blog

Richtlijnen voor beschikbaarheid van opslag-en sorteersysteem

Warehousing

Een van de belangrijkste criteria bij de afname van een complex gemechaniseerd opslag-en sorteersysteem is de availability (beschikbaarheid) van het systeem. Uiteraard wenst de afnemer van het systeem een zo hoog mogelijke beschikbaarheid en vaak is de leverancier bereid hiervoor te tekenen. Hoe ga je hiermee om? Ivo van der Meulen biedt richtlijnen.

Richtlijnen voor beschikbaarheid van opslag-en sorteersysteem

Availability-getallen van 99,0 of zelfs 99,9 zijn vaak geen uitzondering. Echter, hoe realistisch is dit? En hoe meten we dit? Vaak levert dit veel discussie op bij de afnametesten. Zowel leverancier als afnemer zijn er bij gebaat om hier van te voren realistische doelstellingen en een goede meetmethode over af te spreken. In dit artikel wordt uitgelegd hoe dat kan.

Technische availability vs operationele availability

Allereerst moeten we onderscheid maken tussen operationele availability en technische availability. De laatste is de waarde waar de integrator voor verantwoordelijk kan worden gesteld, de eerste niet. Zaken waarvoor de integrator moeilijk voor verantwoordelijk gesteld kan worden zijn:

  • storingen veroorzaakt door product gerelateerde zaken, die niet het gevolg zijn van een door de integrator geleverd proces, zoals bijvoorbeeld: producten die uit de drager steken, slecht opgestapelde pallets, overhangend plastic, slechte kwaliteit van de dragers of de barcode labels.
  • storingen veroorzaakt door fouten van operators
  • verlenging van storingsduur doordat onderhoudspersoneel niet meteen beschikbaar was of de juiste materialen/gereedschap niet beschikbaar waren
  • verlenging van de storingsduur doordat de storing niet direct werd opgemerkt/gerapporteerd (alhoewel dit discutabel kan zijn, want je kan aanvoeren dat de supplier moet zorgen voor een goed signaleringssysteem…)
  • geplande downtime voor onderhoud, schoonmaak of omstelwerkzaamheden etc.

Bij het meten voor een afnametest moet er voor gezorgd worden dat bovenstaande factoren uit de meting gehaald worden. Dit zorgt er helaas voor dat de meting zich nauwelijks leent voor automatisering m.b.v. een monitorings-systeem, want het betreft hier subjectieve criteria die ter plekke beoordeeld moeten worden door een gezamenlijk team van de supplier en de afnemer. Dit betekent dus manueel meten en beoordelen!

De technische availability ligt over het algemeen dus hoger dan de operationele availability.

Realistische verwachting

In principe is een hoge graad van technische availability alleen mogelijk bij een hoge mate van redundancy in een systeem. Maar redundancy wil zeggen: geïnstalleerde overcapaciteit, en dus extra kosten. In sommige branches zoals de luchthavenbranche (bagage afhandelingssystemen) is men bereid hiervoor te betalen, maar in de meeste andere branches niet.

Voor een individuele component is een availability van 99,9 procent wel degelijk haalbaar. Op een operatie van 6×12 uur per week is dit een (gemiddelde) storingstijd van nog geen 5 minuten. Echter in een complex systeem zitten heel veel componenten die allemaal met elkaar verbonden zijn. Een storing in één ervan heeft vaak impact op het hele systeem. Hier geldt dan het statistische lemma dat de availability van het hele systeem het product is van de van de availability van de individuele componenten die in serie zijn geschakeld. En dat gaat hard omlaag als er veel componenten in het systeem zitten! Bij grote systemen zonder expliciete redundancy is een availabilty van 97 tot 98 procent een meer realistisch getal.

Modelvorming

Het is belangrijk om voordat de meting begint een model op te stellen om aan te geven hoe de verschillende flows en componenten in het systeem samenhangen. Een goede integrator doet dit al in de design fase!. Overwegingen bij het opstellen van het model zijn:

  • een deel van het systeem dat zwaarder belast wordt (=hogere flow) telt zwaarder mee in de totale availability
  • onderscheid tussen componenten die parallel staan of in serie
  • splitsing van systeem in subsystemen met een eigen availability-eis, bijv. als er een flinke buffer tussen zit waardoor de deelsystemen losgekoppeld worden.
  • rekening houden met eventuele redundancy in het systeem

Meetmethode

Een goede en bruikbare richtlijn voor het meten van availability tijdens een afnametest geeft de FEM richtlijn 9.222 (afname van samengestelde systemen). Voor een systeem met N componenten in serie geldt de volgende simpele formule voor de totale availability (FEM9.222 formule 4):

 

Hier is te zien dat het slim is om (in de ontwerpfase) een systeem op te delen in min of meer onafhankelijke subsystemen met buffers ertussen: een complex systeem met een beschikbaarheid van 97 procent kan zo teruggebracht worden naar bijvoorbeeld 3 subsystemen met elk een availability van 99 procent.

In geval van componenten die parallel gaan geeft de FEM richtlijn ook een formule (FEM9.222 formule 5), echter in de praktijk is deze niet zo bruikbaar omdat deze ervan uitgaat dat het blok van parallelle componenten pas unavailable is als alle parallelle componenten in dit blok in storing zijn. In de praktijk van distributiecentra geldt dit meestal niet. Neem als voorbeeld: een blok van 5 miniload-kranen. Vaak kan bij een uitval van een kraan het systeem wel een tijdje door draaien alhoewel met gereduceerde piekcapaciteit. Dit is niet per definitie een probleem. Echter, vroeg of laat zullen de artikelen uit de kraan in storing toch benodigd zijn waardoor de flow stil valt. De impact hangt dan af van de duur van de storing en van de beschikbaarheid van artikelen in meerdere kranen.

Natuurlijk zijn er ook wiskundige formules beschikbaar om hier rekening mee te houden, maar het wordt als vrij snel erg complex. Een pragmatische benadering is om voor een groep parallelle componenten het gemiddelde te nemen van de individuele componenten. In geval van de 5 miniloads draagt elke miniload voor 1/5 bij aan de availability van de groep miniloads. Dit noemen we de groepfactor. De bijdrage van de componenten kan daarbij ook nog gewogen worden als bepaalde componenten zwaarder belast worden dan anderen, dit noemen we de flow-factor.

Op deze manier kan het hele systeem nagelopen worden en kan aan elke component een factor worden toegekend (flow factor * groep factor) en zo ontstaat een model waarin alle componenten en hun relatieve bijdrage aan de availability zijn benoemd. FEM9.222 geeft vervolgens een praktische formule (formule 6) om uit alle gemeten storingen de totale gewogen storingstijd te bepalen waarmee vervolgens de availability berekend kan worden.

Of de afgesproken technische availability daadwerkelijk gehaald wordt, hang uiteindelijk af van de kwaliteit van de equipment en besturing (fit to purpose!) en de mate van conveyability van de producten. De mate van preventief onderhoud is natuurlijk op de lange termijn ook van invloed, maar is bij afname van het systeem meestal nog niet van belang.

Conclusie

Het meten van availability tijdens afnametesten is een complexe zaak, maar het kan te managen gemaakt worden door van te voren een goed wiskundig model op te stellen en duidelijke afspraken te maken welke storingen wel en niet meetellen (operationeel vs technische storingen). De FEM9.222 richtlijn geeft hiervoor goede handvatten. Daarnaast moeten zowel supplier als afnemer van het systeem zich al bij contract realiseren dat hoe complexer het systeem hoe lager de maximaal haalbare availability van het totale systeem zal zijn als er geen expliciete maatregelen genomen worden zoals extra buffers en/of redundancy.

Reageer op dit artikel