Machinebouwer IMS uit Almelo, gespecialiseerd het ontwikkelen en bouwen van hoog nauwkeurige productielijnen, stond voor een complexe uitdaging. Voor een internationaal opererende fabrikant van medische producten moest IMS een volledig geautomatiseerde productielijn ontwerpen die kon omgaan met een variabele productmix, hoge volumes en strikte medische eisen. Daarbij werd de hulp van VIRO ingeschakeld. Het resultaat: een innovatieve oplossing met geavanceerde planningssoftware en een flexibel productiesysteem dat nauwelijks menselijke tussenkomst nodig heeft.
“De opdrachtgever van IMS levert producten die op maat zijn geproduceerd voor de specifieke anatomie en medische situatie van de patiënt. Dit betekent dat we hier te maken hebben met een zogenaamd high mix, high volume productieproces. Er moeten grote aantallen producten worden gemaakt, maar al die producten hebben variaties in vorm, bewerking en samenstelling,“ vertelt afdelingshoofd Theo de Vries van VIRO Software & Control.
Deze immense variatie zorgt voor grote uitdagingen. Ten eerste vraagt het om een flexibele productielijn, die eenvoudig is aan te passen aan wisselende producttypes. Ten tweede moet de productie efficiënt en foutloos verlopen, ook gezien de strenge medische standaarden. Track-and-trace van elk product, elke bewerking en elke handeling is verplicht. Bovendien eiste de klant van IMS een ‘optimale planning’.
Optimale planning voor high mix,
high volume productieproces
VIRO werd door IMS betrokken bij het ontwerpen van de productieopstelling én bij de ontwikkeling van de besturings- en planningssoftware. De kern van de bijdrage van VIRO bestond uit het ontwikkelen van een advanced planning & scheduling (APS)-systeem dat communiceert met de verschillende productiecellen en dat autonoom plant, stuurt en bijstuurt.
Het bijzondere aan de planningssoftware is dat deze elke minuut opnieuw de volledige productieplanning herberekent.
Deze continue herberekening houdt rekening met real-time data zoals de status van machines, de doorlooptijden van bewerkingen, storingen of vertragingen en de binnenkomst van spoedopdrachten.Het systeem maakt voortdurend keuzes om de totale doorlooptijd te optimaliseren, waarbij het volledige overzicht heeft over de capaciteiten en bezetting van de lijn.
Een ander belangrijk onderdeel van de oplossing is de modulaire opbouw van de productielijn. Productiecellen kunnen worden toegevoegd of verwijderd, en ook het aantal AGV’s (automatisch geleide voertuigen) dat het transport tussen de cellen verzorgt is schaalbaar. De planningssoftware is zó ontworpen dat het flexibel meegroeit met deze wijzigingen. Nieuwe bewerkingen kunnen worden geïntegreerd zonder dat het systeem opnieuw hoeft te worden ontworpen. Dat maakt het systeem toekomstbestendig.
De samenwerking tussen VIRO en IMS was zowel intensief als veelzijdig. Naast leverancier van software was VIRO als partner in systeemontwikkeling betrokken bij de lay-out van de lijn, de besturingssystemen en de mechanische integratie. “We detacheerden collega’s van Mechanical Engineering en PLC besturing bij IMS, we deelden kennis en we zochten samen naar de beste oplossingen voor zowel de eindklant als voor IMS.”
Een voorbeeld is het vraagstuk van de eindklant rond spoedbatches. Het APS-systeem kon dit technisch aan: bij binnenkomst van een prioriteitsbatch werden andere batches die in productie waren, en die in de weg zaten, gepauzeerd. Prioriteitsbatches werden dan met voorrang verwerkt. “De mogelijkheid was er, maar we lieten via de simulatie ook zien wat de kosten en vertragingen dan waren voor andere productieorders. Dit leidde er uiteindelijk toe dat de eindklant besloot van deze optie af te zien.“
Omdat het begrip ‘optimaal’ in planning abstract is en wiskundig haast onbewijsbaar, koos VIRO ervoor om de productieomgeving te simuleren. “Hiermee konden we verschillende batch-scenario’s doorrekenen en vergelijken met de door de klant gewenste productietijden. Dit gaf zowel ons, IMS als de klant van IMS realistisch inzicht in de prestaties van het systeem. We konden ermee bewijzen dat ons plannings-algoritme voldeed aan hun verwachtingen.“
De simulator bleek niet alleen nuttig tijdens de ontwikkeling, maar ook later als analyse-instrument voor de klant. Die nam de simulator over, om de gevolgen van verschillende productieopdrachten te kunnen testen, hoeveel tijd ze zouden kosten, en welke productietijden ze kunnen verwachten.
Als spin-off van het project werkt VIRO aan stand alone machines voor de klant van IMS: “Daarvoor leveren we ook nog uitgeklede varianten van het MES-systeem”, vertelt Theo de Vries. Hij sluit af met een mooie bijvangst van het project: “Met de simulator konden we de algoritmen al testen voordat de productieomgeving klaar was, wat hielp om de doorlooptijd te verkorten. Bovendien hoefden we de tests niet uit te voeren in real time, maar konden we dat sneller doen. Dat heeft ons ontzettend veel tijd bespaard.”
Met dank aan IMS
