blog

Logistieke uitdagingen bij windmolenparken in zee

Supply chain

Logistieke uitdagingen bij windmolenparken in zee
Logistiek windmolenparken

Het aantal windmolenparken in zee groeit momenteel hard. Deze parken liggen vaak 40 tot 60 kilometer uit de kust om hen aan het zicht vanaf land te onttrekken. Dit brengt nieuwe uitdagingen met zich mee voor de logistieke ondersteuning van het onderhoud. Jurgen Donders van Gordian over deze opvallende logistieke klus.

Windmolenparken in zee bieden een nieuwe logistieke uitdaging. Waar sla je immers je reservedelen op en op welke wijze worden deze aangevoerd? Welke reservedelen dienen op voorraad te worden gehouden en hoe wordt tegelijkertijd het geïnvesteerd vermogen in voorraad zo laag mogelijk gehouden? Door het toepassen van slimme planningstechnieken en systeemgerichte bevoorradingsmethoden worden de risico’s op stilstand geminimaliseerd tegen zo laag mogelijke investeringen.

 

Groei in aantal windmolenparken

In Nederland liggen er op dit moment al twee windmolenparken in de Noordzee. Voor de kust bij Egmond aan Zee ligt een park met 36 windmolens. Het park was in augustus 2006 gereed en is gebouwd door Shell en Nuon. Het tweede windmolenpark werd op 4 juni 2008 geopend en staat bij IJmuiden. Dat park bestaat uit zestig windturbines. Verder zijn er concrete plannen voor de bouw van nog 3 grote windmolenparken in zee. Eén daarvan komt op zo’n veertig kilometer uit de kust bij Hoek van Holland. De andere twee komen op zo’n 55 kilometer voor de kust van IJmuiden en zo’n veertig kilometer ten noordwesten van het Oost-Friese waddeneiland Juist.

 

Geen magazijn in zee

Deze off-shore windmolenparken kennen hun eigen logistieke uitdagingen. Op zee is immers geen ruimte voor een magazijn voor de opslag van reservedelen tenzij daarvoor permanent een schip wordt ingezet. Tot nu toe blijkt echter dat een dergelijke oplossing niet rendabel is. Gelukkig maar want dat betekent dat de omloopsnelheid van reservedelen relatief laag is. Een tweede uitdaging is om benodigde reservedelen ‘aan boord’ van een specifieke windmolen te krijgen. Door de hoge golven zo ver uit de kust is dit een grote uitdaging waar momenteel meerdere oplossingen voor worden ontwikkeld.

  

Nadelen lage omloopsnelheid

Het gegeven van een relatief lage omloopsnelheid van reservedelen kent, naast het eerder genoemde voordeel, ook grote nadelen. Met een lage vraag naar individuele reservedelen is het des te moeilijk om te kunnen inschatten welke reservedelen op welke tijdstippen zijn benodigd. En als het dan gaat om dure componenten, wordt al snel duidelijk dat men deze niet in grote aantallen op voorraad wil houden.

 

Stilstandkosten

Een windmolen met een vermogen van boven de 2MW vergt een enorme investering die kan oplopen tot ruim M€ 2. Om deze investering gedurende de economische levensduur van ongeveer 20 jaar terug te verdienen dient de windmolen nagenoeg voortdurend productief te zijn. Het verschil tussen de vergoeding en de kosten per kWh bedraagt slechts enkele eurocenten. Per uur productie levert een 2MW windturbine slechts enkele tientallen euro’s op. Het moge daarom duidelijk zijn dat een windmolen zoveel mogelijk ongestoord zijn productieve uren moet kunnen draaien.

  

Spare parts voorhanden 

Naast de gemiste opbrengsten kost een uur ongeplande stilstand echter veel meer. Een ongeplande stilstand vergt immers de ongeplande inzet van personeel en materiële middelen om de correctieve klacht zo snel mogelijk te verhelpen, ook in de weekenden en op feestdagen. En dan is het natuurlijk maar te hopen dat de juiste spare parts voorhanden zijn om de klacht snel op te lossen. Stel je voor dat een benodigd part niet voorhanden is en moet worden besteld bij een leverancier. Als het tegen zit kan het dagen duren voordat het part beschikbaar is en de windmolen weer in bedrijf kan worden gesteld.

 

Scheiding tussen gepland en ongepland onderhoud

Het onderhoudsconcept van een windmolen is gericht op het uitvoeren van preventief onderhoud op de juiste tijdstippen en op een zo vlot mogelijke wijze zodat ongeplande stilstand zoveel mogelijk wordt voorkomen (liever gepland en snel, dan onverwacht en langdurig). De benodigde parts tijdens het preventief onderhoud zijn voor het grootste gedeelte vooraf bekend. Van deze kennis kan gebruik worden gemaakt in de bevoorrading van spare parts: door de bekende vraag in de toekomst en de bekende levertijden van de leveranciers, is het bestelmoment van de benodigde parts bij de leverancier exact te berekenen. Door het toepassen van een Material Requirements Planning (MRP) zijn de benodigde materialen tijdig beschikbaar zonder het hoeven aanhouden van (veiligheids)voorraden. In onze adviespraktijk staan we ervan versteld hoe weinig dit onderscheid tussen planbare en te voorspellen vraag wordt gemaakt.

Toekomstige vraag voorspellen

Alleen voor die parts die niet standaard benodigd zijn bij preventief onderhoud moet de toekomstige vraag worden voorspeld. Hiervoor wordt veelal teruggegrepen naar reliability gegevens (MTBF e.d.) en naar historische vraagpatronen. In de meeste gevallen zal een poisson verdeeld vraagpatroon worden herkend wat de basis is voor een voorspelling van de vraag. Omdat in deze voorspelling veel onzekerheid schuilt, is het nodig om voldoende (veiligheids)voorraad aan te houden.

 

Toepassen systeemgerichte bevoorradingsmethoden

Nu is vastgesteld welke items in voorraad moeten worden genomen, dient per spare part te worden vastgesteld wat het gewenste voorraadniveau is. Meestal wordt dan een gewenst algemeen geldend servicelevel ingesteld van 95% of hoger. Dit zorgt voor hoger dan noodzakelijke voorraadinvesteringen. Het draait immers niet sec om een grijpkans, maar veeleer om het minimaliseren van de wachttijd op een spare part. Deze logistieke wachttijd is, naast de grijpkans, ook afhankelijk van de levertijd vanaf een leverancier en/of de reparatietijd van het defecte item. Door slim te kijken naar het spare parts pakket in combinatie met reparatieprocessen kan worden bespaard op de duurdere parts zodat meer kan worden geïnvesteerd in relatief goedkopere componenten.

  

METRIC-methoden

In een ultieme vergaande vorm van systeemgericht bevoorraden (ook wel METRIC-methoden genoemd) wordt rekening gehouden met de onderhouds Bill-of-Material (BOM) en de logistieke structuur en worden parts aan de voorraad toegevoegd naarmate zij meer bijdragen aan de operationele beschikbaarheid van de windmolen. Een op deze wijze vastgestelde voorraad leidt tot de beste value-for-money oplossing, maar is niet beschikbaar in de standeerd ERP-systemen, wel in specifiek daarvoor ontwikkelde add-ons.

Operational Availability

In onderstaand figuur kan worden afgelezen dat met een bestaande voorraad van M€ 23,5 een Operational Availability van het bewuste systeem kan worden bereikt van 78 procent, terwijl met een andere verdeling van de bestaande voorraad over de logistieke structuur 85 procent haalbaar is. Indien met hetzelfde budget een geheel nieuwe voorraad van scratch af aan kan worden opgebouwd, is zelfs een Operational Availability bereikbaar van 93 procent.

 

 

 

 

Beperkingen en valkuilen logistiek

In de voorraadbeheersing wordt onderscheid gemaakt in de besturing van zogenaamde productie- en distributievoorraden enerzijds, en onderhoudsvoorraden anderzijds. In de meeste ERP-systemen is deze laatste vorm van bevoorrading niet standaard beschikbaar. Door breder te kijken dan alleen maar naar een gewenste grijpkans en door het aanbrengen van onderscheid in preventieve en correctieve vraag, kan de voorraad beter op de behoefte worden afgestemd. Hierbij is echter wel enige voorzichtigheid geboden.

 

Zo bestaat de neiging om de duurdere artikelen minder op voorraad te nemen ten gunste van de goedkopere componenten. De operationele beschikbaarheid is echter veel meer afhankelijk van deze duurdere wisseldelen dan van componenten op lagere indenture levels in de onderhouds BOM.

  

Top 5 managen

Indien wordt overgegaan tot de meest ultieme vorm van systeemgerichte bevoorrading (METRIC) is het van belang het grootste gedeelte van het spare parts pakket hiermee te berekenen. De neiging bestaat om alleen de top 5 procent duurste artikelen hiermee te managen, maar de voordelen worden vooral bereikt door de aanwezigheid van een brede range van eenheidsprijzen van de spare parts.

 

Verder geldt de stelregel dat bij een grotere installed base (een groot aantal windmolens dat wordt bevoorraad) en een relatief lage betrouwbaarheid, goed ingerichte standaard bevoorradingsmethoden hun dienst goed bewijzen.

 

Stapsgewijs groeien naar ‘logistics excellence’

Om uiteindelijk te komen tot een optimale voorraadbeheersing van spare parts kan het beste een stapsgewijze aanpak worden gevolgd:

  • 1. Splits de totale vraag naar spare parts op in preventieve (planbare) vraag en correctieve vraag.
  • 2. Richt een MRP-planning in voor het afdekken van de vraag vanuit preventief onderhoud.
  • 3. Bepaal op basis van de resterende correctieve vraag welke parts op voorraad gehouden moet worden en wat de grijpkans per part behoord te zijn. Hanteer daarbij de volgende stelregels:
  • a. Goedkope parts hebben een hogere servicegraad;
  • b. Parts met een hoge vraag hebben een hogere servicegraad;
  • c. Parts met een lange lever- of reparatietijd hebben een hogere servicegraad.
  • 4. Onderzoek of een nog verdergaande vorm van systeemgerichte bevoorrading (METRIC-achtige methoden) beter presteert.

 

Tot slot kunnen vaak verbeteringen worden gerealiseerd door:

  • 1. Zoveel mogelijk voorraad door de leverancier te laten aanhouden en contractafspraken te maken over korte lever- of reparatietijden.
  • 2. Te investeren in reparatiecapaciteit (bij voorkeur bij derden) van de duurste spare parts.
  • 3. Zoveel mogelijk samen te werken met gebruikers van dezelfde windmolens en/of met de OEM-er.
Reageer op dit artikel