EOQ of EPEI? Wat is beter?

Bas van Velzen 250x250pxdoor Bas van Velzengepubliceerdinlogistiek
De meeste productiebedrijven onderkennen het belang van seriegroottes. Men begrijpt dat seriegroottes direct doorwerken in voorraad, kosten, werkkapitaal en capaciteit. Werk aan de winkel, want een one-size-fits-all oplossing, bijvoorbeeld elk product een seriegrootte van een maand, is zonder twijfel niet optimaal. Als men op zoek gaat naar een methode om seriegroottes te optimaliseren, dan stuit men ogenblikkelijk op twee conflicterende kampen: het EOQ-kamp en het Lean-kamp.

EOQ: een afweging tussen voorraad- en omstelkosten

Binnen het EOQ-kamp berekent men de optimale seriegroottes (Economic Order Quantity) via de formule van Camp. Deze formule weegt de omstelkosten tegen de voorraadkosten. Kleinere seriegroottes betekent vaker omstellen en dus hogere omstelkosten, maar ook een lagere voorraad en dus lagere voorraadkosten. Door de EOQ-formule toe te passen wordt die seriegrootte bepaald waarbij de totale kosten (de som van de omstelkosten en voorraadkosten) minimaal zijn. Deze seriegrootte is theoretisch optimaal.

EPEI: zo klein mogelijke series

eoq berekeningHet Lean-kamp hangt daarentegen een andere filosofie aan. Zij willen ‘flow’ creëren en ‘waste’ reduceren. Hun toverwoord is EPEI (Every Product Every Interval, ook bekend als EPEC, Every Product Every Cycle). Het komt er kort gezegd op neer dat men zo klein mogelijke series probeert te maken en daarbij dus zo vaak als mogelijk probeert om te stellen. Uiteindelijk komt men tot een productiecyclus waarbij elk gereed product gedurende iedere cyclus precies één keer wordt geproduceerd. Het voordeel van zo’n productieschema is dat het begrijpelijk is en gemakkelijk implementeerbaar. Op de werkvloer waardeert men de eenvoud. Daarnaast zorgt het voor een gelijkmatige productie.  Elke cyclus worden de producten in dezelfde volgorde geproduceerd en dit biedt op het gebied van capaciteitsplanning en de planning in de logistieke keten allerhande voordelen.

Het gaat niet alleen om capaciteit, omstelkosten kunnen ook variabel zijn

Dus wat is wijsheid? Beide kampen hebben immers een verschillende methode om tot optimale seriegroottes te komen. Laten we eens de belangrijkste kostenposten onder de loep nemen om te bepalen welk kamp gelijk heeft.

Het EOQ-kamp beweert dat de omstelkosten variabel zijn. In hun visie leidt vaker omstellen namelijk direct tot hogere omstelkosten. Het Lean-kamp beweert van niet. Vaker omstellen leidt helemaal niet tot hogere omstelkosten, mits tenminste binnen de vaste capaciteit wordt gebleven. In dat geval wordt de reeds aanwezige capaciteit op een andere manier gebruikt zonder extra kosten. Beide kampen hebben soms wel en soms geen gelijk.

Figuur 2 : De capaciteit wordt volledig opgevuld met omstellingen

Figuur 2 : De capaciteit wordt volledig opgevuld met omstellingen

Op het gebied van  omstelkosten kan onderscheid worden gemaakt tussen verschillende kostensoorten. In het oogspringend zijn personeelskosten en scrapkosten, maar ook kan bijvoorbeeld gedacht worden aan kosten voor externe kwaliteitscontrole als vanwege wetgeving elke batch apart moet worden gecontroleerd. Voor het bepalen van de optimale seriegrootte is het van belang te kijken naar de variabele omstelkosten, de kosten die direct beïnvloedt worden door vaker of minder vaak om te stellen.

De personeelskosten van omstellingen, de tijd dat de operators bezig zijn met omstellen, is eigenlijk verloren capaciteit. Deze kosten zijn vaak, in elk geval op korte termijn, niet variabel. De productiecapaciteit is een gegeven en deze kan niet worden aangepast. Of alleen sprongsgewijs door bijvoorbeeld een ploeg meer of minder in te zetten. Als deze kosten inderdaad niet variabel zijn, dan horen ze bij het bepalen van de optimale seriegrootte niet te worden meegenomen. Als echter sprake is van structureel overwerk of uitbesteding, of als de machine een bottleneck is, dan zijn deze kosten wel degelijk variabel. In dat geval levert ieder uur extra omstellen meteen extra kosten of gemiste omzet op.

De scrapkosten zijn de kosten voor het weggooien van materiaal. Als een machine wordt stilgezet, dan blijft soms materiaal achter waarmee niets meer gedaan kan worden. Dit materiaal moet worden weggegooid en daar zijn dus onnodig kosten voor gemaakt. Ook bij het opstarten van een machine kan verlies optreden. Als de machine niet goed is afgesteld, dan kunnen de eerste producten die van de machine afkomen beschadigd zijn. Ook deze producten gaan verloren. Scrap en opstartverlies zijn typisch variabele kosten aangezien deze kosten direct afhankelijk zijn van het aantal omstellingen.

Voorraadkosten zijn meer dan rente, ruimte, risico

Ook de voorraadkosten worden door het EOQ-kamp vaak anders geïnterpreteerd dan door het Lean-kamp. Voor het EOQ-kamp bestaan de voorraadkosten normaliter uit drie componenten, te weten rente, ruimte en risico. Men onderschat hierbij dikwijls de mogelijke gevolgkosten. Grote series hebben niet alleen een effect op het voorraadpunt direct na de machine, maar kunnen verstoringen en suboptimalisaties in het hele productieproces, en zelfs de gehele logistieke keten, tot gevolg hebben. Binnen de Lean-filosofie beschouwt men deze verstoringen en suboptimalisaties als dominant. Vandaar dat men het bestrijden hiervan als topprioriteit ervaart.

De beste aanpak hangt af van de situatie

Conclusie, bij het bepalen van de seriegroottes moeten alleen de variabele omstelkosten meegenomen worden. Soms zijn de personeelskosten variabel, en soms niet. Soms zijn de scrapkosten variabel, en soms zijn ze verwaarloosbaar. Als er geen omstelkosten zijn, of als deze verwaarloosbaar zijn, dan lijkt het logisch de Lean-filosofie te volgen en puur te denken vanuit capaciteit. Zijn er wel substantiële beïnvloedbare omstelkosten, dan lijkt de EOQ-formule de juiste weg. In alle gevallen dient het aanbeveling om met een realistische bril naar de voorraadkosten te kijken en ook de mogelijke negatieve gevolgen van grote series elders in de logistieke keten in het achterhoofd te houden.

Overigens is het goed te weten dat zowel de EOQ-formule als EPEI uitbreidingen kennen die ze toepasbaar maken in ingewikkelde situaties. Zo kan de EOQ-formule ook worden ingezet als er sprake is van omstelfamilies waarbij de omstellingen binnen een familie beperkt zijn, maar tussen omstelfamilies groot. En EPEI betekent echt niet dat elke langzaamloper ook per definitie in de planningscyclus van de hardlopers meegeproduceerd moeten worden. Er kan rekening worden gehouden met variabele omstelkosten en individuele productkarakteristieken. In dat geval begint EPEI echter wel haar simpliciteit te verliezen en akelig op de aloude EOQ te lijken.

Optimaliseer niet gegeven de voorwaarden, maar optimaliseer de voorwaarden

Tot slot, Lean (en EPEI) is wellicht meer een religie dan een formule. De essentie van Lean is niet de boel te optimaliseren gegeven de voorwaarden, maar juist de voorwaarden aan te passen. Continuous improvement. Bij het implementeren van EPEI is het dus niet de bedoeling achteroverleunend met de handen over elkaar te denken dat het zo goed is, maar proactief op zoek te gaan naar methodes om de omsteltijden en omstelkosten verder naar beneden te brengen ten einde nog kleinere series te kunnen produceren. Overigens is de weg van de continue verbetering niet gepatenteerd door Lean , dus het is toegestaan om de EOQ-formule toe te passen en tegelijkertijd actief op zoek te gaan naar methodes om de omsteltijden en –kosten continu te reduceren.

It is not the strongest species that survive, nor the most intelligent, but the ones most responsive to change
Charles Darwin