Ir. Ad Kock, heeft in zijn promotie-onderzoek aan een model gewerkt dat onder meer rekening houdt met het aantal producten dat tegelijkertijd in bewerking is, ofwel hoeveel productieplaatsen er in een machine bezet zijn, om bijvoorbeeld de gemiddelde doorlooptijd te voorspellen. “De industrie zit op dit soort modellen te wachten”, vertelt de promovendus bij de Systems Engineering groep van de faculteit Werktuigbouwkunde.

Kock: “Het toevoegen van het aantal ‘klanten’ als parameter in het model, lijkt een nuance verschil in vergelijking met bestaande modellen, maar het is een belangrijke stap als je machines die meerdere bewerkingstappen uitvoeren goed wilt beschrijven”, vertelt Kock.

De basis voor zijn onderzoek vormen zogeheten wachtrijmodellen. Kock: “Wiskundige wachtrijmodellen, leveren heel snel een resultaat op. De werkelijkheid is echter vaak te weerbarstig om netjes in een wiskundig model te gieten. Het voordeel van simulaties, is de vrijheid om te modelleren wat je wilt. Je simuleert stap voor stap wat er met ieder product gebeurt, en dat voor bijvoorbeeld een miljoen producten die langs dertig machines in een productielijn gaan. Het nadeel is dat ze enorm veel rekentijd vragen.”

Kock gebruikt daarom een geaggregeerd model. De gedachte is om zoveel mogelijk productie-details die de bewerkingstijd beïnvloeden samen te pakken in een geaggregeerde procestijdverdeling. Deze effectieve procestijd (EPT) verdeling wordt rechtstreeks bepaald uit aankomst- en vertrekmomenten gemeten op de fabrieksvloer en gebruikt in het geaggregeerde model. Vervolgens kijk je hoe nauwkeurig dat model voorspellingen kan doen. Als de schattingsfout te hoog is, ga je details toevoegen aan het model. “Het EPT-model vraagt minder rekentijd, maar de resultaten voorspellen toch nauwkeurig”, vertelt Kock.

“Verder kun je uitkomsten invoeren in een wiskundig model. Zo heb je maar een paar seconden rekentijd nodig.” De gemeten EPT-parameters geven snel een indruk waar problemen in een fabriek liggen. “Is de gemiddelde effectieve procestijd bijvoorbeeld hoog, dan ligt daar een bottleneck. Is de spreiding heel groot, dan weet je dat er een probleem bij die machine zit. Je kunt met die getallen en met het EPT-model het gedrag van de productielijn gaan optimaliseren.”

Automobielindustrie
De EPT-methode is onder meer getest in twee industriële praktijkgevallen, onder meer bij een productielijn in de automobielindustrie uitgevoerd door een bedrijf uit de gebruikersommissie van het EPT-project. Kock: “Het model werkte goed. Die productielijn is bijna volledig gerobotiseerd. Zo’n geautomatiseerd proces levert veel bruikbare data op voor een simulatie. Alles zit al in de computer.”

Het EPT-project, dat financieel wordt ondersteund door STW, is in zekere zin ook een productielijn. De promovendus voor Kock, dr.ir. Johan Jacobs, heeft een eerste stap gezet. Kock is daarin verder gegaan in een gezamenlijk project met de recentelijk bij wiskunde gepromoveerde dr.ir. Marcel van Vuuren. Hun werk wordt vervolgd door ir. Casper Veeger bij Systems Engineering en ir. Remco Bierbooms bij de Stochastische besliskunde groep. Veeger heeft het model bijvoorbeeld met goed resultaat toegepast in een fabriek in de halfgeleiderindustrie. Kock: “Zo werkt grootschalig onderzoek. De wetenschappelijke staf heeft een doel voor ogen. En meerdere promovendi, afstudeerders en stagiairs werken hier achtereenvolgens aan om dat doel te bereiken.”

Sinds een week of twee werkt Kock bij Weir Minerals in Venlo als Process Innovation Engineer. Weir maakt enorme maatwerk pompen voor de mijnindustrie. Deze zogenaamde slurry-pompen worden gebruikt om ijzererts in de mijnbouw te verpompen of restmateriaal weer terug in de mijnschachten te pompen om zo het milieu te ontlasten. Die pompen met de grootte van een klein huis, worden specifiek voor de klant ontworpen. Kock: “Ik ga kijken naar de procestijd van bestelling tot aflevering van zo’n pomp. Ik hoop dat ik het EPT-model hier ook kan gebruiken. Ik zie wel mogelijkheden.”/.