Resilience Engineering in productie: bouw wat speling in

Een perspectief op Resilience Engineering is relatief nieuw in dit onderzoeksveld, zoals hoogleraren Geert-Jan van Houtum en Remco Dijkman uitleggen. Resilience Engineering dient als een veelbelovende paradigma verschuiving door de onvermijdelijkheid van onzekerheden te erkennen en de industrie te helpen innoveren en groeien.

In 2018 brandde een van de gebouwen van Prodrive Technologies, een leverancier aan grote bedrijven en fabrikanten gevestigd in Son, ernstig af, wat hun opslag en productie beïnvloedde. Als gevolg hiervan liep het bedrijf een aanzienlijke leveringsachterstand op en konden ze geen onderdelen leveren aan ASML en Philips.

“Als er plotseling een ontwrichtende gebeurtenis plaatsvindt, moet je direct begrijpen welke processen verstoord zijn en wat de gevolgen daarvan zijn: wat er nog over is aan te leveren onderdelen, welke machines beschikbaar zijn om de productie voort te zetten, hoe gemakkelijk we het informatiesysteem kunnen aanpassen aan de uitval van een productielocatie?” legt Remco Dijkman, hoogleraar Informatiesystemen, uit. “In het geval van Prodrive hebben ze dit heel goed gedaan. Als gevolg daarvan waren ze na de gebeurtenis snel weer operationeel in ‘brandbestrijdingsmodus’ en doen ze het nu beter dan ooit tevoren.”

“Mijn focusgebied van ‘datagedreven procesoptimalisatie’ gaat over het observeren van gebeurtenissen in fabrieken en in de hele supply chain in het echte leven en hoe die informatie kan worden gebruikt om processen te optimaliseren. Optimalisatie zelf draait om aannames en benaderingen voor wiskundige modellen. Hoe dingen echt verlopen in een fabriek kan heel anders zijn! Daarin ligt de sleutel: deze wiskundige modellen aanpassen op basis van wat er werkelijk gebeurt.”

Veerkrachtige besluitvorming

Het academische werk van Remco en Geert-Jan is nauw verwant. Terwijl Remco zich richt op het berekenen van de werkelijke omstandigheden in informatiesystemen na een ontwrichtende gebeurtenis, vult Geert-Jan dit aan met zijn aandacht voor besluitvorming onder rampzalige omstandigheden. Ze dragen allebei bij aan veerkrachtige productiesystemen, met als doel de productie zo snel mogelijk te herstellen naar de normale staat.

Geert-Jan van Houtum, hoogleraar Onderhoudsoptimalisatie, Betrouwbaarheid, Voorraadmodellen, richt zich op het optimaliseren van operaties. Geert-Jan: “De informatie die je in beslissingsondersteunende systemen invoert, is uiterst belangrijk, je bent echt afhankelijk van de kwaliteit van je input.”

Geert-Jan maakt onderscheid tussen twee niveaus van besluitvorming: het tactische en operationele niveau. Over het algemeen ziet hij dat bedrijven als het gaat om reserveonderdelen en onderhoud, twee keer per jaar tactische beslissingen nemen, terwijl de operationele besluitvorming dagelijks wordt uitgevoerd. Denk bijvoorbeeld aan voorraadbeheer van reserveonderdelen of onderhoudsplanning voor een groot spoorwegnetwerk.

Het perspectief van Resilience Engineering plaatst het onderhoud van een groot spoorwegnetwerk in een breder perspectief, waarbij wordt aangedrongen op meer perspectieven in tactische besluitvorming. Geert-Jan: “Ik realiseerde me dat we ook naar passagiersstromen moeten kijken, bijvoorbeeld welke rol we dit geven in ons systeemoverzicht en hoe we kunnen anticiperen op veranderingen voor de reizen van passagiers? Deze verandering van perspectief, opgewekt door Resilience Engineering, gaf me extra inspiratie.”

Cross-pollinatie - ervaring met de Resilience Engineering-gemeenschap

Geert-Jan sloot zich ongeveer vijf jaar geleden aan bij het 4TU.RE-centrum en was sinds 2020 actief in de Scientific Steering Group. Geert-Jan: “Het was interessant om deel uit te maken van deze gemeenschap, de variëteit aan disciplines, zoals Industriële Techniek, Elektrotechniek, Wiskunde, Civiele Techniek, viel me op.”

Toen de overstromingen in Limburg plaatsvonden, kreeg het waterbeheer meer aandacht. We bespraken bijvoorbeeld de waarde van overloopgebieden in landelijke delen van het land. We bespraken ook de risico’s van overstromingen in steden en dat wanneer een enkel systeem uitvalt, andere systemen ook kunnen uitvallen. Bijvoorbeeld hoe het elektriciteitsnet kan worden beïnvloed door overstromingen.

Geert-Jan: “Het viel me op dat we in Nederland en vooral in de industrie nog niet zoveel aandacht hebben voor systeemdenken en ik vind dit een stimulerend onderwerp om verder te onderzoeken. Er zijn zoveel relevante raakvlakken tussen ontwrichtende gebeurtenissen en wat dat betekent voor supply chains, onderhoudsbeheer, enzovoort. Voor mij kwam het begrip veerkracht ook tot leven toen de Covid-19-pandemie plaatsvond en hoe we in korte tijd in staat waren om een vaccin te ontwikkelen, mensen efficiënt te testen en te vaccineren. Dit bevestigde naar mijn mening de voortdurende relevantie van Resilience Engineering.”

Waarom wat speling inbouwen?

Remco is het ermee eens: “Er is de laatste tijd veel gebeurd, in productie en onderhoud, ons onderzoeksveld en in de wereld in het algemeen, waardoor we ons bewust zijn geworden van het belang van veerkrachtige techniek. Voorbeelden hiervan zijn geopolitieke gebeurtenissen en de blokkade van het Suezkanaal. Bovendien wordt klimaatverandering en de gevolgen ervan al lange tijd bestudeerd, maar nu komt het ook naar voren in ons onderzoeksdomein en in toepassingsgebieden zoals gezondheidszorg, verzekeringen, enzovoort. Veerkracht heeft een blijvende betekenis. Hoewel ik ook vanuit mijn functie als Research Director High Tech Supply Chain kan zien dat de agenda’s van industrie en netwerkorganisaties lastig kunnen zijn om de aandacht voor het perspectief van Resilience Engineering vast te houden. Hier wil ik het verschil maken.”

“Op praktisch niveau merk ik dat productieprocessen zo slank zijn geworden dat je nauwelijks ruimte hebt voor verschuivingen,” vervolgt Remco. “Een voorbeeld hiervan is iets dat aan het begin van de Covid-19-pandemie gebeurde. Een grote fabrikant besloot de productie twee maanden terug te schroeven omdat Covid-19 de orders zou kunnen verminderen, maar op de langere termijn nam het aantal orders juist toe. Als gevolg daarvan waren ze twee of drie jaar bezig met de gevolgen van een beslissing die genomen was voor een situatie die maar twee maanden duurde. Achteraf bleek dat dus de verkeerde keuze te zijn geweest.”

Remco’s praktische advies aan de industrie is om wat speling in de systemen in te bouwen. Als je de opzet van informatiesystemen goed hebt, zouden deze systemen moeten helpen bij het herorganiseren wanneer dingen misgaan. Remco vergelijkt het met brandoefeningen voor veerkracht. “Daarom wil ik graag een zeker bewustzijn van het belang van veerkracht behouden en dit onderwerp op de agenda houden. Ik ben blij te zien dat veerkracht nog steeds bovenaan de agenda van de Europese Commissie staat,” zegt Remco.

Houd veerkracht op de agenda en neem het voortouw voor verdere uitwisseling

In 2023 werd Remco Dijkman lid van het Scientific Steering Committee (SSG) voor 4TU.RE. Geert-Jan van Houtum trad na 5 jaar af als lid van het SSG en maakt nu deel uit van het bestuur van 4TU.Resilience Engineering. “Als lid van het SSG wil ik bijdragen aan het verbeteren van onderzoek naar veerkracht in supply chains en betrokken disciplines. Ik geloof dat we veel van elkaar kunnen leren, zoals het voorbeeld van waterbeheer. Ik kan me voorstellen dat we een workshop organiseren met supply chain professionals, waarbij ook civiel ingenieurs en collega’s uit andere disciplines kunnen aansluiten. Ik ben geïnteresseerd in het verkennen van modellen die anders zijn dan die je ziet in business information management. En hopelijk werkt dit ook andersom, zodat je van elkaar kunt leren,” aldus Remco.

Onderbouwd verstoringen beheren

Remco: “We hebben onlangs een project afgerond onder de vlag van Dinalog, het Nederlandse Instituut voor Geavanceerde Logistiek. Het project richtte zich op Evidence Based Disruption Management. Enerzijds hebben we een supply chain bestudeerd met een gedetailleerd model van hoe de goederen stromen. Anderzijds hebben we gekeken naar op data gebaseerde aspecten en vergeleken dit met wat er in werkelijkheid gebeurde. We zagen allerlei omwegen! We zagen andere leveranciers in het systeem en dingen die niet meer klopten.”

Remco en collega’s publiceerden een artikel waarin ze de technische details uitlegden van het detecteren van afwijkingen in supply chain-processen:
Chouhan, S., Wilbik, A., Dijkman, R. (2021).  A Real-Time Method for Detecting Temporary Process Variants in Event Log Data. In: Polyvyanyy, A., Wynn, M.T., Van Looy, A., Reichert, M. (eds) Business Process Management. BPM 2021. Lecture Notes in Computer Science(), vol 12875. Springer, Cham. 

Meer informatie over dit project: https://www.dinalog.nl/project/evidence-based-disruption-management`

After-sales service bij ASML

Geert-Jan is al enkele jaren betrokken bij ASML, een van 's werelds toonaangevende fabrikanten van chipproductieapparatuur: “Het doel is om stilstand van dure chipmachines te voorkomen; deze machines hebben een prijs tot wel 200 miljoen euro en de kosten van stilstand zijn zeer hoog. Daarom moeten reserveonderdelen binnen een paar uur wereldwijd beschikbaar zijn in geval van een storing. Natuurlijk worden er voortdurend beoordelingen uitgevoerd voor onderhoud en de levering van reserveonderdelen, maar soms word je verrast door de grilligheid van de werkelijkheid. Voor een fabriek kan herstel van een dag stilstand van een ASML-machine tot wel twee weken duren, oftewel de betrokken congestie in de hele fabriek kan twee weken aanhouden. Het is gemakkelijk te zien hoe kostbaar dit is en hoeveel we kunnen besparen door slim voorraadbeheer van reserveonderdelen.” Lees meer in dit artikel van Geert-Jan en collega’s:

Lamghari-Idrissi, D., Van Hugten, R., Van Houtum, G.J., and Basten, R.J.I., "Increasing chip availability through a new after-sales service supply concept at ASML", INFORMS Journal on Applied Analytics, vol. 52, pp. 460-470, 2022. Download: Increasing Chip Availability Through a New After-Sales Service Supply Concept at ASML — Eindhoven University of Technology research portal (tue.nl)1

Link naar het Nederlanstalig nieuwsartikel over ProDrive