De bijdrage van Lean en Six Sigma® methoden aan Industrie 4.0 benaderingen

Leanmanagement en Six Sigma® zijn verbetermethodieken waar je waarschijnlijk al van hebt gehoord. Ze zijn feitelijk essentieel geworden in het bedrijfsleven in het algemeen en in de industrie in het bijzonder. Tussen de zoektocht naar optimalisatie en de behoefte aan efficiëntie hebben bedrijven er alle belang bij om nieuwe benaderingen te ontwikkelen die gericht zijn op prestaties op alle productieniveaus. Terwijl u de belangrijkste principes van Lean en Six Sigma in herinnering brengt®, Frédéric Rouzeau, expert op het gebied van industrie, demonstreert hun grote complementariteit en hun nauwe band met industrie 4.0.

De Lean-methode: oorsprong en principes

In de jaren vijftig implementeerde Taiichi Ohno, industrieel directeur van Toyota, het Toyota Production System (TPS), een nieuwe manier om industriële activiteiten te beheren. Het belangrijkste doel is dan om elimineer elke activiteit die geen waarde toevoegt in de ogen van klanten.

Begin jaren tachtig onderzocht een team onderzoekers van MIT onder leiding van James P. Womack het succes van Toyota. Ze raakten er al snel van overtuigd dat Toyota's TPS toepasbaar is in alle bedrijven in alle sectoren en in alle landen. Ze besloten deze nieuwe aanpak ‘lean’ (‘lean’, ‘vetvrij’ in het Frans) te noemen, een term die dit obsessieve volgen van verschillende vormen van verspilling binnen processen perfect illustreert.

In 1991 publiceerden James Womack en twee andere MIT-onderzoekers De machine die de wereld veranderde (Harper Collins, 1991), waarin hun bevindingen uit het Toyota TPS-onderzoek worden gepresenteerd. Deze werkzaamheden dragen bij aan de inzet van slanke productie over de hele wereld en blijft, zelfs vandaag de dag, een naslagwerk in industrieel management. Lean management is sindsdien wijdverspreid in alle activiteitensectoren (industrie, diensten, kantoren, gezondheidszorg, enz.).

Lean management: een globale visie op de industrie

Dit type management steunt op de sterke betrokkenheid van alle medewerkers. Dit zal in teams werken om verbeteringen te identificeren en voor te stellen die gericht zijn op het elimineren van verspilling. Deze kunnen drie verschillende vormen aannemen, afhankelijk van hun aard:

1. Muri: verzadiging van een hulpbron, een buitensporige taak, te moeilijk of zelfs onmogelijk;
2. Mura: onregelmatigheden, variabiliteit;
3. Muda: taken zonder toegevoegde waarde. Deze kunnen zelf worden onderverdeeld in acht verschillende typen:
   1. overproductie (te veel of te snel produceren): het ergste van allemaal omdat het alleen alle anderen voortbrengt;
   2. onnodige voorraden;
   3. onnodig transport en handling (van producten);
   4. oververwerking (overbodige bewerkingen, overkwaliteit);
   5. onnodige verplaatsingen en reizen (van medewerkers);
   6. fouten, defecten en afkeuringen;
   7. wachttijden en vertragingen;
   8. onderbenutting van vaardigheden.

De Six Sigma®-methode: oorsprong en principes

De Six Sigma®-methode is iets recenter. Het ontstond eind jaren tachtig toen Bill Smith, een ingenieur bij Motorola, het ontwikkelde om de productieprocessen en de kwaliteit van hun producten te verbeteren. Het ging er toen om de klanten beter tevreden te stellen. De methode werd beroemd in de jaren negentig, dankzij General Electric en zijn charismatische president Jack Welch. Hij was het die besloot het te verbeteren en het met doorslaand succes toe te passen in de hele GE-groep.

De Six Sigma®-methode heeft tot doel de procesvariabiliteit verminderen om het risico te elimineren of te verminderen dat het product (of de dienst) door de ontvanger wordt afgewezen onder het voorwendsel dat het buiten de verwachtingen of specificaties valt. Deze methode is voornamelijk gebaseerd op statistische hulpmiddelen die het mogelijk maken de belangrijkste parameters van het product of proces te identificeren en onder controle te houden. Het wordt ingezet in projectmodus: beheerd door een Green of Black Belt gecertificeerde projectmanager. Het is gestructureerd in vijf verschillende fasen: definiëren, meten, analyseren, verbeteren, controleren, dit is “DMAIC”.

Elke fase van het DMAIC-project heeft specifieke doelstellingen en maakt gebruik van verschillende hulpmiddelen:

1. Definiëren : het project in kaart brengen, operationele en financiële voordelen identificeren, de verwachtingen van de klant en CTQ (kritisch voor kwaliteit), ook wel Yi genoemd, het proces in kaart brengen, enz.;
2. Meeteenheid : een lijst maken van de potentieel invloedrijke factoren van het proces (genaamd Xi) en tegelijkertijd de Yi en Xi meten nadat de betrouwbaarheid van de meetprocessen is gewaarborgd;
3. Analyseren : gegevensanalyse uitvoeren om de Xi-factoren te identificeren die het meest invloedrijk zijn op Yi (reacties);
4. Verbeteren : verbeteracties vinden met betrekking tot de meest invloedrijke Xi;
5. Controle : implementatie van procesmanagementtools zoals MSP (statistische procescontrole).

Lean Six Sigma®

Voortbouwend op hun belangrijkste gemeenschappelijke punt (klantgerichtheid), werden de twee methodologieën begin jaren 2000 gecombineerd om Lean-Six Sigma® (LSS) te laten ontstaan. Er bestaat inderdaad een grote mate van complementariteit tussen deze twee benaderingen:

Maar hoe past de implementatie van deze combinatie van methoden in de praktijk op het gebied van Industrie 4.0? Wat zijn de specifieke kenmerken van dit vakgebied die ze bijzonder relevant maken?

Industrie 4.0

Industrie 4.0, ook wel ‘verbonden fabriek’ genoemd, markeert de vierde industriële revolutie, na die van de mechanisatie (1.0), die van de massaproductie (2.0) en die van de automatisering (3.0). Dankzij de digitalisering wordt de sector steeds belangrijker een mondiaal, onderling verbonden systeem. De talrijke innovaties, georganiseerd in technologische blokken, hebben een directe of indirecte impact op alle functies van de industrie. Enkele voorbeelden van de meest voorkomende stenen:

• efficiënte processen (geavanceerde bewerking, additieve productie, enz.);
• automatisering, transities;
• meting en analyse van productgegevens (real-time verbonden sensoren, etc.);
• werkstations en communicerende machines (connected operator, augmented reality, MES (Manufacturing Execution System), intelligente en collaboratieve machines, enz.);
• het digitale model (product-/processimulatie, digitaal model, digital twin, virtual reality, etc.);
• voorspellend onderhoud, gekoppeld onderhoud van machines;
• de sturing en het beheer van het bedrijf (samenwerking, workflow/EDM (Electronic Document Management)…).

Wat zijn de verbanden tussen Lean, Six Sigma® en industrie 4.0?

Het is ondenkbaar om een technologische steen in te zetten zonder eerst een sterke cultuur te hebben karig binnen het bedrijf. InderdaadZelfs geautomatiseerd blijft afval afval. Dit geldt in het bijzonder voor de behandeling en opslag.

Omgekeerd zullen bepaalde bouwstenen sterk bijdragen aan het versterken van de Lean-methodiek. Een paar voorbeelden :

• augmented reality: het kan fouten vermijden of detecteren;
• realtime prestatiemonitoring;
• communicerende machines en verbonden operators: ze vereenvoudigen de monitoring en traceerbaarheid;
• robotica, vervoerssystemen: ze verminderen de belasting;
• training van operators met behulp van virtuele of augmented reality;
• toegankelijkheid en betrouwbaarheid van werkdocumenten dankzij EDM.

Wat Six Sigma® betreft, ligt de link met MES, intelligente en collaboratieve machines, voorspellend onderhoud, efficiënte processen, etc. voor de hand, omdat het identificeren en monitoren van sleutelparameters essentieel lijkt. Het is daarom zeer waarschijnlijk dat tijdens de DMAIC-verbeteringsfase oplossingen van het type 4.0 zullen worden overwogen.

Door zich ‘moderne’ technologische hulpmiddelen en processen toe te eigenen, is Industrie 4.0 een kant-en-klaar terrein voor de toepassing van Lean Six Sigma® en haar zoektocht om het overbodige uit te roeien. Door bovendien elke productiestap te analyseren volgens de DMAIC-methodiek, gaat Industrie 4.0 volop in de optimalisatie.

We hebben daarom enerzijds een aanpak gericht op het systematisch verbeteren van processen (Lean) en anderzijds een methode die tot doel heeft alle vormen van variatie te verminderen (Six Sigma®). Door een combinatie van deze twee concepten maakt Lean Six Sigma® de voortdurende verbetering van processen mogelijk, terwijl de klant centraal staat en is het een duidelijk pad naar uitmuntendheid. Lean Six Sigma® maakt echter deel uit van een kwaliteitsaanpak die alleen kan functioneren en blijven bestaan met de steun van het management en een sterk bewustzijn bij de medewerkers. Met andere woorden: Industrie 4.0 kan een meer collaboratieve organisatie en de opleiding van belangrijke spelers in het project niet negeren.