Kennismanagement is niet alleen van belang in administratieve organisaties. Ook in een productie-omgeving werpt een goed KM-beleid zijn vruchten af. Door kennisregels vast te leggen in een informatiesysteem kan het hele proces van klantenorder via ontwerp en fabricage tot en met de uitlevering veel efficiënter en goedkoper gebeuren.
Hydraudyne Cylinders in het Brabantse Boxtel maakt deel uit van de Hydraudyne Groep en het internationale Mannesmann Rexroth concern, actief in aandrijf -en besturingstechnologie. Hydraudyne Cylinders ontwerpt, maakt en verkoopt wereldwijd de grotere en speciale hydraulische cilinders voor de wereldmarkt. Het zijn cilinders met een boring van 1,5 meter en een slaglengte van 47 meter. Van alle cilinders die verkocht worden is minder dan twee procent standaard.
Wereldfaam kreeg Hydraudyne Cylinders door de ontwikkeling van een keramische laag op de zuigerstang waarmee een ‘weakness’ (de kwetsbare zuigerstang onderhevig aan beschadiging en corrosie) werd omgebouwd tot een ‘strength’. Drie jaar later gevolgd door een elektronisch wegmeetsysteem met een geïntegreerde keramische laag.
De cilinders worden op klantenorder precies op maat gemaakt voor de meest uiteenlopende specifieke toepassingen in onder andere de offshore, zware industrie en mijnbouw. Eén van de projecten is de stormvloedkering in het Hartelkanaal bij Rotterdam, waarvoor Hydraudyne vier bijzondere cilinders heeft geleverd waarvan de zwaarste twee elk 76.000 kg wegen.
Al die hydraulische cilinders hebben gemeen dat zij worden ontworpen, gefabriceerd en verkocht in een ‘Engineering to Order’-proces. "Dat proces moet drastisch worden vernieuwd", stelt De Laat, projectleider van het Sleutelproject dat tot doel heeft die vernieuwing te realiseren. "Het optimaal ontwerpen van die producten in de conventionele situatie betekent uitgebreide gesprekken tussen de klant en de verkoper. Gezamenlijk maken zij specificaties en bespreken zij de constructiemogelijkheden. Als zij het uiteindelijk met elkaar eens zijn, gaat die specificatie naar de engineeringafdeling. Daar wordt het concept uitgewerkt en een kostprijs berekend. Alles in een keer goed is natuurlijk het streven, maar in werkelijkheid schuift het ontwerp vaak nog een paar keer heen en weer voordat het definitief is. Dat kost veel extra tijd. Een tweede mogelijk knelpunt ontstaat in de werkvoorbereiding, waar de maakbaarheid wordt beoordeeld en de fabricage wordt voorbereid. Ook hier bestaat de mogelijkheid om het ontwerp nog aan te passen. Zo’n conventioneel en zeer tijdrovend bedrijfsproces moeten we sterk verbeteren; naar buiten toe omdat de klant er optimaal mee kan worden bediend, intern omdat die trage en kostbare werkwijze niet meer acceptabel is."
Vernieuwd bedrijfsproces
Het belangrijkste blijft de eigen bedrijfskennis van zowel de ontwerp- als productietechnologie. Dit wordt één van de belangrijkste ‘assets’ op de bedrijfsbalans in dit millennium. Deze uitdaging is ongeveer vier jaar geleden vastgelegd in het ‘Sleutelproject’. De doelstelling van dit project is te komen tot de sleutel voor de afstemming tussen een flexibele marktvraag en een optimaal en efficiënt bedrijfsproces. De ontwerp- en productietechnologie vastgelegd in regelgeving, vormt het balanceerpunt. Uiteindelijk wil Hydraudyne geautomatiseerd het meest optimale ontwerp van een hydraulische cilinder kunnen configureren gebaseerd op specifieke kerntaken van de lineaire beweging. Deze kerntaken, zoals kracht, verplaatsing, bewegingscycli, omgevingsinvloeden en bevestiging in de te bewegen constructie, worden wereldwijd door de klant op voorhand vastgelegd. Eventueel met ondersteuning van de digitale snelweg.
In eerste instantie is het Sleutelproject gestart om het prijsrisico te verminderen. Voor iedere order wordt op klantenspecificatie een uniek product verkocht. De kostprijsberekening voor dergelijke e producten is geen gemakkelijke opgave en niet zonder financieel risico. Vandaar dat er zo snel en volledig mogelijk een eenduidige techniek aan zowel de klant als de interne organisatie moet worden voorgelegd. "Hydraudyne Cylinders wil naar een situatie, waarbij de klant, waar ook in de wereld, interactief, geholpen door één van onze medewerkers, de functionele producteisen formuleert. Dit gebeurt aan de hand van een uitgekiende vragenlijst. Wanneer de vragen zijn beantwoord en er een functionele specificatie van het gewenste product is ontstaan, is een verzendopdracht voldoende om in Boxtel een geautomatiseerd systeem aan het werk te zetten. Met zo’n systeem wordt enorm aan slagvaardigheidkracht gewonnen. Een klant in Brazilië kan via het net specificaties doorgeven. Hij ontvangt binnen de kortste keren het complete ontwerp, de prijs en de levertijd retour. Er heeft dan in die tussentijd een geheel geïntegreerd technisch en logistiek informatiesysteem voor hem gewerkt dat is opgebouwd uit zo’n tien deelsystemen. Ter plaatse bij de klant zijn ingrepen mogelijk om product, kwaliteitseisen en levertijd aan te passen en dankzij die mogelijkheid kan de kostprijs worden beïnvloed. Niet het volledige assortiment cilinders kan geheel automatisch door het systeem worden behandeld. Daar waar modern supermaatwerk nodig is, zijn constructeurs beschikbaar die gebruik maken van ‘stand alone’ ondersteuning van de diverse deelsystemen.
Hart en ziel
Ben de Laat heeft zijn ziel en zaligheid aan het Sleutelproject verbonden. Het is dan ook een heel ingrijpend project. Startpunt is het bekende conventionele bedrijf, het voorlopig eindpunt een virtueel business-, design-, fabricage- en serviceproces georganiseerd rondom een kennisbank en de integrale informatiestroom. Vier jaar geleden werd het project geboren. Hydraudyne directeur Hans Leyn is de beleidsmaker. Hij staat er vierkant achter en biedt daar waar nodig ondersteuning. Vanuit het managementteam wordt een hecht samenspel gestimuleerd tussen de afdelingen verkoop, techniek en uitvoering. Toch heeft het een jaar geduurd om de organisatie duidelijk te maken waar het om ging en om de projectorganisatie op de rails te krijgen. "Het is ook een enorme verandering", vertelt De Laat. "Hoegenaamd niets blijft bij het oude. We stappen over van een conventionele organisatie waarin alle bedrijfsstappen achter elkaar worden uitgevoerd naar een multidisciplinaire onderneming waarin alle bedrijfsprocessen simultaan en in één keer verlopen. De wereld is onze markt en uitsluitend die markt maakt uit wat we doen. Het daaruit voortvloeiende bedrijfsproces is geheel anders dan de conventionele bedrijfsprocessen."
Voor een nieuwe aanpak van het bedrijfsproces is ICT onontbeerlijk. "Maar",reageert De Laat, "Centraal staat de ontwikkeling van nieuwe werkmethodieken op alle afdelingen in het bedrijf. Het vertalen in software is slechts een bijkomende zaak." De kern van de faciliteiten voor dat bedrijfsproces bestaat uit een kennissysteem en een informatienetwerk. De mens is in die keten de kennisleverancier, de creatieve organisator en de controller en hoe langer hoe minder de routinematige uitvoerder.
Het bollenmodel
De productconfigurator vormt de basis voor het generatieve ontwerp- en werkvoorbereidingsysteem. Daarin liggen in de vorm van kennisregels alle technische ontwerp- en productietechnologie opgeslagen. Vanuit het specificatieblad wordt via de productconfigurator automatisch een centraal productmodel gegenereerd van waaruit alle disciplines (weergegeven in de vorm van bollen) direct en tegelijkertijd worden aangestuurd. Binnen een discipline wordt met deelsystemen het benodigde werkproces uitgevoerd op basis van de aangereikte informatie vanuit het centrale productmodel. De deelsystemen vormen met elkaar het integrale informatiesysteem voor het totale primaire bedrijfsproces. Binnen die totale keten staat de regelgeving, gericht op kennisbeheer, kennisgeneratie en multidisciplinaire samenwerking centraal. Eenduidigheid in ontwerp- en fabricagetechnologie zijn randvoorwaarden voor de totstandkoming van het generatieve bedrijfsproces.
De deelsystemen zijn: een productconfigurator, 3D CAD-systeem en systemen voor achtereenvolgens de macrowerkvoorbereiding, gereedschapselectie, microwerkvoorbereiding, CAM, inkoop, kwaliteitsbeheer, planning en kostprijsberekening. Het gehele systeem is generatief. Voor iedere order worden alle ontwerpen, bewerkingen, controles, service en inkoopplannen vanuit het productconcept nieuw gegenereerd. Modificatie van bestaande ontwerpen vindt niet plaats. Ervaringen uit het veld worden teruggekoppeld naar de kennisregels in de productconfigurator.
Kennissysteem
De kern van het virtuele bedrijfsproces is een kennissysteem voor productgeneratie; een systeem dat ontwikkeld is door een technische kerngroep met eigen Hydraudyne mensen aangevuld met afstudeerders en promovendi vanuit de faculteit Werktuigbouwkunde van de Universiteit Twente (vakgroep Laboratorium voor Productie- en Ontwerptechniek). Hierbij is kennis ingebracht voor de opbouw van het kennissysteem en de onderliggende methodieken voor het generatieve ontwerp- en werkvoorbereidingproces. De kerngroep bestaat uit zowel werktuigbouwers voor het oplossen van de constructie- en werkvoorbereidingproblemen, als IT-ers voor de ontwikkeling van het informatiesysteem en bijbehorende database.
Uitgangspunt voor het automatisch genereren van hydraulische cilinders is de functionaliteit die de markt vereist. De benodigde ontwerpkennis wordt vervolgens gekoppeld aan de beschikbare productiekennis. Om te weten te komen welke functionaliteit de markt vraagt, is deze onderverdeeld in zes toepassingsgebieden voor respectievelijk: cilinders voor bagger- en offshoretoepassingen, cilinders voor civiele toepassingen zoals waterkeringen en bruggen, cilinders voor industriële toepassingen in bijvoorbeeld persen, cilinders voor zware industriële toepassingen zoals walsen voor hoogovens en cilinders voor tunnelboormachines en toepassingen voor kranen.
Het verzamelen van kennis gebeurt op een aantal niveaus. Niveau één is het in beeld brengen van de functionaliteit die de diverse marktsegmenten vragen. Op dit hoogste niveau worden de sleutelfactoren bepaald die kenmerkend zijn voor de desbetreffende specifieke toepassingen en de daarbij behorende randvoorwaarden. Het gaat dan om zaken als beperkte inbouwruimte, omgevingsfactoren, stootbelastingen en vereiste internationale certificering.
Op niveau twee worden deze sleutelfactoren omgezet in specifieke functies die door het uiteindelijke cilinderconcept vervuld moeten worden. Indien de cilinder in een sterk vervuilde omgeving moet werken, zal deze bijvoorbeeld de functie ‘hoge bestendigheid tegen krasvorming’ bevatten. Op niveau drie worden de specifieke functies vertaald in ontwerpmodules van waaruit het totale cilinderconcept uiteindelijk wordt opgebouwd. In het onderhavige voorbeeld van bestendigheid tegen krasvorming betekent dit een keramische stangbedekking met de daarbij behorende afdichtingen en lagermaterialen. Op het vierde niveau worden ontwerpmodules uiteengerafeld in repeterende stukjes, de zogenaamde ‘features’. Een draadgat, olie-aansluitpatronen, lassen en groeven zijn voorbeelden van ‘features’. Pas op dit niveau kan standaardisatie plaatsvinden. Dit in tegenstelling tot standaard producten waar standaardisatie juist op onderdeelniveau kan plaatsvinden.
In deze fase van het onderzoek bleek dat tachtig procent van het totale cilinderassortiment uit een beperkt aantal kenmerken kan worden samengesteld. Binnen de randvoorwaarden van deze basiskenmerken is in theorie een oneindig cilinderassortiment te genereren. Een vergelijking met de bekende legosteentjes waarmee vrijwel iedereen in het verleden de meest verschillende bouwwerken kon maken, is hier zeker op zijn plaats.
Geavanceerd
Het ontwikkelen van de featuretechnologie is het kernproces voor de ontwikkeling van de doorgaande informatiestroom van klanteneisen naar ontwerp, productie en tenslotte service voor een ‘Engineering to Order’-bedrijf. In het generatieve bedrijfsproces worden de ‘features’ met elkaar verbonden. In eerste instantie worden via mechanicaregels in de productconfigurator de afmetingen van de cilinder berekend. Op constructief detailniveau wordt vervolgens de positie van de ‘features’ en de onderlinge afhankelijkheid vastgesteld. Op deze plaats ontstaat de productstructuur die in het centrale productmodel, op orderbasis, wordt opgeslagen. Op productieniveau worden aanvullend ‘features’ gedefinieerd of aangepast, waarbij het gaat om maakbaarheidaspecten zoals toe te passen bewerkingstechnologie, machine- en gereedschapskeuze of kwaliteitsspecificaties. In feite gaan die ‘features’ het hele bollenmodel rond; voor iedere discipline worden ‘features’ gemaakt met hun bijbehorende relatie (‘view’) naar het centrale productmodel. De bepaling van de ‘features’ moet zeer zorgvuldig gebeuren. Zij bepalen de kwaliteit van het kennissysteem en daarmee van de dienstverlening aan de klant.
De omschakeling van een conventionele naar een virtuele organisatie is, zeker voor het proces van ‘Engineering to Order’, veel ingrijpender dan in het algemeen wordt gedacht. De inspanningen en de kosten voor het veranderen van de werkmethodiek en de bijbehorende organisatie zijn hoog. Deze nieuwe methodiek is zeer geavanceerd. De Laat denkt dat Hydraudyne Cylinders op dit gebied ver voor zal liggen op veel andere ondernemingen in Nederland.
Status
Het Sleutelproject is inmiddels zover gevorderd dat aan de hand van de functionele specificaties productmodellen inclusief bijbehorende ontwerpgegevens gegenereerd kunnen worden. De productconfigurator met het bijbehorende 3D-ontwerpsysteem, het geheel gebaseerd op een relationele databank, functioneert als prototype.
De Laat: "Het moet hier en daar nog wat gepolijst worden, maar het eerste deel van de informatiekabel werkt. Het betekent dat we in principe ter plaatse bij de klant, waar ook ter wereld, zijn functionele eisen kunnen specificeren en het antwoord binnen de kortste keren in de vorm van het ontwerp kunnen presenteren."
Aan de ontwikkeling van de prototypesystemen voor de macrowerkvoorbereiding, de gereedschapselectie, de microwerkvoorbereiding en de bijbehorende CAM voor de NC-besturingen van de verspaningsmachines, wordt momenteel gewerkt. Daarna komen inkoop voor het automatisch genereren en behandelen van inkooporders, Quality Assurance voor het opstellen en toepassen van de te volgen kwaliteitseisen, de planning en de kostprijsberekening aan de beurt. De integratie van de verschillende informatiebronnen moet gebeuren via een productdata managementsysteem (pdm) al dan niet opgenomen in een erp-systeem, zoals bijvoorbeeld SAP R/3.
In tegenstelling tot wat vaak gedacht wordt, is een dergelijk duur erp-systeem (van oorsprong vanuit de logistiek ontwikkeld) niet het hart van een ‘Engineering to Order’-bedrijf, maar dient het als ondersteuning voor het technische systeem dat bestaat uit een productconfigurator, 3D CAD-systeem, macro/microwerkvoorbereidingssysteem met tenslotte het bijbehorende gereedschapbeheersysteem en de CAM-pakketten. Deze combinatie vormt de ruggengraat van de moderne onderneming die specifiek op orderbasis produceert. Een gedeelte van deze software is commercieel verkrijgbaar; zeker niet alles. Het belangrijkste blijft de eigen bedrijfskennis van zowel de ontwerp- als productietechnologie. Dit wordt één van de belangrijkste ‘assets’ op de bedrijfsbalans in dit millennium. Hiermee kunnen bedrijven in Nederland zich in de toekomst profileren ten opzichte van de lage lonen landen die op korte termijn wel dezelfde productiemachines zullen hebben, maar niet hetzelfde kennisniveau van ontwerpen en produceren.
Cees van Heijkoop, freelance medewerker
