blog

Wiskundige planning van service-engineers levert geld op

Supply chain

Wiskundige planning van service-engineers levert geld op

Bij het plannen van service-engineers gaat het om méér dan alleen minimaliseren van de reistijd van de engineers. Arjen Vestjens en Bram Kranenburg, respectievelijk partner/senior consultant en consultant bij adviesbureau CQM in Eindhoven, gaan in op factoren die een rol spelen bij engineer-planning. Ook tonen zij aan dat kwantitatieve methoden kunnen helpen bij het oplossen van de verschillende planningsvraagstukken.

 

Groot belang
Het belang van goede serviceverlening groot. Waar bij initiële productie en verkoop de marges steeds verder dalen en de opbrengsten afnemen, kan in de fase daarna nog goed verdiend worden. In veel branches levert het een concurrentievoordeel op als een bedrijf goede service verleent, want meer en meer wordt een functionaliteit (bijvoorbeeld kopieermogelijkheid) verkocht in plaats van een product (het kopieerapparaat zelf). Soms – zoals bijvoorbeeld in de hightech maakindustrie – zien we zelfs dat het leveren van service noodzakelijk is omdat klanten hoge beschikbaarheid eisen van hun kapitaalintensieve resources en het onderhoud niet in eigen beheer kunnen en willen uitvoeren.

Engineer-planning en voorraadplanning van reserveonderdelen
Om goede service te kunnen verlenen dient een bedrijf te beschikken over een goed op de klantenvraag afgestemde service supply chain voor de levering van reserveonderdelen (klik hier voor een expertartikel over dit onderwerp). Een ander issue is dat service-engineers aanwezig moeten zijn om de reparatie tijdig te kunnen uitvoeren. Ook dat vereist een goede planning.

Verschillende planniveaus
In engineerplanning zijn verschillende niveaus van planning aan te wijzen:

  • – Tactisch: toewijzing van engineers. Standplaatsen, het aantal engineers en de kwalificaties van de engineers zijn beïnvloedbare aspecten en kunnen geoptimaliseerd worden. Daarbij kan historische (geaggregeerde) informatie over de operationele gang van zaken worden gebruikt. Centrale vragen zijn hoe engineers worden toegewezen aan machines bij klanten en wat de verwachte kosten en service worden.
  • – Operationeel: call dispatching. Gegeven de beschikbare service-engineers en de actuele vraag naar service wordt gezocht naar een optimale toewijzing (call dispatching) van engineers die de verwachte totale reistijd reduceert en voldoet aan de eisen betreffende reactietijd. Met andere woorden, veel van de omstandigheden worden als gegeven beschouwd en het plannen van engineers wordt gereduceerd tot het minimaliseren van reistijd onder die gegeven omstandigheden. Dit betreft dus de operationele sturing: wie (van de bestaande crew) gaat welke klus aanpakken?

 

Complex

Hoe complex het plannen van service-engineers is, toont een ‘simpele rekensom’ aan: stel er is sprake van tien service-engineers (waarvan vijf met veel ervaring en vijf met minder ervaring) en 100 machines (waarvan er 40 per se een ervaren engineer vereisen). In die situatie is er al sprake van meer dan 600.000.000 x 1.000.000.000 (!) mogelijkheden om engineers aan machines toe te wijzen. Bovendien spelen er naast de kwalificaties van de engineers nog meer aspecten een rol bij het maken van een optimale planning.

Aspecten die een rol spelen
Bij die planning van service-engineers spelen allerlei aspecten een rol. Zonder compleet te willen zijn, noemen we er hier een aantal die van grote invloed zijn op de planning.

Met betrekking tot de vraag:

  • – Preventief versus correctief onderhoud. Preventief onderhoud is in principe planbaar, want het is vooraf bekend; correctief onderhoud vindt plaats nadat een storing is opgetreden – minder planbaar, maar vaak wel urgenter!
  • – Installed base. Een van de vereisten voor een goede forecasting van de onderhoudsvraag is dat bekend is waar in het klantenveld welke machines staan.
  • – Faalgedrag machines. Niet alleen is het nodig om de installed base te kennen, maar ook het faalgedrag van machines. Dit is nodig om de frequenties waarmee preventief onderhoud moet worden uitgevoerd te bepalen en om daarnaast de correctieve onderhoudslast in te kunnen schatten.
  • – Servicecontracten met differentiatie. Niet elke klant heeft hetzelfde service-level afgesproken in zijn contract.

Met betrekking tot de resources:

  • – Aantal en locatie van service-engineers. Het aantal service-engineers en hun locatie zijn uiteraard van invloed op de planning, evenals het start- en eindpunt van (eventueel meerdaagse) routes. Belangrijk is hier ook of de factoren aantal en locatie beschouwd worden als gegeven, of onderdeel zijn van de optimalisatie (zie eerder genoemde keuze van het planniveau).
  • – Opleiding/kwalificatie van engineers. Engineers hebben verschillende kwalificaties (bijvoorbeeld opleidingsniveaus of expertise met betrekking tot een bepaald machinetype of een bepaald soort reparatie), die beperkingen opleggen aan de toewijzing van engineers aan reparatieklussen.
  • – Bekendheid van service-engineer met de machine. Het is vaak handig dat de service-engineer de historie van de machine kent. Dit vergroot de kans dat defecten in het eerste bezoek worden opgelost. Om dat mogelijk te maken moet het aantal verschillende engineers per machine zoveel mogelijk worden beperkt.
  • – Bekendheid van service-engineer bij de klant. Naast technische beperkingen zijn er ook andere voorwaarden. Zo kan het wenselijk zijn dat de service-engineer ook de relatie met de klant onderhoudt. Om dat mogelijk te maken moet uiteraard het aantal engineers per klant zoveel mogelijk worden beperkt.
  • – Engineer wel of niet on-site. Soms zijn machines zo kritisch voor het proces en zijn stilstandkosten zo hoog, dat het de moeite loont om een service-engineer on-site beschikbaar te hebben, zodat snel gereageerd kan worden tegen zo laag mogeljke kosten.
  • – Materiaalbeschikbaarheid. Engineers kunnen een defect onderdeel alleen vervangen als een reserveonderdeel beschikbaar is. Zie eerdergenoemd artikel over voorraadplanning. De integratie van planning van onderdelen en planning van engineers is overigens nog redelijk onontgonnen terrein.

Wiskunde werkt
Net als bij planning van voorraden van reserveonderdelen, kunnen wiskundige methoden bij engineer-planning gebruikt worden om goede beslissingen te nemen. Geen andere techniek dan wiskundige optimalisering is in staat om dergelijke complexe planningsproblemen aan te pakken. Inherent aan wiskundig modelleren is dat messcherp duidelijk moet zijn (A) wat vaststaand en wat veranderbaar is en (B) hoe alle aspecten tegen elkaar moeten worden afgewogen. Het modelleren (het formuleren van het model, en het model tailoren op de praktijksituatie) helpt daarbij ook in het verhelderen van de vraagstelling en randvoorwaarden.

De veelheid aan aspecten en het enorme aantal mogelijke oplossingen maakt dan ook dat wiskundige optimaliseren de enige manier is om tot een goede beslissing te komen. Zo heeft CQM onder meer wiskundige optimalisering toegepast voor de tactische toewijzing van 300 service-engineers aan 10.000 machines op 4.500 klantlocaties. Daarbij is ook gekeken naar de gevoeligheid van de oplossing voor veranderingen in het opleidingsniveau en de standplaats van de service-engineers. Met een op de specifieke situatie toegespitst algoritme is de optimale tactische allocatie bepaald en de kwaliteit daarvan, uitgedrukt in verwachte reistijden, werklastverdeling en service-levels. Dit heeft geresulteerd in een besparing van zes procent in de reistijd en een besparing van maar liefst 40 procent in de overuren.

Reageer op dit artikel