoe nauwgezet ook, tot op zekere hoogte altijd fout zal zijn. Het gebruik hiervan om een zeer autonome toeleveringsketen te besturen zal nooit het volledige potentieel van de Industrie 4.0-wereld leveren.
Heroverweging van de supply chain
Al onze traditionele supply chain-denkwijzen en onze gevestigde managementregels zijn gebaseerd op de verkeerde veronderstelling dat supply chains lineaire systemen zijn. Volgens deze visie kunt u uw toeleveringsketens in subsystemen verdelen en vervolgens de prestaties van elk subsysteem optimaliseren en krijgt u als resultaat een geoptimaliseerde supply chain.
Op basis van deze visie zou je verwachten dat de toeleveringsketens stabiel en voorspelbaar zijn. De output moeten een lineaire functie van de input informatie zijn: u kunt ze optimaliseren.
Helaas is dit geen nauwkeurige beschrijving van de echte wereld.
Een veel betere beschrijving van supply chains wordt gegeven door de nieuwe wetenschap van Complex Adaptive Systems (CAS). Volgens deze nieuwe wetenschap zijn toeleveringsketens complex, niet-lineair en zelforganiserend. Ze moeten niet worden beschreven door de som van hun delen, maar eerder door de interacties tussen de delen.
– Complex betekent dat er een hogere orde ontstaat als gevolg van de interacties tussen de subsystemen.
– Ze zijn dynamisch: ze blijven niet lang in een stabiele toestand.
– Ze gedragen zich op een niet-lineaire manier: een kleine verandering in de startcondities kan resulteren in grote verschuivingen elders. Het bullwhip-effect, zoals te zien in bijna alle toeleveringsketens, is een typisch voorbeeld van dit niet-lineaire fenomeen.
– Bovendien zijn ze adaptief en zelforganiserend, ze evolueren en leren door interactie van de delen binnen het systeem.
Een meer diepgaande discussie over supply chains als CAS is te vinden in Smith and Smith (7).
De eerste noodzakelijke stap om vooruitgang te boeken, is om de realiteit van toeleveringsketens als CAS te begrijpen en de impliciete gevolgen van dit feit te accepteren. We gebruiken systeem denken in onze benadering van ontwerpen, plannen en uitvoeren binnen onze toeleveringsnetwerken. Het vermogen van managers op dit op alle niveaus te doen, is een sleutelfactor voor succes in deze omgeving. Gelukkig zal het vanaf nu veel eenvoudiger worden: deze niet-lineaire systemen kunnen effectief worden bestuurd door op een paar controlepunten te focussen. Zodra de juiste omgeving is gecreëerd en de hefboompunten zijn geïdentificeerd met de toepassing van wat we het Demand Driven Operating Model (DDOM) noemen, wordt het eenvoudig om de supply chain te beheren en onder controle te houden.
Vraaggestuurde planning
De toepassing van het demand driven operating model en planningsmethodieken, zoals Demand Driven MRP (DDMRP), creëren de voorwaarden voor het beheer van een end-to-end supply chain volgens de inzichten van de CAS-theorie (7,8).
• Volgens deze methodiek wordt de supply chain ontkoppeld in onafhankelijke planning horizon(s) (kort, middel, lang).
• Leveringsorders worden gegenereerd door klantverkooporders of interne vraagsignalen van ontkoppelingspunten. Dit zorgt ervoor dat de signalen van echte klantvraag domineren in de end-to-end supply chain.
• Prognoses spelen geen rol bij het genereren van deze signalen, dus prognose fouten zullen geen nervositeit en betrouwbaarheid problemen creëren voor de supply chain.
• Voorraadbuffers die als ontkoppelingspunten werken, voorkomen dat de resterende variabiliteit tussen de planning horizon(s) wordt overgedragen en stoppen effectief de verspreiding van het “bullwhip”-effect.
• Dit creëert een zeer stabiel vraagsignaal en beschermt zowel de leverancier als de klant tegen variabiliteit (van de vraag en van de supply chain lever variatie).
• De buffers bevatten en geven alle relevante informatie door die nodig is om de supply chain te sturen.
• Een paar kritieke controlepunten worden gemonitord om ervoor te zorgen dat het systeem presteert zoals gepland.
• Het resultaat is een uiterst wendbare, maar stabiele en veerkrachtige supply chain.
Bedrijven die vraaggestuurde benaderingen zoals DDMRP hebben ingezet, melden spectaculaire verbeteringen in de operationele prestaties:
• zeer hoge serviceniveaus
• kortere doorlooptijden
• verhoogd reactievermogen
• terwijl de totale voorraden worden verlaagd, soms zelfs met 50% en meer
• en spoed/urgentie kosten (expediting) bijna volledig verdwijnen
Een van onze klanten meldde onlangs dat zendingen tussen distributiecentra volledig zijn verdwenen vanaf het moment dat ze DDMRP gingen gebruiken. Dit was vroeger een belangrijke kostenpost voor de supply chain, omdat de voorraad op de verkeerde plaats lag. In dezelfde periode daalden de voorraden met 20%, verbeterden de serviceniveaus en bereikte de orderstabiliteit de perfectie; geen enkele order is meer aangepast nadat deze besteld was van de leverancier.
De verhoogde stabiliteit die wordt verkregen met het correcte signaal, heeft een positief effect op de bezettingsgraad van de machines: productieplanningen en -schema’s zijn stabiel en veranderen niet. Al deze verbeteringen gecombineerd leiden direct tot:
• minder voorraad
• kortere cash cyclus
• lagere totale supply chain kosten
• en dus een hogere ROA
Als dit wordt gecombineerd met de automatiserings- en productiviteitsverbeteringen die Industrie 4.0 belooft, dan ligt een echte omslag in de bedrijfsresultaten binnen handbereik.
Aan de andere kant geloven wij dat bedrijven die naar Industrie 4.0 overgaan zonder hun toeleveringsketen om te vormen tot een vraaggestuurde bedrijfsmodel, het risico lopen zeer efficiënt te worden in het produceren van de verkeerde producten. Het maakt niet uit hoe kostenefficiënt u iets produceert: als er geen klantvraag naar is, zult u eindigen met de verkeerde voorraad op de verkeerde plaats en genereert u geen rendement voor het bedrijf.
Volledig ontwikkelde technologische oplossingen voor DDMRP bestaan al (9). Een van deze tools bestaat bijvoorbeeld al sinds de oprichting in 2002 als service (SAAS)-oplossing. Deze software koppelt elk ERP-systeem via gestandaardiseerde interfaces aan en neemt het planningsdeel over. Het kan snel worden geïmplementeerd en eenvoudig worden geconfigureerd om verschillende supply chain-spelers te koppelen, onafhankelijk van hun ERP-systeem, waardoor de integratie en samenwerking van klanten en leveranciers onmiddellijk kan verbeteren.
Conclusie
Wij vinden dat een noodzakelijk element van het Industrie 4.0 landschap tot nu toe niet voldoende in overweging is genomen. Het gaat om het genereren en verspreiden van het juiste vraagsignaal via de supply chain. Volgens ons is dat de sleutel tot Industrie 4.0 als de “game changer”.
Hiervoor moeten we ons begrip van toeleveringsketens verder ontwikkelen en accepteren dat een voortdurende afhankelijkheid van prognoses niet de weg van de toekomst is. Het Demand Driven Operating Model/ DDMRP is de perfecte methodiek om te integreren in het Industrie 4.0 model. Tot nu toe lijkt niemand deze beperking in Industrie 4.0-denken te hebben herkend. Als het belang van een duidelijk en accuraat vraagsignaal niet wordt gezien, dan zullen veel bedrijven niet of nauwelijks profiteren van de potentiële voordelen van de Industrie 4.0 op het rendement van hun onderneming.
Bronnen
Whitepaper:
• Dit artikel is gebaseerd op de whitepaper ‘Why DDMRP Is A Necessary Condition For Industry 4.0 To Deliver On The Promise’ van Patrick Rigoni (Smartchain) en gepubliceerd met toestemming van de auteur.
Reports:
1. Roland Berger. Industry 4.0: The new industrial revolution. How Europe will succeed (March 2014)
2. Strategy& (PWC). Industry 4.0: Opportunities and challenges of the industrial internet (2014)
3. Industry 4.0: How to navigate digitization of the manufacturing sector (2015)
4. Industry 4.0: Digitalisation for productivity and growth (September 2015)
5. Industry 4.0 Challenges and solutions for the digital transformation and use of exponential technologies
6. Deloitte University Press. Success or struggle: ROA as a true measure of business performance (2013)
Boeken:
1. Debra Smith, Chad Smith. Demand Driven Performance: using smart metrics (2013)
2. Carol Ptak, Chad Smith. Orlicky’s Material Requirement Planning, 3rd Edition (2011)
Links:
1. http://demanddriveninstitute.com/software_compliance.html
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Industry_4.0