Produksjonslogistikk 4.0 (9788245035988)

Boka fanger opp de nyeste trendene for metoder og teorier som ikke er dekket av dagens alternative og engelskspråklige lærebøker. I boka inngår fem caser fra norske produksjonsbedrifter som gir læring fra ulike bransjer og bedrifter, løsninger og strategier. Boka presenterer metodikken for styringsmodeller som et sentralt verktøy og hjelpemiddel i utvikling og forbedring av produksjonsbedrifter generelt, og produksjonslogistikk spesielt.

Målgruppa er studenter innenfor ingeniørdisipliner og økonomiutdanning på bachelor- og masternivå, i tillegg til praktikere og studenter innenfor etterog videreutdanning.

ISBN 978-82-450-3598-8

PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0

Det faglige grunnlaget har utspring i fagmiljøet for produksjonslogistikk og -ledelse ved NTNU og SINTEF. Forfatterne har omkring 60 års erfaring fra forskning, utdanning og samarbeid med norske produksjonsbedrifter.

JAN OLA STRANDHAGEN, ANITA ROMSDAL OG JO WESSEL STRANDHAGEN

Produksjonslogistikk handler om hvordan vareflyten, informasjonsflyten og ressursene skal styres i en moderne produksjonsbedrift. Denne læreboka beskriver teori, metoder og praktiske caser – og forklarer hvordan en bedrift skal lykkes ved bruk av moderne digital teknologi.

JAN OLA STRANDHAGEN, ANITA ROMSDAL OG JO WESSEL STRANDHAGEN

PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 2

09.07.2021 13:29:53

JAN OLA STRANDHAGEN, ANITA ROMSDAL OG JO WESSEL STRANDHAGEN

PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 3

09.07.2021 13:29:53

Copyright © 2021 by Vigmostad & Bjørke AS All Rights Reserved 1. utgave 2021 / 1. opplag 2021 ISBN: 978-82-450-3598-8 Grafisk produksjon: John Grieg, Bergen Omslagsdesign ved forlaget Omslagsillustrasjon: © Ico Maker / Shutterstock

Spørsmål om denne boken kan rettes til: Fagbokforlaget Kanalveien 51 5068 Bergen Tlf.: 55 38 88 00 e-post: fagbokforlaget@fagbokforlaget.no www.fagbokforlaget.no

Materialet er vernet etter åndsverkloven.

Uten uttrykkelig samtykke er eksemplarfremstilling bare tillatt når det er hjemlet i lov eller avtale med Kopinor.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 4

09.07.2021 13:29:53

Forord Dette er ei lærebok med teori, metoder og praktiske caser innen produksjonslogistikk.

Produksjonslogistikk handler om hvordan vareflyten, informasjonsflyten og ressursene skal styres i en moderne produksjonsbedrift. Boka beskriver grunnleggende teori og metoder og forklarer spesielt hvordan en bedrift skal lykkes innenfor dagens samfunn og markeder ved bruk av moderne digital teknologi. Boka knytter sammen aspekter fra marked og kunder og hvordan dette påvirker logistikk og produksjonsstyring i dagens verdikjeder. Den omhandler både administrative prosesser som planlegging og innkjøp, og de fysiske prosessene som materialhåndtering og intern materialflyt. Tematikken rundt bærekraft belyses spesielt og viser noen utfordringer og muligheter dette skaper for produksjonsbedrifter, samt hvordan produksjonslogistikk kan bidra til mer bærekraftige løsninger.

Mye av utviklingen av metoder og teorier innenfor produksjonslogistikk har skjedd gjennom engelskspråklige bøker og tidsskrift. For å forenkle koblingen til denne litteraturen og samtidig bidra til å styrke det norske begrepsapparatet, har vi flere steder valgt å nevne de engelske begrepene sammen med de norske.

Teori og metoder er illustrert gjennom fem caser fra norske produksjonsbedrifter. Alle casene er hentet fra forskningsprosjekter hvor forfatterne har vært sentrale i gjennomføringen.

Det foregår en rivende utvikling innen digitalisering av produksjonslogistikk, en utvikling som betegnes som den fjerde industrielle revolusjon, eller Industri 4.0. Derfor brukes begrepet Produksjonslogistikk 4.0 som tittel. Boka fanger opp de nyeste trendene og utviklingene som ikke er dekket av dagens alternative og engelskspråklige lærebøker.

Bjørn Andersen, Lars Johan Haavardtun og Jan Ola Strandhagen skrev læreboka Material- og produksjonsstyring på 1990-tallet, og denne har vært flittig brukt i undervisningen ved NTNU og andre steder. Grunnleggende beskrivelser fra denne boka har vært en del av grunnlaget for Produksjonslogistikk 4.0. I tillegg er det faglige grunnlaget lagt gjennom et dugnadsarbeid over mange år og med mange deltakere. Det startet med et spennende fagmiljø ved Verkstedteknisk laboratorium ved NTH og Sintef. Fagmiljøet forgrenet seg senere til Sintef Logistikk og senere faggruppe Produksjonsledelse ved NTNU. Bokas tre forfattere er alle tilknyttet dette fagmiljøet. Andre sentrale fagpersoner i utviklingsarbeidet ved NTNU har vært Marco Semini, Erlend Alfnes, Fabio Sgarbossa, Hans-Henrik Hvolby og Heidi Carin Dreyer, med bidrag fra doktorgradsstipendiatene Giuseppe Fragapane, Emrah Arica, Daryl Powell, Natalia Iakymenko, Sven-Vegard Buer og Olumide Oluyisola.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 5

09.07.2021 13:29:53

6

produksjonslogistikk 4.0

Fra Sintef har Geir Lundgaard-Soug, Terje Skarlo, Erik Gran og Lars Skjelstad vært viktige fagpersoner. Forfatterne er takknemlige for alle små og store bidrag fra disse fagekspertene i utviklingen av grunnlaget for boka. I tillegg vil vi rette en takk til masterstudentene Anna Maria Therese Estefors og Ørjan Håvik for hjelp med figurer og tabeller.

En rekke bedrifter har bidratt, og vi retter en spesiell takk til følgende: • Brynild AS, ved Mathias Holm og Haris Jasarevic • Pipelife Norge, ved Kjell Larssen, Sigmund Aandstad og Hans Mogstad • Håg, ved Jostein Tornes, Helge Lien, Ole Holden, Geir Bergh, Carl Peter Aaser og Arne Horten • Orkel AS, ved Jarl Gjønnes, Erlend Gjønnes og Gjermund Kambestad • Ulstein International AS, ved Per Olaf Brett og Jose Jorge Garcias Agis Dette er kreative og dyktige fagfolk og ledere – som spesielt er ivrige etter å dele sine kunnskaper og erfaringer med studenter, forskere og andre.

Trondheim, juni 2021 Jan Ola Strandhagen, Anita Romsdal og Jo Wessel Strandhagen

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 6

09.07.2021 13:29:53

Innhold Kapittel 1

Fra forretningsmodell til styringsmodell ......................................................... 11 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

Om produkter og produksjon, og hva er produksjonslogistikk? .................................. 11 Historisk utvikling ......................................................................................... 13 Marked, kunder og produkter ........................................................................... 17 Forretningsmodeller ...................................................................................... 19 Produksjonslogistikk og økonomi ...................................................................... 20 Produksjonsstrategier, styringsformer og styringsprinsipper ..................................... 23 Styringsmodeller .......................................................................................... 23 Digitalisering og teknologiutvikling .................................................................... 23 Bærekraft ................................................................................................... 27

Kapittel 2

Styringsform, styringsprinsipp og klassifisering av produksjon ...................... 28 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

Styringsformer og kundeordrens dekoblingspunkt (KODP) ....................................... 28 Klassifisering av produksjon ............................................................................. 29 Masseproduksjon, serieproduksjon, stykkproduksjon og masseprodusert skreddersøm .... 30 Fra styringsform til styringsprinsipp ................................................................... 33 Trykk eller sug av varer gjennom produksjonen ...................................................... 35 Seriestørrelser og frekvenser ............................................................................ 38 Hvordan marked, produkt og etterspørsel påvirker styringsform og -prinsipp ................. 39 Hva i produksjonen påvirker styringen? ............................................................... 42

Kapittel 3

Rammeverk og grunndata for styring ............................................................. 43 3.1 3.2

Rammeverk for styring ................................................................................... 43 Grunndata .................................................................................................. 45

Kapittel 4

Prinsipper for produksjonsstyring .................................................................. 51 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

MRP og MRPII – material requirements planning og manufacturing resource planning ...... 51 Syklisk styring – syklisk planlegging ................................................................... 66 Flaskehalsstyring .......................................................................................... 68 Utjevning av produksjon – heijunka .................................................................... 74 Sugbasert styring ved bruk av kort – kanban ......................................................... 78 Sugbasert styring ved bruk av to-kasse-systemet ................................................... 82 Sugbasert styring ved bruk av MIN-MAKS-styring................................................... 83 Ferdigvarelagerstyrt produksjon – klassisk lagerstyring ............................................ 85 Prosjektstyringsmetodikk for noen typer kundeordrestyrt produksjon .......................... 88

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 7

09.07.2021 13:29:53

8

produksjonslogistikk 4.0

Kapittel 5

Operativ planlegging og styring av produksjonen .......................................... 90 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

Hva er god planlegging og hva er en god plan? ...................................................... 92 Tidligst mulig eller senest mulig start innen tidsperioden .......................................... 96 Planlegging av én eller flere ressurser i parallell ...................................................... 97 Sekvensering og rekkefølgestyring for en ressurs ................................................. 100 Planlegge for flere maskiner samtidig – med ensrettet flyt (flow shop) ........................ 109 Planlegge for flere maskiner samtidig – med ikke-ensrettet flyt (job shop) ................... 114 Løsningsmuligheter og metoder ..................................................................... 114 Antagelser, hendelser og behov for dynamisk planlegging ...................................... 114 Kan styring bli smartere? ............................................................................... 116

Kapittel 6

Det fysiske systemet for produksjon og logistikk .......................................... 118 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

Fabrikker og organisering av produksjon og logistikk............................................. 118 Layout og materialflyt................................................................................... 119 Intern materialflyt og materialhåndtering ........................................................... 128 Transport og distribusjon .............................................................................. 139 Nettverk av fabrikker.................................................................................... 140

Kapittel 7

Produksjonsbedriften i verdikjeden og omverdenen .................................... 142 7.1 7.2 7.3 7.4

Verdikjedestyring........................................................................................ 142 Nedstrøms verdikjede; marked, kunder, etterspørsel, prognostisering og ordrer ........... 144 Oppstrøms verdikjede; innkjøp, leveranser og leverandører .................................... 150 Bedriften i et makroperspektiv ........................................................................ 153

Kapittel 8

Digitale informasjonssystemer ..................................................................... 156 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7

ERP – enterprise resource planning-systemer...................................................... 156 MES – manufacturing execution systems ........................................................... 158 SCADA – supervisory control and data acquisition ................................................ 159 APS – avanserte planleggings- og schedulingsystemer .......................................... 159 WMS – warehouse management system ............................................................ 160 VMI – vendor managed inventory system ........................................................... 161 Relaterte digitale systemer ............................................................................ 162

Kapittel 9

Styringsmodell; metodikk og case ................................................................ 164 9.1 9.2 9.3

Detaljert metodebeskrivelse for utvikling av en styringsmodell ................................. 167 Kjennetegn ved en god styringsmodell.............................................................. 181 Illustrasjonscase Hyllefab AS .......................................................................... 183

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 8

09.07.2021 13:29:53

innhold

9

Kapittel 10

Lean produksjonslogistikk og digitalisering .................................................. 196 10.1 10.2 10.3 10.4

Hva er lean produksjon og Toyota production system? ........................................... 197 Lean styring .............................................................................................. 199 Jidoka ...................................................................................................... 202 Lean og digitalisering ................................................................................... 204

Kapittel 11

Produksjonslogistikk og bærekraft ............................................................... 208 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5

Definisjoner og perspektiver .......................................................................... 208 Rammeverk for bærekraft – de tre pilarene ......................................................... 210 Konsepter for bærekraftig produksjon og logistikk ................................................ 212 Metoder for analyse av bærekraft ..................................................................... 213 Viktige aspekter knyttet til produksjonslogistikk................................................... 213

Kapittel 12

Industri 4.0, digitalisering og ny teknologi.................................................... 217 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7

Definisjon av digitalisering og Industri 4.0 .......................................................... 217 Teknologisk utvikling ................................................................................... 218 Viktige konsepter ........................................................................................ 219 Fordeler med digitalisering av produksjonslogistikk .............................................. 221 Muliggjørende teknologier ............................................................................ 223 Industri 4.0 for alle? ..................................................................................... 228 Oppsummering ......................................................................................... 229

Kapittel 13

Case .............................................................................................................. 230 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5

Brynild AS ................................................................................................. 231 Pipelife Norge ............................................................................................ 242 Håg ........................................................................................................ 249 Orkel AS ................................................................................................... 263 Ulstein Group ASA....................................................................................... 273

Kapittel 14

Begreper ....................................................................................................... 278 Referanser .................................................................................................... 285 Anbefalt litteratur ......................................................................................... 286

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 9

09.07.2021 13:29:53

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 10

09.07.2021 13:29:53

Kapittel 1

Fra forretningsmodell til styringsmodell Vi starter med å definere fagområdet produksjonslogistikk og forklarer hvilken plass dette har i tilknytning til utvikling og produksjon av produkter. Viktige aspekter ved produkter, markeder og forretningsmodeller beskrives. Videre gis det et historisk tilbakeblikk, og vi introduserer de to store utviklingsområdene som vil påvirke produksjonslogistikk i fremtiden; digitalisering og bærekraft.

1.1 Om produkter og produksjon, og hva er produksjonslogistikk?

I dag er det umulig å tenke seg en verden uten varer, uten produkter. Vi spiser og drikker dem, vi bruker dem og forbruker dem, eller vi kjøper og investerer i dem for å bruke dem til vår egen verdiskaping. Vi snakker om brød og melk, klokker og mobiler, biler og møbler, maskiner, byggevarer og alt mulig vi kjenner i hverdagen eller i samfunnet. Alle disse varene av ulik type, som vi skal gruppere og definere i et senere avsnitt, er laget av noen, gjerne flere, med den hensikt å selge dem på et marked til en eller flere kunder.

Salgsprisen, og den totale inntekten av salget av disse produktene, er helt avgjørende.

Denne inntekten må overstige den totale kostnaden med å få produsert og levert varen til kunden. Dermed kan man skape et overskudd på all den arbeidsinnsats, utstyrskostnad og kapitalkostnad som har gått med til å gjøre varen klar til kunden.

De aller fleste produktene produseres i dag i en kjede av prosesser og aktører som vi kaller en verdikjede. Det er et stort antall aktører, mennesker og bedrifter involvert. I dag er typisk hvert ledd, steg eller del av denne kjeden svært spesialisert, der det ene leddet bare utfører én enkelt operasjon i en kjede av mange ledd foran og etter i vareflyten.

Hvilke prosesser og operasjoner som utføres, er svært avhengig både av hvilke produkter man lager, hvilke markeder man leverer til og hvordan man leverer til disse markedene.

Likevel kan vi lage en oversikt over de mest vanlige fysiske prosessene i en verdikjede: • Utvinning, innhøsting og produksjon av råvarer, for eksempel gruvedrift, fiske, jordbruk og skogsdrift • Omforming av varer, det vi oftest kaller produksjon, for eksempel koking, smelting, støping, eller skjæring av de råvarene man bruker • Montasje og sammensetting av komponenter til produkter

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 11

09.07.2021 13:29:53

12

produksjonslogistikk 4.0

• • • • • •

Pakking og emballering Forflytning av råvarer, emballasje og ferdige produkter internt i produksjon og lager, det vi kan kalle materialflyt og materialhåndtering Forflytning av råvarer, emballasje og ferdige produkter utenfor fabrikken, det vi kaller transport og distribusjon Lagring av varer på ulike steder i verdikjeden Fremvisning av varene, hovedsakelig i butikker og andre utsalgsteder Utlevering til kunde, enten i butikk eller til kundens bosted eller virksomhet

I tillegg har vi de administrative prosesser og systemer som er nødvendig for å initiere eller opprettholde de fysiske prosessene: • Markedsføring og merkevarebygging • Ordre-/bestillingsprosesser • Planleggings- og styringsprosesser • Informasjons- og kommunikasjonssystemer • Økonomi og regnskapssystem, for faktura, betaling, momsberegning osv.

• Produktutvikling og engineering • Produksjonsstrategi og utvikling av teknologi og utstyr • Rekruttering og utvikling av mennesker • Strategi og ledelse Alle disse prosesser og systemer har en kostnad, både i investering og drift, som i sum må være lavere enn den verdi kundene betrakter at produkter har, og som de er villige til å betale for produktene.

Mange produkter selges også med tjenester knyttet til seg, for eksempel vedlikeholdsavtaler eller oppgraderingsavtaler. Avtaler om stadig å kunne bytte sin mobil til nyeste versjon er et eksempel. Beskrivelse av hvordan man tjener pengene knyttet til produktene er en del av det som kalles en forretningsmodell. Vi ser at disse er i stadig endring.

De ulike markeder, kunder og produsenter er stadig mer innvevd i hverandre. Derfor er det i dag mer snakk om verdinettverk enn rettlinjede verdikjeder.

Vi definerer en produksjonsbedrift som en bedrift eller virksomhet som har som sin kjernevirksomhet å utvikle, produsere og levere produkter – og det er en slik bedrift som gir hovedperspektivet for det faglige innholdet i denne boka. Men det er hele tiden viktig å se denne produksjonsbedriften som en del av en verdikjede eller et verdinettverk.

I dag er det umulig å være en del av samfunnet uten å være opptatt av bærekraften i det samme samfunnet. Bærekraft som begrep tok fart i 1987 etter en rapport fra Brundtlandkommisjonen om bærekraftig utvikling. Rapporten argumenterte for viktigheten av å møte nåtidens behov uten å gå på akkord med fremtidige generasjoners muligheter til å møte sine egne behov (World Commission on Environment and Development, 1987).

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 12

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

13

De økonomiske elementene av bærekraft har alltid vært i fokus, selv om innhold og aspekter i disse også er i endring. De sosiale aspekter, i industrien typisk knyttet til fordeling av verdier og sikre og trygge arbeidsplasser, har også vært fremtredende. Men det er først og fremst de miljø- og klimamessige sidene ved produkter, produksjon og logistikk som endelig – og heldigvis – har fått oppmerksomhet, og derfor vier vi et eget kapittel til dette i boka.

For å oppnå lave kostnader har stordriftsfordeler vært i fokus. Å produsere i store antall uten å endre eller omstille maskiner gir lav enhetspris og høy kapasitetsutnyttelse.

Fokuset på å redusere lager og å skape raske, responsive verdikjeder har økt voldsomt de siste tiårene. Kostnadene knyttet til varer som ikke blir solgt og må vrakes eller behandles på nytt, er også viktig.

Hvordan man organiserer og styrer produksjonen og logistikken, er avgjørende for å skape lønnsomme og bærekraftige produksjonsbedrifter. Vi kaller dette produksjonslogistikk, og en definisjon i listeform over hva som innbefattes er: • Styringsform eller leveranseform • Styringsprinsipp • Planleggingsprosesser på ulike områder og nivå • Informasjonshåndtering • Forsyningskjeden, også kalt oppstrøms verdikjede (supply chain) • Leveransekjeden eller distribusjonskjeden, også kalt nedstrøms verdikjede (demand chain) • Layout og materialflyt eller vareflyt • Lagerstyring • Bruk av prognoser • Digitale systemer for styring og prosesser (inkludert de mest vanlige IKT-systemer) I noen sammenhenger er det naturlig å definere de tekniske innretninger og utstyr for intern vareflyt (for eksempel transportbånd, roboter, gripere osv.) som en del av produksjonslogistikken, men disse kan også regnes som en del av det tekniske produksjonssystemet.

1.2 Historisk utvikling Det kan være nyttig å ha et bilde av utviklingen i samfunnet over lang tid som et bakgrunnsteppe for å forstå dagens situasjon og begrensninger. Vi har de løsningene vi har, fordi de er blitt utviklet over tid, med de begrensninger som ligger i tenkningen og teknologien i de ulike tidsepokene.

For noen tusener av år tilbake i tid var vi jegere og samlere som levde alene eller i små grupper. Vi laget det vi fikk til å lage av greiner, steiner og det vi fant eller fanget. Vi laget

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 13

09.07.2021 13:29:53

14

produksjonslogistikk 4.0

tingene selv, og vi kan si at vi var våre egne kunder. Fra generasjon til generasjon lærte man å overleve ved å utnytte det man kunne få til selv. Etter hvert begynte man å gruppere seg og fordele oppgaver til hverandre. Noen jaktet, noen holdt liv i bålet og andre tok seg av barna. Etter hvert ble enkeltpersoner flinkere til å gjøre noe enn andre, og spesielt begynte enkelte å bli gode på å lage gjenstander som kniver, økser og spyd til jakt. Dette var den første spesialiseringen, og man begynte også å handle med hverandre. En slik utvikling foregikk på ulike tider i ulike områder og på forskjellige kontinenter. Mye var avhengig av den naturen man levde i; hvilke materialer som fantes, hva som kunne dyrkes og hva slags utstyr som trengtes. I Norge med vår lange kyst ble man selvsagt knyttet til sjø og hav og ble spesielt flinke til å lage utstyr for fiske og behandling av fisk, og båter og skip.

Spesialiseringen utviklet seg videre, og vi fikk håndverkere som smeder, tønnemakere og syersker. Gjennom tusener av år utviklet disse sine kunnskaper og evner, gjerne overlevert fra mor til datter eller far til sønn. Men fortsatt laget man én og én gjenstand, med bruk av for eksempel varme fra ild og med manuelt drevne blåsebelger. Ofte var produktene bestilt av kunden, men man solgte etter hvert også sine produkter på markeder.

Det finnes også utover i forrige årtusen eksempler på fabrikker, for eksempel skipsverft, med store anlegg for å produsere mange båter i rask rekkefølge. Et kjent eksempel er Arsenal i Venezia som laget alle mulige slags handelsfartøy og krigsskip. På verftet standardiserte man delene som skulle brukes i mange ulike typer båter og gjorde dem klar for å monteres. Båtene ble satt sammen på produksjonslinjer, hvor hver båt ble unik, slik arkitektene og skipsingeniørene hadde tegnet dem. Hver båt ble unik, men var bygget av standard deler. På denne måten fikk man raskt bygget unike skip – i dag ville vi kalt dette masseprodusert skreddersøm.

Det er mange ulike hendelser og oppfinnelser som kan betegnes som først i den første industrielle revolusjon. Man utviklet maskiner som var drevet for eksempel på damp for å produsere eller for å forflytte.

Allerede på 1500-tallet utviklet man drivverk basert på damp. Det var imidlertid først i 1781 at James Watt patenterte en dampmaskin med en kontinuerlig roterende bevegelse.

I 1764 utviklet veveren James Hargreaves en maskin, etter hvert kalt Spinning Jenny, som revolusjonerte produksjonen av garn (figur 1.1).

Med denne maskinen kunne en person fremstille åtte eller tolv spoler garn i parallell, og dette revoluFigur 1.1 Spinning Jenny – verdens første spinnemaskin sjonerte produksjonseffektiviteten. i industriell bruk (© Morphart Creation / shutterstock)

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 14

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

15

Maskinene var svært spesialiserte og laget for eksempel stoff eller kvernet korn. Men spinnemaskinen var ikke drevet av en maskinell kraft.

Rundt 1900 kom noen store endringer, hvor man virkelig utviklet evnen til å masseprodusere. Forbrenningsmotorer og elektriske motorer ble oppfunnet, og man kunne masseprodusere på helt nye måter. Velkjent er Henry Fords fabrikker med samlebånd, hvor man var i stand til å masseprodusere biler i en fart og til en lavere kostnad enn man noen gang hadde sett. Man lagde tusenvis av helt like biler i samme farge, med helt standardiserte arbeidsprosesser. Og kunder som nå fikk råd til å kjøpe seg bil, aksepterte at alle kjøpte en akkurat lik bil som de selv kjøpte. Denne utviklingen er i ettertid blitt kalt for den andre industrielle revolusjon.

Den teknologiske utviklingen var formidabel gjennom hele 1900-tallet, og elektrisk kraft som ble distribuert overalt, sammen med elektronikk og datamaskinenes inntog, var ekstremt viktig for produksjon. Elektrisk drevne maskiner, med avansert elektronisk styring, banet veien for at datamaskiner etter hvert kunne styre maskinene. Presisjonen økte, farten økte og prisene gikk ned. Litt forenklet kan man si at det var masseproduksjonstenkningen som rådet; jo flere like du laget etter hverandre, jo billigere ble det. Du slapp å stille om maskiner, og du kunne produsere nye produkter hele tiden. Så lenge markedet aksepterte det, var dette riktig løsning. I vid forstand benevnes datamaskinenes inntog i produksjon som den tredje industrielle revolusjon.

Etter hvert økte kostnadene ved lagring og risikoen for ikke å få solgt det man hadde laget for noen typer produkter. I mange sammenhenger var det ikke plass eller mulighet til å ha lager av råvarer eller ferdigvare. Dette var spesielt relevant i Japan, hvor både bilindustrien og elektronikkindustrien vokste i etterkrigstiden. Det ble utviklet nye produksjonskonsepter som fokuserte på å unngå sløsing, god materialflyt og lite lager, og å produsere i det antall kunden ønsket. Det mest kjente av disse konseptene er Toyota Production System, som er mye av grunnlaget for lean produksjon (lean manufacturing).

Fokuset her er fortsatt standardisering og forenkling, men kombinert med fokus på verdiskapende aktiviteter.

Parallelt med utviklingen fra håndverk til industrialisering og masseproduksjon har vi også forandret all den industrien som leverer kundespesifiserte produkter. Her snakker vi både om produksjon av store og avanserte produkter, for eksempel skip og fly, og om store bygg og anlegg som broer og jernbaner. Evnen til å produsere akkurat den båten rederen ønsker, er avgjørende. Produksjonstiden er lang og kostnaden er gjerne høy, men kravet til funksjonalitet tilpasset kunden er viktigere.

I en slags vekselvirkning mellom masseproduksjon og produksjon av kundetilpassede produkter har det utviklet seg et eget konsept; masseprodusert skreddersøm.

Dette konseptet er drevet fram av kundenes kjøpekraft og behov; man ønsker seg et tilpasset produkt, men ønsker ikke å betale for mye ekstra. Man snakker her om det å produsere standardkomponenter som kan settes sammen på mange ulike måter, eller

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 15

09.07.2021 13:29:53

16

produksjonslogistikk 4.0

om å kombinere en eller noen få kundespesifiserte deler med et stort antall standarddeler for å lage et unikt produkt.

De siste tiårenes rivende utvikling innen data og kommunikasjonsteknologi, i dag sier vi gjerne digital teknologi, har og vil ha stor betydning. Datamaskinens kostnad er drastisk redusert, ytelsen har steget og den er blitt mobil. Internett er tilgjengelig overalt, og digitale prosesser har erstattet både fysiske prosesser og informasjonshåndteringsprosesser. Vi bestiller våre flybilletter og parkering på mobil, vi styrer varmeovnene på hytta fra hjemmet, og vi kan overvåke «alt og alle». I en industriell sammenheng samles begreper som tingenes internett (Internet of Things) og cyber-fysiske systemer (cyberphysical systems) i det overordnede begrepet Industri 4.0, og dette omtales som den fjerde industrielle revolusjonen. Et eget kapittel i boka er viet dette.

Et siste hovedtema i den historiske utviklingen som må nevnes, er globaliseringen i samfunnet generelt og i industrien spesielt. Dette må også ses i sammenheng med den geografiske spesialiseringen vi fortsatt har. Gjennom utvikling i transportteknologi av alle slag, internasjonale organisasjoner og konsern, og all kommunikasjonsteknologi kan vi kommunisere, handle og samhandle over hele kloden. I starten var evnen til å produsere mat, utvinne mineraler eller produkter basert på geografi. Gjennom de siste hundre årene har ulikheter i kostnadsnivå ført til at mer og mer produksjon er blitt flyttet dit hvor lønnskostnadene har vært lavest. Eksempler som Hongkong, Kina, Vietnam og Øst-Europa er typiske.

Globaliseringen av markedene er også sentral. Det at man kan selge de samme produktene over hele verden, kombinert med at transportkostnaden kun utgjør en liten brøkdel av totalkostnaden, muliggjør masseproduksjon på ett eller et fåtall steder og produktene blir distribuert til hele verden. De samme merkevarene er globalt kjent, og dette styrker de store aktørene med globale muskler.

Bruker vi Norge som eksempel, ser vi noen tydelige utviklingstrekk. Norge var et fiske-, fangst- og jordbrukssamfunn, etter hvert med bergverksdrift av ulike typer malm. Rundt midten 1800-tallet kom industrialiseringen til Norge ved at driftige forretningsmenn kjøpte maskiner, spesielt fra Storbritannia, og tok dem med til Norge. Disse skapte grunnlaget for tekstilproduksjon langs Akerselva i Christiania (Oslo) og i bygdesamfunn på Vestlandet. Så sent som på midten av 1900-tallet hadde vi stor produksjon av klær, sko og møbler i Norge.

Vi hadde mange importerte maskiner og kompetanse fra spesielt Storbritannia og Tyskland og etablerte fabrikker. Samtidig gjorde den positive lønnsutviklingen i Norge og mange andre vestlige land manuelt arbeid dyrt. I dag produseres det knapt klær og sko i Norge, og stadig mindre møbler. Likevel ser vi også noen bransjer og bedrifter hvor det fortsatt produseres og satses videre. Vi har bygget båter i tusenvis av år, men har færre skipsverft enn før. Samtidig ser vi at norske skipsverft kan overleve og utvikle seg fordi de har en unik kompetanse på kundeforståelse, engineering og problemløsning. Ved å utnytte for eksempel delproduksjon fra leverandører i land med lavere kostnadsnivå er de fortsatt konkurransedyktige. Vi har

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 16

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

17

en rekke store smelteverk langs kysten og nær store fossefall. De ble etablert for å utnytte billig og ren strøm. I dag er fordelen med lav strømkostnad mye mindre, men anleggene er så gode og kompetansen er så sterk at de blir værende. Vi bygde gruver og utvant mineraler og importerte tysk kompetanse både til Røros og Kongsberg. På Kongsberg og Raufoss (hvor man etablerte en ammunisjonsfabrikk) evnet man å utvikle denne kompetanse til etter hvert å både lage avanserte komponenter til bilindustrien og forsvarsindustrien, og ved å kombinere med elektronikk, lage avansert utstyr til maritim industri.

Vår industri i dag er fortsatt i stor grad et resultat av vår geografi og natur, kombinert med bevisste satsinger både fra private og statlige bedrifter. Spesialkompetanse er blitt utviklet og har gitt nye produkter og innovasjoner på nye områder. Men vår eksport fra industrien, målt i kroner, domineres fortsatt av olje, gass og fisk.

1.3 Marked, kunder og produkter Begrepene marked og kunder, og ulike teorier og metoder knyttet til dette, er store temaer og beskrevet både i bøker og annet materiell. Her skal vi gi en kort innledning om marked og kunder i relasjon til produksjon og produksjonslogistikk.

Et produkt må møte eller treffe et marked på en eller annen måte, og bli kjøpt av en kunde i dette markedet. Det er mange ulike måter å definere eller gruppere et marked på. Én type inndeling er å skille mellom privatmarkedet og bedriftsmarkedet. Privatmarkedet kan også betegnes personmarkedet.

Sett fra en produsent eller leverandør er det aktuelt å skille mellom et hjemmemarked og et eksportmarked, og eksport kan gjerne deles i ulike regioner. Det vil nesten alltid være regler og mekanismer som varierer med landet man opererer i, for eksempel ulike tollsatser og avgifter, og dokumentasjonskrav. For produkter som krever brosjyre, vil for eksempel språk være avgjørende. Alle har sett en bruksanvisning for elektronikk eller hvitevarer med informasjon på mange språk. Dette fordi det er billigere og enklere å produsere og levere en lik bruksanvisning for alle marked, selv om brosjyren sier det samme på 20 ulike språk.

Et viktig moment er hvordan salget foregår. Er det enkeltsalg av enkeltprodukter, eller er det langsiktige avtaler? Et abonnement på en papiravis er langsiktig, mens løssalget av de samme avisene i kiosken er noe annet. Utgiveren vet hvor mange aviser som skal leveres ut i aviskassene, men har lite visshet om hvor mange som blir solgt hver dag fra avisstativene. Og begge disse produktene er i ferd med å erstattes av digitale versjoner – men dette skal vi ta opp senere.

Hvorvidt produktene er helt eller delvis spesifisert av kunden, er viktig. I den ene ytterligheten selger man standardprodukter i et åpent marked, typisk i butikker. I den andre enden finner vi produkter som er helt spesifisert av kunden. Et typisk eksempel er et skip bestilt med komplette funksjonskrav fra en reder.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 17

09.07.2021 13:29:53

18

produksjonslogistikk 4.0

Kompletterende produkter er produkter som produseres og kan selges hver for seg, men som også kan selges sammen. Et typisk eksempel er ski og skibindinger; de fleste ski som er i bruk, har sin egen faste, påmonterte binding, men disse monteres ofte først i butikken. Skisko har også koblinger til ski og bindinger, men ikke like sterk. Du bruker gjerne samme sko til ulike skipar.

Substitutter er produkter som kan erstatte hverandre, for eksempel ulike typer brød.

I butikken velger du det ene framfor det andre. Er butikken utsolgt for en type, kan du velge en annen.

Et marked, og produktene som selges til kunder i dette markedet, vil ofte være utsatt for svingninger. Det kan være sesongsvingninger, eksempelet med ski er enkelt å bruke. Mange typer klær har også sesong, selv om noen typer klær, for eksempel undertøy, er mye mindre sesongbetont enn for eksempel utesko. Andre viktige svingninger finner vi ved høytider, ferie, skolestart osv. For noen bedrifter er salget før jul avgjørende for hele årsomsetningen.

Salget av produktene kan også variere mindre systematisk og mer uforutsigbart. Vi snakker ofte om usikkerhet og variasjon i etterspørselen. Været påvirker for eksempel salget av grillmat, og en mild vinter påvirker salget av ski og vinterutstyr.

Et produkts levetid i markedet er viktig. Dette kan påvirkes av den teknologiske utviklingen, som for eksempel for mobiltelefoner hvor nye og bedre modeller lanseres hyppig.

Levetiden kan også påvirkes av moter som ikke skyldes teknologi.

Produktets holdbarhet er viktig. Dette er åpenbart for matvarer, selv om holdbarheten kan variere fra én dag, for eksempel for brød, til hermetikk som kan holde i mange år. Også andre produkter har begrenset holdbarhet, for eksempel elektronikk, legemidler og kjemikalier.

Sesongvariasjon kan også ha sitt utspring i produktenes sesong; norske jordbær finnes i butikkene noen få uker i året, og lammekjøttet er kun ferskt om høsten. Grisene, derimot, slaktes hele året og det er alltid tilgang på ferskt svinekjøtt.

Mange bedrifter sier at markedet og kundene styrer det de lager og leverer. Samtidig er det de leverer, ofte begrenset av både utstyr, teknologi og kompetanse de har. Likevel er evnen til å tilby flest mulig varianter eller spesialiteter innenfor et produktsegment eller kundegruppe viktig.

Et avgjørende spørsmål er om en bedrift lager mange ulike produkter av én råvare.

Dette kaller vi et en-til-mange-produkt. Melk er et forståelig eksempel for de fleste. Det kan lages hundrevis av ulike produkter fra melk; helmelk, skumma melk, yoghurt, ost osv.

Samtidig kan råvaren melk kombineres med andre råvarer som frukt, bær og korn – og yoghurten blir da også et mange-til-en-produkt.

Emballasjen er ofte helt avgjørende for produksjonslogistikken. Vannmelon kjøpes ofte hel som den er, uten noen form for innpakning. De aller færreste av oss har kjøpt melk uten emballasje. En bil og en fritidsbåt kommer uten emballasje, men nesten alt annet vi kjøper, er pakket inn. Og vi kjenner emballasjen på Coca-Cola-flaska like godt som vi kjenner innholdet, og det er emballasjen som brukes i markedsføringen.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 18

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

19

En annen klassifiseringsakse er om produktene er forbruksvarer eller innsatsvarer.

Mat er en gruppe typisk forbruksvare, det samme vil vi nok si at klær er. Med innsatsvarer mener vi produkter som brukes til å produsere noe med, for eksempel en maskin som skal brukes i en fabrikk. Grensene er ikke så entydige.

Noen produkter selges sammen med en tjeneste – for eksempel garanti og service, oppgraderinger og årlig vedlikehold. Gode eksempler her er rutere til internett og alarmer for privathus hvor mange tilbyr produktene nesten «gratis», men forutsetter et abonnement med en viss bindingstid.

1.4 Forretningsmodeller Vi bruker begrepet forretningsmodell som en beskrivelse av hvordan bedriften opererer.

Det kan sies at forretningsmodellen er en utdyping og detaljering av forretningsideen, og den «svarer» på spørsmålene: • Hvem er kundene, og hvordan skal vi nå fram til dem?

• Hva er verdi for kunden?

• Hva skal vi levere?

• Hvordan tjener vi penger i denne bransjen med våre produkter?

• Hva er den underliggende økonomiske logikken som forklarer hvordan vi kan levere verdi til kunden med fornuftige kostnader?

Noen litt utdypende eksempler som alternative svar på disse spørsmålene følger.

Ser vi på kunder, kan dette være familier eller enkeltpersoner. Mat selger man gjerne til familien, mens klær er mer individuelt. Er det enkeltsalg hvor man møter kunden i butikken? Er kundegruppene fordelt geografisk eller aldersmessig? Er det bedrifter av en viss type som er kundene? Dette er noen få av alternativene som finnes.

Med tanke på hva vi skal levere til kunden; er det produktet alene? Eller er det et sammensatt produkt? Er det noen form for abonnement? Skal vi tilby tjenester, som for eksempel garantier og vedlikeholdsavtaler? Eller er det adgang, for eksempel til internett, som er det som gir verdi for kunden, mens det fysiske produktet; kabelen og ruteren, kun er en muliggjører av denne verdien?

Andre tema er markedsføring og profilering, direkte salg på døren eller salg i butikk og mulighet for langsiktige leveringsavtaler. Igjen er alternativene og muligheten mange.

Foregår salget først og leveransen etterpå? Eller leveres og lagres varen i butikken slik at salget foregår ved at kunden finner og plukker med seg varen?

Salg gjennom internett er voksende, og innebærer en kraftig endring av forretningsmodellen for de som har solgt kun gjennom butikker. Størst har endringene vært for grossist- og handelsvirksomheter, men også for mange produksjonsbedrifter er det endringer på gang.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 19

09.07.2021 13:29:53

20

produksjonslogistikk 4.0

Den økonomiske logikken handler om hvordan man skaper en positiv forskjell mellom totalkostnaden og summen av inntektene man har. Produserer og leverer vi store volumer med relativt små marginer, da ofte billige produkter med begrenset kvalitet? Eller er det høykvalitetsprodukter som gir høy verdi for kunden, med mer ressursbruk i å lage hvert enkelt produkt? Det er svar på denne type spørsmål som må nedfelles i den logikken som utgjør bedriftens forretningsmodell.

1.5 Produksjonslogistikk og økonomi I en produksjonsbedrift vil målet være å skape størst mulig overskudd, altså en avkastning på den kapital man har investert. I et bærekraftperspektiv handler det også om langsiktig overskudd og dermed økt verdi på investeringer som er gjort.

Overskuddet skapes som forskjellen mellom inntektene fra salg av produktene og de kostnader som er knyttet til investeringer og drift. Bedrifter er pålagt å føre regnskap, betale avgifter og skatter, og rapportere disse til myndighetene. Tema som investeringsanalyser, nåverdiberegning, driftsregnskap, balanseregnskap og merverdiavgifts- og skatterapporter er viktige, og det anbefales å sette seg inn i disse uten at temaene er gjengitt her. Under vil vi omtale noen viktige aspekter som knytter sammen økonomi og produksjonslogistikk.

Begrepet storskalafordeler er viktig. Dette knyttes både til innkjøp, produksjon, forflytning og transport. Hovedpoenget er at jo flere du kan kjøpe, lage eller forflytte samtidig, jo lavere blir kostnaden per enhet. Dersom man stiller om en maskin for å lage en spesiell del, kan dette for eksempel ta to timer. Å produsere hver del tar kanskje fem sekunder. Jo flere deler du produserer av samme type, jo flere kan du dele kostnaden med de to timene med omstillingstid på. Det vil altså bli billigere jo flere like deler du lager. Dette er et enkelt og korrekt regnestykke. Men det er ikke nok å regne slik. Hvis du produserer for mange deler for tidlig, og kanskje ender opp med ikke å få brukt alle, blir effekten motsatt. Da har du brukt maskintid, materialer osv. uten å få noen inntekt.

Det samme prinsippet gjelder innkjøp og transport. Kjøper du inn varer sjelden, men mye hver gang, bruker du liten tid og har dermed lav kostnad. I tillegg får du kanskje kvantumsrabatter ved innkjøp. Fyller du opp lastebilen helt, gjerne med en type varer som hentes på samme sted, bruker du liten tid og kostnad per vare. Men igjen, du må lagre varene i lang tid, med risiko for at de blir for gamle og ødelagt, eller mangler andre varer fordi du kjøpte for mye av den ene typen.

Konklusjonen er at storskalafordelene er reelle og viktige, men de må alltid veies mot andre faktorer som også påvirker økonomien.

Et annet viktig økonomiaspekt er investeringer, spesielt i maskiner og utstyr. For å beregne gevinsten av en investering gjør man et anslag for hvor lang brukstid eller høyt belegg maskinen vil ha. Jo høyere belegg, jo bedre; da blir det flere å dele investeringskostnaden på. Når investeringen derimot er gjort og man er over i daglig drift, er det viktig å tenke annerledes.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 20

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

21

Figur 1.2 Operatører på en montasjelinje i bilindustrien, den bransjen hvor storskalafordelene er mest typisk (© muph / shutterstock)

Å skape høyt belegg ved å produsere mer på den nye maskinen er bare rett hvis man virkelig trenger de delene eller produktene.

Automatisering og bruk av roboter har de siste tiårene vært det viktigste området for investering og utvikling i produksjon. Den klassiske utfordringen har vært å få opp volumene på antall produkter eller komponenter, for å kunne forsvare å investere i roboter som kan utføre en bestemt oppgave eller prosess. Teknologien er generelt blitt billigere, og mer fleksibel. Og et viktig element i tillegg; å muliggjøre at robotene jobber tett sammen med operatører for å bevare fleksibiliteten samtidig som man effektiviserer prosessene.

Det er også viktig å holde rede på forskjellen mellom beregnede kostnader og reelle utbetalinger. I lagerstyringssammenheng brukes begrepet lagerrente. Dette skal angi kostnaden ved å ha en vare på lager i et år. Denne skal dekke reelle kostnader som strøm og varme på lageret, lønn til operatørene som jobber der, risikoen for ukurans og mye mer.

Det er vanlig å regne dette som en lineær kostnad; at hver enhet koster like mye. Dette er imidlertid en grov forenkling. I tillegg er noen kostnader reelle utlegg, for eksempel lønn til operatørene, mens ukuransen kun er en beregnet kostnad. Du trenger ikke flere eller færre operatører om du har 90 eller 100 produkter stablet på pallen. Og du verken øker eller reduserer lysbehovet om du har en pall mer eller mindre på lageret.

Hvordan styring av produksjon og logistikk skal fungere, må baseres på en vurdering av alle reelle kostnader og ikke bare forenklede modeller som beskrevet over. Det er likevel begrenset hvordan man kan gjøre eksakte beregninger for å fange alle økonomiske aspekter.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 21

09.07.2021 13:29:53

22

produksjonslogistikk 4.0

Figur 1.3 Automatisering ved hjelp av roboter som jobber sammen med operatører på en montasjelinje i bilindustrien (© Phonlamai Photo / shutterstock)

Ulike typer digitale modeller og beslutningsstøtteverktøy blir stadig mer brukt i produksjon og produksjonslogistikk. Dette er alt fra enkle regneark til avanserte matematiske modeller og simuleringer. Utfordringen med å bruke slike støtteverktøy har vært å få godt nok datagrunnlag for modellene. Nå ser vi en rivende utvikling av slike digitale verktøy, og en økende mulighet for å skaffe detaljert informasjon i sanntid om hva som skjer i produksjon og logistikk. Kostnadene for å gjøre dette reduseres etter hvert som prisen på brikker, sensorer og lignende går ned. Dermed kan man samle inn data raskt og bruke disse dataene til å gjøre analyser av både flyt, kapasitet og kostnad – og dermed ta bedre beslutninger som har påvirkning på økonomien. Individstyring av produkter gjennom produksjonen gir også mulighet for å produsere enkeltprodukter i takt med etterspørselen, med samme kostnad som om man masseproduserte.

Denne boka fokuserer på produksjonslogistikk knyttet til produkter. Mange av perspektivene, teoriene og metodene er relevante og kan benyttes også på systemer og virksomheter som ikke leverer produkter, men tjenester. Dette kan for eksempel være et sykehus eller et anlegg for produksjon av elektrisk energi. I slike systemer snakker man om lønnsomheten av logistikken på en annen måte. Man setter krav til ytelsen, for eksempel skal sykehuset alltid kunne levere mat til alle pasienter til fastlagte tider og med riktig kvalitet. Og det økonomiske fokuset er å holde kostnadene så lave som mulig gitt at man oppnår denne ytelsen.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 22

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

23

1.6 Produksjonsstrategier, styringsformer og styringsprinsipper Valgene man tar med hensyn til marked og kunder, forretningsmodell og produktene man skal produsere og levere, er i stor grad med på å bestemme hvordan man skal styre produksjon og logistikk i bedriften. I tillegg er produksjonsstrategien viktig. Hvilken teknologi man har og hvordan man utvikler den, hvor man velger å produsere og hvordan man dimensjonerer produksjonskapasiteten, er aspekter som har stor innvirkning på hvordan man styrer.

Det er mange måter å beskrive bedriftens styringsform på, og det er en rekke prinsipper man kan benytte. Én dimensjon er om man velger å, eller må, produsere produktene før kunden kjøper dem, eller om man venter på en bestilling fra kunden før man produserer.

Selges produktene i en butikk, må varene finnes i butikken og de må da være produsert på forhånd. Når og hvor mye man produserer, bestemmes da basert på forventet salg og nivå på lagrene i butikk og hos en eventuell grossist. En slik styringsform betegnes som produksjon til lager.

Designes og utvikles produktene til hver enkelt kunde, defineres denne styringsformen som engineering på ordre. I kapittel 2 skal vi beskrive disse og flere styringsformer i detalj.

I tillegg har vi de ulike styringsprinsippene som kan anvendes, og disse presenteres i kapittel 4.

1.7 Styringsmodeller Det finnes ingen industristandard eller teknisk standard for hvordan man beskriver en bedrifts styring av produksjon og logistikk. For design og konstruksjon av produkter, for styrkeberegninger og mange andre oppgaver finnes etablerte standarder, og disse brukes også i utdanning av ingeniører, fagarbeidere og andre som skal benytte dem.

Fagmiljøet Produksjonsledelse ved NTNU, og tidligere også fagpersoner ved Sintef Logistikk, har derfor utviklet en modellbasert metodikk for å beskrive, endre og forbedre en bedrifts styring. Denne modelltypen har fått betegnelsen styringsmodell, ofte også kalt styringsmodellmetodikk. Denne metodikken er beskrevet i detalj i kapittel 9. Metodikken kan brukes til å beskrive bedrifter med ulike styringsformer og styringsprinsipp.

1.8 Digitalisering og teknologiutvikling I beskrivelsen av den historiske utviklingen av industri var vi inne på betydningen av teknologi og det vi gjerne kaller digitalisering. I dette avsnittet gir vi en oversikt over de områdene det pågår og vil pågå utvikling i tiden fremover. Digitalisering og ny teknologi beskrives i et eget kapittel, men her presenteres noen overordnede tema som har stor betydning for produksjon og logistikk.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 23

09.07.2021 13:29:53

24

produksjonslogistikk 4.0

1.8.1 Teknologi for produktutvikling (engineering), produksjon, montasje og forflytning Det pågår en stadig utvikling av hvordan de fysiske operasjonene foregår og hvilken type teknologi som brukes. Oppsummert ser vi følgende trekk: • Produksjonsmetodene utvikles til å bli raskere, mer fleksible og med evne til å produsere bedre kvalitet • Maskinene styres digitalt (tidligere kalt numerisk styring eller CNC), for eksempel datamaskinstøttet produksjon (computer-aided manufacturing, CAM) • Digital støtte til design og engineering, for eksempel styrkeberegninger og datamaskinassistert konstruksjon (computer-aided design, CAD) • Integrasjon mellom design, engineering og produksjon, tidligere kalt databasert produksjon (computer-integrated manufacturing, CIM) • Automatisering av produksjon gjennom automater og roboter • Styresystemer for maskiner og innretninger, for eksempel kybernetikk og SCADAsystemer • Mekanisering og automatisering av forflytning og håndtering, for eksempel ved bruk av transportbånd og bevegelige roboter • Additiv produksjon eller tredimensjonal «trykking» av produkter

Figur 1.4 Gaffeltruck montert på en AGV for automatisert vareforflytning på et lager (© MAX 3D Design / shutterstock)

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 24

09.07.2021 13:29:53

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

25

Figur 1.5 3D-printing muliggjør bygging av fysiske objekter basert på en tredimensjonal digital modell (© Solcan Design / shutterstock)

1.8.2 Integrerte, digitaliserte produkter og integrerte tjenester Industrielle produkter er i endring på mange måter, og disse endringene kan grupperes i følgende: • Nye materialer utvikles og endrer både kvalitet og funksjon, varighet og gjenbrukbarhet • Det utvikles en rekke tjenester rundt produktene; for bestilling, produktkonfigurering, leveringsoppfølging osv. Ofte er disse tjenestene basert på digitale løsninger.

• Produktene blir mer og mer avanserte i bruk, med elektronisk styring og automatikk, visuelle display for dialog med brukeren osv.

• Produkter integreres og styres som et system, både i fabrikker og anlegg, men også i private hjem og bygninger. Et eksempel er at alle varmekilder i et hus integreres og styres ved en felles styringsenhet med stor grad av automasjon.

1.8.3 Digitale systemer for kundedialog Området for digitalisering som kanskje er mest fremtredende for oss som kunder og kjøpere av varer, er digitalisering av informasjonsutveksling og bestillingsprosessen mellom kjøper og tilbyder.

Internetteknologien i vid forstand har gjort at markedsføring og dialogen med kundene skjer via nettet. Alt fra produktinformasjon, sammenligninger mellom produkter, bruksanvisninger og produktdeklarasjoner finnes og blir kommunisert digitalt.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 25

09.07.2021 13:29:54

26

produksjonslogistikk 4.0

Den største endring det siste tiåret er nok at stadig mer salg og kjøp av varer skjer gjennom internett. For noen bransjer er dette en stor og varig endring av handlemønstre, roller og prosesser i verdikjeden. Nettsalget er økende, men har fortsatt ikke nådd de markedsandeler som ble spådd for noen år tilbake. Endringene for oss som kjøpere gjelder både beslutningsprosessen, kjøpsprosessen og ikke minst leveringsprosessen. Endringene hos aktørene er nok størst i detaljist- og grossistleddet; mange produksjonsbedrifter har i mindre grad endret prosesser – men samtidig skjer det en betydelig endring i hvordan man håndterer informasjonen overfor kundene på.

1.8.4 Digitale planleggings- og styresystemer for produksjon og logistikk Mye av dagens planlegging og styring av produksjon og logistikk foregår ved bruk av digitale systemer. Mest anvendt er ERP-systemer (enterprise resource planning systems – se delkapittel 8.1); de finnes i en lang rekke bransjer, ikke minst innen produksjon og logistikk. Dagens ERP-systemer inneholder ofte funksjonalitet for lagerstyring og bestilling – disse fantes tidligere i egne systemer. For detaljert planlegging og oppfølging på produksjonsgulvet finnes MES-systemer (manufacturing execution systems – se delkapittel 8.3), det finnes avanserte planleggingssystemer (advanced planning systems, se delkapittel 8.4) som bruker matematisk optimering som metodikk for å planlegge den interne og eksterne verdikjeden, og vi har WMS-systemer (warehouse management systems – se delkapittel 8.5) for å styre lager og lagerhåndtering. Excel må også nevnes; svært mange produksjonsbedrifter bruker regneark både på enkle og svært avanserte måter for å holde orden, gjøre beregninger og planlegge.

Figur 1.6 ERP-systemer støtter opp om flere av bedriftens virksomhetsområder (© SWKStock / shutterstock)

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 26

09.07.2021 13:29:55

1 fra forretningsmodell til styringsmodell

27

Utvikling av digitalisering på mange av disse feltene gis i dag ofte betegnelsen Industri 4.0.

Dette er viet et eget kapittel, men forklares kort her. Industri 4.0 handler blant annet om å realisere tingenes internett (Internet of Things) hvor alle fysiske gjenstander kan identifiseres og følges, informasjonen deles og dermed kan gjenstandene styres gjennom verdikjeden. Dette skjer gjennom ID-teknologi, for eksempel radiofrekvensbasert identifikasjon (RFID), vision-systemer, og nett- og skybaserte systemer. Dermed er vi i ferd med å realisere sanntidsstyring av materialflyten gjennom hele verdikjeden. Bruk av metoder fra kunstig intelligens (artificial intelligence, AI) er videre i ferd med å gjøre planleggingssystemene smarte, og man kan i noen sammenhenger snakke om selvstyrte fabrikker, eller i hvert fall selvstyrte produksjonslinjer.

1.9 Bærekraft Som nevnt satte Brundtland-kommisjonens rapport i 1987 bærekraft på agendaen. Andre viktige begreper ofte forbundet med bærekraft er avfallshåndtering, verdigjenvinning, sirkulær økonomi, omvendt logistikk, grønne forsyningskjeder og industriell symbiose.

Disse begrepene og konseptene har noe forskjellige definisjoner, men den generelle tanken er den samme – restavfall, biprodukter eller utrangerte produkter skal ikke kastes. I stedet skal man redusere, gjenbruke eller resirkulere materialene. På en slik måte reduserer man den totale ressursbruken og den miljømessige og sosiale påvirkningen, samtidig som man opprettholder økonomisk lønnsomhet.

_PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0.indb 27

09.07.2021 13:29:55

Boka fanger opp de nyeste trendene for metoder og teorier som ikke er dekket av dagens alternative og engelskspråklige lærebøker. I boka inngår fem caser fra norske produksjonsbedrifter som gir læring fra ulike bransjer og bedrifter, løsninger og strategier. Boka presenterer metodikken for styringsmodeller som et sentralt verktøy og hjelpemiddel i utvikling og forbedring av produksjonsbedrifter generelt, og produksjonslogistikk spesielt.

Målgruppa er studenter innenfor ingeniørdisipliner og økonomiutdanning på bachelor- og masternivå, i tillegg til praktikere og studenter innenfor etterog videreutdanning.

ISBN 978-82-450-3598-8

PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0

Det faglige grunnlaget har utspring i fagmiljøet for produksjonslogistikk og -ledelse ved NTNU og SINTEF. Forfatterne har omkring 60 års erfaring fra forskning, utdanning og samarbeid med norske produksjonsbedrifter.

JAN OLA STRANDHAGEN, ANITA ROMSDAL OG JO WESSEL STRANDHAGEN

Produksjonslogistikk handler om hvordan vareflyten, informasjonsflyten og ressursene skal styres i en moderne produksjonsbedrift. Denne læreboka beskriver teori, metoder og praktiske caser – og forklarer hvordan en bedrift skal lykkes ved bruk av moderne digital teknologi.

JAN OLA STRANDHAGEN, ANITA ROMSDAL OG JO WESSEL STRANDHAGEN

PRODUKSJONSLOGISTIKK 4.0