Bedrijfskundig
Recente ontwikkelingen op het
gebied van de produkt- en de
procestechnologie
PROF. DR. P.A. MOERMAN*
Inleiding
In mijn inaugurele rede ,,Een kwestie
van buigen of barsten” heb ik uiteengezet
dat het huidige bedrijfsleven (en met name
de Industrie) onderhevig is aan diverse invloeden 1). Deze invloeden zijn vooral te
traceren in het economische, technologische, cuiturele, sociale en politieke vlak.
Auteurs als Forrester, Kahn, Toffler, en
Bell hebben daar de aandacht op gevestigd.
De technologic springt er het meest uit,
omdat zich hier de spectaculairste en meest
autonome ontwikkelingen voordoen. Deze
ontwikkelingen worden door onwetendheid vaak als bijzonder bedreigend ervaren. Discussies rond energieopwekking,
DNA-recombinant-onderzoek en microelektronica zijn hiervan voorbeelden.
Ook t.a.v. het transformatieproces in de
Industrie c.q. het bedrijfsleven zijn er bijzondere ontwikkelingen op til. Deze wijzigingen betreffen het management, de arbeid en de gebruikte produktiemiddelen.
Immers, automatische produktiemethoden veranderen de aard van het werk op de
fabrieks- of kantoorvloer. De inzet van arbeid wordt gedifferentieerder en daardoor
ook de taken van het management.
Drijvende krachten in dit proces zijn onder meer:
– de grote nadruk op produktiviteit, efficiency, effectiviteit en flexibiliteit;
– de uiteindelijk stijgende trend in de
grondstoffen- en energieprijzen (Club
van Rome);
– decentralisatie van het werk door middel van het opereren met kleine overzichtelijke eenheden;
– desynchronisatie van het werk doordat
mensen niet meer tegelijk aanwezig behoeven te zijn;
– veranderingen in de aard van de aangeboden arbeid, zoals scholingsgraad en
werkopvattingen;
– strenge consumenteneisen;
– de opmars van de elektronische industrie; en
– veranderende opvattingen t.a.v. nieuwe ontwikkelingen.
Er zijn echter ook krachten die het proces van de technologische vernieuwing
blokkeren, zoals de zorg over het verlies
ESB 11-1-1984
van traditionele banen, het bestaan van
grote weerstanden bij bestaande instanties
(vooral politiek) vanwege gebrek aan inzicht en de vrees voor aantasting van de
vrijheid van het individu.
De Japanse ervaring
Het samenspel tussen efficiency, effectiviteit, produktiviteit en flexibiliteit in het
huidige industriele bestel kan goed worden
geillustreerd aan de hand van de Japanse
ervaringen 2). Japan staat vanwege zijn
technologische en managementsinnovaties
in het centrum van de belangstelling in de
westerse landen. De technologische geavanceerdheid van het produktieproces,
gepaard aan bepaalde managementopvattingen, maakten het mogelijk dat Japan
met veel succes op internationale markten
penetreerde, terwijl tegelijkertijd energie,
ruimte en grondstoffen werden bespaard.
Hoe is men er in Japan in geslaagd deze
technologische innovaties door te voeren?
In de eerste plaats is de efficiency van het
produktieproces van wezenlijk belang.
Uitgangspunt is uniforme belasting van
het produktienetwerk. Bij dreigende overschrijding van een vastgesteld quotum
vindt uitbesteding aan functionele of afhankelijke specialisten plaats, en wordt het
quotum niet gehaald dan wordt overgewerkt. Tevens is belangrijk dat onderdelen
van het assemblageproces precies op tijd
worden aangeleverd om de machines optimaal te benutten. Van vitaal belang hierbij
is de toepassing van de z.g.,,group technology”, d.w.z. het groeperen van machines
met verschillende functies die bij het assemblageproces zijn betrokken en het synchroniseren van assemblageprocessen.
Om met succes technologische vernieuwingen in te voeren is het niet genoeg de
produktiviteit, d.w.z. de verhouding tussen de produktie en het aantal gewerkte
uren, op te voeren. Minstens zo belangrijk
is – zo leert de Japanse ervaring — dat de
organisatie de flexibiliteit behoudt om op
de veranderlijke wensen van de consument
in te spelen. Flexibiliteit kan betrekking
hebben op de mogelijkheden van het
systeem om snel specificatiewijzigingen
aan een produktie-onderdeel toe te voegen,
de samenstelling van het produktiepakket
– zo nodig zeer snel – te veranderen en
om geleidelijk te worden ingevoerd.
Een laatste voorwaarde voor succesvolle
technologische innovatie is een hoge mate
van effectiviteit, gedefinieerd als het vermogen een gewenst resultaat te verkrijgen.
Hierbij spelen een rol goede arbeidsverhoudingen, respect voor het individu en
een energieke instelling ten opzichte van
het bereiken van het totale resultaat.
Het vertalen van deze punten – efficiency, produktiviteit, flexibiliteit en effectiviteit – naar de Westeuropese situatie is
moeilijk. De uitdaging ligt er echter en te
ver achterblijven bij Japan kunnen wij ons
uit economisch lijfsbehoud niet veroorloven. De technologic uit zich op twee manieren: in het produkt en in het produktieproces. In het vervolg van dit artikel wordt
eerst ingegaan op de ontwikkelingen rond
de produktieprocestechnologie. Daarna
komt de produkttechnologie aan de orde.
De procestechnologie
Computers spelen een belangrijke rol in
diverse fasen van het produktieproces. Zo
zijn er zogenoemde ..computer integrated
manufacturing/flexible
manufacturing
systems” (CIM/FMS) die steeds meer toepassing vinden in het produktieproces.
Meestal behelst CIM/FMS een netwerk
van computertoepassingen die te maken
hebben met drie bedrijfsfuncties:
1. planning. Dit heeft te maken met het
ontwerpen, plannen en optimaliseren
van produktieprocessen en produkten.
Met name ,,computer aided design”
(CAD) speelt een rol bij het ontwerpen
en reviseren van produktiesystemen en
produkten. Op dit moment vindt men
de toepassingen vooral bij de tekenfase
van een produktontwerp. De rol van
CAD bij de analyse van ontwerpen is
vooralsnog beperkt;
2. operations.,,Operations” heeft betrekking op het beheersen van produktieinstallaties op de werkvloer. ,,Computer aided manufacturing” (CAM) kan
in deze fase worden toegepast. Het traditionele produktieproces lag tussen
twee uitersten. Enerzijds de massaproduktie van een onderdeel op de lopende
band. Anderzijds niet-geautomatiseerde stukproduktie op machines met bre-
* Hoogleraar Industriele Economic aan de Erasmus Universiteit Rotterdam.
1) P.A. Moerman, De industriele renovatie van
Nederland. Een kwestie van buigen of barsten,
Inaugurele rede, Erasmus Universiteit Rotter-
dam, december 1982.
2) Zie o.a.: G. Gregory en A. Etori, Japanese
technology today, Outlook, herfst/winter 1981;
N. Namiki, Industrial Japan in the future, The
third wave, Journal of Japanese trade and industry, 1983, nr. 1; K. Ohmae, Japan, from ste-
reotype to specifics, The McKinsey Quarterly,
voorjaar 1982; R. Schonberger, The transfer of
Japanese manufacturing management approaches, The US Industry Academy of Manufacturing Review, 1982, nr. 3.
39
de toepassingsmogelijkheden (draaibanken, freesbanken, persen e.d.).
Schema 2. Het CIM/FMS-proces
CAM voegt hier een dimensie aan toe.
Assembleren, inspecteren en testen, en
controleren van het produkt kan door
toepassing van CAM worden geautomatiseerd. CAM leidt er daardoor toe
dat het produktieproces flexibeler
wordt dan bij massaproduktie en tot lagere kosten per eenheid leidt dan bij
stukproduktie;
3. controle. Dit heeft betrekking op het
beheersen van de materiaal-, en goederenstroom, het benutten van de capaciteit en het indelen van werk in de fa-
briek. Een rol bij de controlefunctie
speelt het z.g. ..materials requirement
planning”-concept (MRP). Oorspron-
kelijk was in dit concept alleen het
grondstoffen/materiaal-beheer begrepen. Later evalueerde dit naar produk-
Bron: Fortune, 21 februari 1983
Toelichting:
(1) Het proces vangt aan met het produktontwerp. Dit gebeurt m.b.v. een computer-aided systeem dat gekoppeld is
aan het centrale computersysteem.
(2) Gestuurd door de computer worden de onderdelen naar de lopende band gebracht.
(3) Diverse beeldschermen/terminals geven de bedrijfsleiding de mogelijkheid het onbemande produktieproces te
volgen.
(4) Een robot plaatst de grond- en hulpstoffen op de lopende band.
tiecapaciteitsbeheer, werkvloerbeheer
(5) De roterende houder gebruikt automatisch de juiste gereedschappen om voorgeprogrammeerde handeiingen !e
verrichten.
en administratie. In Japan heeft men
(6) Assemblagerobots monteren de onderdelen.
aan het MRP-concept een bijzondere
inhoud gegeven d.m.v. het z.g. Kan-
(7) Een elektronische opzichter (een z.g. computerterminal met de naam ,,programmable controller”) dirigeert het
produktieproces.
bansysteem (Kanban = kaart), dat
overigens verscheidene varianten kent.
Het ,,westerse” MRP-systeem is een
marktgeorienteerd ,,brengprincipe”.
Kanban impliceert het ,,haalprincipe”
(zie schema 1). Het Kanbansysteem
leidt ertoe dat produktieprocesonderdelen nauwkeurig op elkaar worden afgestemd. Het Kanbansysteem heeft tot
doel in alle stadia van het produktiepro-
(8) In dit stadium worden de onderdelen door een robot aan elkaar gelast.
(9) Het nieuwe produkt wordt gecontroleerd op afwijkingen door een camera.
(10) Ten slotte plaatst een robot het gereedgekomen produkt in een automatische wagen die het produkt naar het distributiecentrum vervoerd.
van intelligente manipulatoren in het totale
een hierarchic en netwerk van computers.
Op deze wijze raakt de z.g. kantoorautomatie en procesautomatie steeds meer verstrengeld. Het gehele voortbrengingspro-
ces produktie op afroep te realiseren.
proces van planning, operatic en controle.
ces evalueert steeds meer in de richting van
Hierdoor wordt de flexibiliteit van de
organisatie vergroot en kan een aan-
Zij verhogen vooral de flexibiliteit van het
proces. Daarnaast is computertechnologie
belangrijk voor het totaalproces, omdat
het opslaan en verwerken van gegevens en
het geven van commando’s plaatsvindt in
kennis- en datatransformatie.
Ter afsluiting van deze paragraaf een
schets van en CIM/FMS-proces zoals dit
er idealiter uit ziet (zie schema 2) 3).
zienlijke reductie van voorraadkosten,
..material handling”-kosten en montagekosten worden bereikt.
In dit totaal van produktieprocestechnologie heb ik robots niet genoemd. Zij zijn
het spectaculairste. Robots vervullen de rol
De produkttechnologie
Schema I. Het westerse brengprincipe (centraleproduktiebesturing)
Produktiebesturing
Eerste fase
produktieproces
~e-
Tweede fase
produktieproces
-G-
Derde fase
produktieproces
Laatste fase
-0————
produktieproces
Het Japanse Kanban-haalprincipe
Kanban produktiebesturing
————————I———————
Eerste fase
produktieproces
-v
\
Tweede fase
produktieproces
Derde fase
/ \ + produktieproces
V\
/•%___.-£
V
X
Laatste fase
produktieproces
In de hevige concurrentie op-de wereldmarkt zullen alleen die bedrijven overleven
die in staat zijn een excellente procestechnologie te koppelen aan een excellente produkttechnologie. Twee invalshoeken spelen bij de produkttechnologie een rol. In de
eerste plaats het belong van technologic
voor een bedrijf in een bepaalde sector. Zaken als de toegevoegde waarde van het produkt, de mate van gei’ncorporeerde verandering en de potentiele markten en hun attractiviteit spelen hierbij een rol. In de
tweede plaats is de relatieve technologische
positie van belang. Deze is gebaseerd op de
huidige en toekomstige vergelijking van de
eigen technologische positie met die van
anderen in de sector, en de vraag hoe men
kan meekomen als er onverwachte ontwikkelingen plaatsvinden. De relatieve tech-
nologische positie wordt beinvloed door de
aankoop van patenten, de produkthistorie, de uitgaven voor R & D en de ontwikkeling van de produktkosten.
Deze twee aspecten, relatieve technologische positie en het belang van technologic, kunnen in een kwadrantenstelsel tegen
elkaar worden afgezet (zie schema 3).
G – Bewerkingsproces
O = Voorraad
-* = Fysieke stroom
3) G. Bylinski, The race to the automatic facto-
— = Informatiestroom
ry, Fortune, 21 februari 1983.
40
L
Schema 3. Relatieve technologische posttie en het belong van technologic in de
sector.
Hoog
— men kan streven naar het verwerven
c.q. behouden van ,,technologisch leiderschap” in het marktsegment;
– men kan streven naar de positie van
,,technologische volger”, d.w.z. het
Laag
trachten te vermijden van de nadelen
van het leiderschap zoals hoge afschrij-
Hoog
beiders en management nodig is. De toepassing van statistische hulpmiddelen ondersteunt dit geheel.
Het belang
van technologic in
de sector
vingen en hoge researchkosten;
— men kan streven naar „ technologist
focussen”, d.w.z. het zich richten op
enige kritische (sleutel)technologieen
en daarin excelleren;
– men kan streven naar „ technologist
rationaliseren”, d.w.z. het hooguit op
Relatieve technologische positie
gelijke voet blijven in een beperkt aantal (basis)technologieen, aangevuld
met een of enkele sleuteltechnologieen.
Kostprijseffecten
ontwikkeling
van
technologische
De toepassing van technologische innovaties als CIM/FMS in het produktieproces en op het produkt heeft belangrijke
kostenconsequenties. Dat geldt b.v. voor
de volgende gebieden.
1. Het instellen van machines en het veranderen van gereedschappen; daarvan zijn
effecten te verwachten die samenhangen
met:
– tijden om werktuigen en machines te
wisselen;
Wisselwerking
Als een bedrijf in kwadrant 1 zit, wil dat
zeggen dat de technologische positie belangrijk is in een segment waar de technologic hoog wordt gewaardeerd. In dit segment is het de moeite waard te experimenteren met geavanceerde produkten en veel
R&Dtebedrijven.
Ten slotte mag de wisselwerking tussen
proces- en produkttechnologie en de markt
niet uit het oog worden verloren. De technologic verandert het produkt en het produktieproces. Aspecten als kwaliteit, kostprijs, effectiviteit, efficiency, produktivi-
–
produktietijdverlies (omstellen);
opsteltijden van gereedschappen;
opslag van gereedschappen:
onderhoud van gereedschappen;
2. Directe arbeid; mogelijke effecten:
– arbeidsinhoud van de technologie-produktcombinatie;
– produktiviteitsratio;
– belastingsgraad;
zeggen dat de technologic van groot belang
teit en flexibiliteit eisen een continue afstemming. Aan de andere kant speelt de
markt een belangrijke rol. Consumenten-
is in de sector. De eigen positie erin is ech-
voorkeuren e.d. werken op het ontwerp,
ter slecht. Het bedrijf kan dan alsnog een
poging doen om echt een belangrijke rol te
gaan spelen. Het kan er echter ook uitstappen en geld fourneren in meer profijtelijke
combinaties.
Als het bedrijf in kwadrant 3 verkeert, is
het evident dat deze markt zo snel mogelijk
moet worden verlaten, zelfs al heeft men
daar veel geld in ge’investeerd.
esthetica en styling van het produkt in.
Bovendien veranderen automatische
produktiemethoden de aard van het werk
op de fabriek- of kantoorvlper; de inzet
van arbeid wordt gedifferentieerde,r en
daardoor ook de taken van het management. Er is dus sprake van een wisselwerking (zie schema 4). Het probleem is om
een juiste afstemming van de technologic
4. Voorraden 4); effecten treden op in het
verlengde van het vorige punt ten aanzien
op de markt te krijgen.’
van:
Als een bedrijf in kwadrant 2 zit, wil dat
Het bedrijf in kwadrant 4 heeft een tech-
nologisch hoogwaardig produkt. In de betreffende markt speelt dat echter niet zo’n
belangrijke rol. Dit verschijnsel speelt zich
af als de technologic zeer snel vooruitgaat.
Deze Boston-consultants-achtige voorstelling is uiteraard een simplificatie van de
werkelijkheid. Het is meestal zo dat een
produkt is samengesteld op basis van verscheidene technologieen.
De technologic die de grootste invloed
heeft op de concurrentiekracht van een
produkt of produktieproces is de sleuteltechnologie. Hierin kan een bedrijf uniek
ESB 11-1-1984
– investeringen die nodig zijn in apparatuur ter beheersing van de materiaalstroom;
– het gereed produkt;
Schema 4. Produktie(proces)technologie
hnologie
– de materialen;
– de halffabrikaten en subassemblages;
5. Onderdelenbewaking. Effecten betreffen hier de besparingen op menselijke inspectie door de introductie van volautomatische inspectie ter plaatse in het assemblage/produktieproces.
6. Onderhoud van produktie-installaties
zijn. De z.g. basistechnologie is niet door-
slaggevend, maar alleen belangrijk omdat
het produktconcept en procesconcept van
daaruit zijn ontwikkeld. Voorbeelden zijn
de auto en het fabricageproces ervan. De
huidige auto is qua basisconcept al tientallen jaren ongewijzigd gebleven. Icdere fabrikant beschikt over de produktbasistechnologie. Momenteel wordt al veel gedaan
aan remsystemen, roestpreventie, elektronica achter het dashboard enz. Dit zijn echter allemaal zaken die een bepaalde evolutie weergeven. Pas als een autofabrikant
erin zou slagen een volwaardige hybride
motor te ontwerpen (voor verscheidene
brandstoffen) met hoog rendement, dan is
er sprake van het in handen hebben van een
sleuteltechnologie. Deze zorgt voor een revolutie in de autowereld.
In het licht van het voorgaande kan een
bedrijf verschillende strategieen volgen:
3. Materiaalbeheer; effecten als gevolg
van:
– subassemblages en modules onderweg
tussen de bewerkingen;
Verder speelt, vooral voor de hoogwaar-
diger en duurzamere produkten, kwaliteit
een belangrijke rol. Ook hierin zijn de Japanners ons voorgegaan. Het is daarom
van groot belang dat aan het produktieproces hoge eisen worden gesteld. In Japan is
hiertoe de ,,kwaliteitskring” ge’introduceerd. De opzet van een kwaliteitskring is
om de talloze problemen die de effectiviteit
van het produktieproces be’invloeden door
een klein team van vrijwilligers die in een
gemeenschappelijke werksituatie verkeren
tegemoet te treden en op te lessen. De Japanse ervaringen leren dat niet alleen de
technologic een grote rol hierbij speelt,
maar dat ook een grondige training van ar-
en supervisee van de werkvloer; effecten
worden hier bepaald door:
– aantal en aard der machines;
– onderhoudsvoorschriften en -eigenschappen. (De nieuwste generatie
CIM/FMS-apparatuur is reeds in staat
zelf te bepalen welk onderhoud op welk
tijdstip dient plaats te vinden.);
7. Produktiebeheersing; effecten betreffen hier:
– regelen van het werk op de ,,vloer”;
– toewijzing van materialen aan de diverse stadia van het proces; de hoeveelheid
machines en de seriegrootte zijn mede
bepalend voor de effecten;
4) Er geldt onder meer dat ,,dichter” tegen de
markt aan zitten met technologie-produktcombinaties 13gere handelsvoorraden tot gevolg
heeft. De klant heeft als het ware een nagenoeg
, ,tailor-made”-produkt.
41
8. Fabricagebeheersing; effecten worden
hierbij bepaald door:
– de wijze waarop CIM/FMS-systeem
kan worden vergeleken met een ander
systeem;
– de mate en snelheid waarin de aard van
het fabricageproces kan worden gewijzigd 3).
9. Locatie; effecten betreffen hier het feit
dat een nieuwe produktie-installatie door-
b. hoe de invloed is op de farieksvloer van
implementatietijd van technologie door in-
CIM/FMS; d.w.z. opdez.g. kostenzij-
voering van chips net iets meer dan acht-
de van het bedrijfsproces.
tien maanden is geworden (in de tijd van
De vraag is nu waarom ,,wij” procestechnologisch zo weinig presteren, terwijl de basis- en sleutelkennis in huis is? Ik
zal hier niet proberen een antwoord op de-
uitvindingen als fotografie en stoommachine was dat nog 50 a 100 jaar) dan is dat
een niet te onderschatten gevaar. Het kan
voor de economische opleving zelfs dodelijk zijn.
ze vraag te formuleren; ik volsta hier met
de constatering dat de ,,performance” op
P.A. Moerman
dit terrein zwak is. Ik volsta hier met de op-
gaans aanmerkelijk minder oppervlakte,
merking dat het van groot belang is dat
ruimte, energie, licht e.d. nodig heeft. Bovendien zijn moderne produktieprocessen
problemen die Nederland op technologisch
ook
milieuvriendeiijk. Door dit alles
brengt het vestigen van een produktiefaciliteit nieuwe stijl veel minder problemen
met zich mee. De effecten liggen hier dus in
het meetbare en onmeetbare vlak;
10. Prototype en nieuwe onderdelen; effecten die hier spelen zijn de snelheid van
ontwerp, veranderingen en het produktierijp maken van prototypen;
11. Afval en vervuiling; effecten die hier
een rol spelen betreffen het feit dat het ge-
bruik van grondstoffen/materialen door
betere procesbeheersing en recycling wezenlijk wordt be’invloed. Ook het vervuilingsprobleem kan bij betere procesbeheersing beter te lijf worden gegaan.
Deze uiteraard niet uitputtende opsomming van elementen geeft een indruk hoe
het kostenbeeld door CIM/FMS wordt
be’invloed. Het is dan ook altijd belangrijk
om bij het overstappen naar de nieuwe
technologie-produktcombinatie
, ,het
oude” en ,,het nieuwe” rond deze elementen af te wegen.
Slot
In schema 4 heb ik weergegeven op welke wijze technologie-produkt-markt met
elkaar samenhangen. De belangrijkste parameters in dit samenspel staan er in genoemd. Dit samenspel behoort perfect te
zijn wil een onderneming in de Industrie excellent zijn. Als ik dan kijk naar de situatie
in Nederland, is mijn indruk dat ons land
produkttechnologisch nog steeds vooraan
zit in de wereld, als ik b.v. denk aan:
– vliegtuigen (lijmtechnieken);
– turbodieselmotoren voor vrachtwachgens;
– DNA-recombinant;
– compact-disc;
– waterbouw;
– transmatic versnellingsbak voor perso-
nenauto’s.
Procestechnologisch (robotica, FMS)
wordt Nederland echter niet genoemd in de
buitenlandse literatuur 5)! Dat is onze dui-
delijkezwakte. Immers, procestechnologie
is in het komend decennium een noodzake-
lijke voorwaarde om te blijven behoren tot
de excellente producenten in de wereldcompetitie.
Voor een (industrieel) econoom is het
vooral interessant om in die wisselwerking
tussen technologie en industrie te zien:
a. hoe het Nederlandse netwerk functioneert (t.a.v. groot-midden-klein; over-
heid-marktsector-wetenschap; technologie-produkten-markten);
42
gebied bedreigen tijdig worden onderkend.
Blijft dat achterwege in een tijd waarin de
5) B. Gold, Robotics, programmable automation and international competitiveness, IEEE
Transactions, november 1982.