Wat is TPS?
TPS (Toyota Production System) is het productiesysteem van Toyota dat met de twee pijlers just-in-time en jidoka streeft naar de beste kwaliteit, de laagste kosten en de kortste doorlooptijd door verspilling stelselmatig te elimineren. Het systeem is grotendeels in de jaren vijftig en zestig opgebouwd door Taiichi Ohno, met steun van Eiji Toyoda, en vormt het fundament van LEAN manufacturing. TPS is meer dan een gereedschapskist: het combineert gestandaardiseerd werk, continu verbeteren en respect voor mensen tot één manier van werken. Voor wie OT-systemen ontwerpt is TPS relevant, omdat veel van de principes vandaag terugkomen in MES, SCADA en HMI-schermen op de werkvloer.
🕰️ Hoe is het Toyota Production System ontstaan?
De wortels van TPS liggen vóór de autofabriek, in de weefgetouwen van de familie Toyoda:
| Jaar / periode | Gebeurtenis |
|---|---|
| 1896 | Sakichi Toyoda bouwt een weefgetouw dat automatisch stopt als een inslagdraad breekt: de oorsprong van jidoka |
| 1924 | Het Type G automatische weefgetouw, dat zonder stoppen van spoel wisselt |
| jaren ‘30 | Kiichiro Toyoda, oprichter van Toyota Motor Corporation, formuleert het idee van just-in-time en past het toe in de nieuwe fabriek in Koromo (1938) |
| jaren ‘50-‘60 | Taiichi Ohno werkt het raamwerk van just-in-time uit, onder meer met kanban, en breidt het met steun van Eiji Toyoda uit over de fabrieken |
| jaren ‘60-‘70 | TPS wordt uitgerold naar de toeleveranciers van Toyota |
| 1978 | Ohno publiceert zijn boek over het Toyota Production System |
| 1984 | Joint venture NUMMI van Toyota en General Motors in Californië: TPS wordt buiten Japan zichtbaar |
| 1988-1990 | Onderzoekers van MIT introduceren de term lean production; The Machine That Changed the World verschijnt in 1990 |
| 2001 | Toyota legt de bredere filosofie vast in The Toyota Way, met continu verbeteren en respect voor mensen als pijlers |
TPS is dus niet in één keer ontworpen, maar is in tientallen jaren via proberen en verbeteren gegroeid. Dat verklaart ook waarom kopiëren van losse tools zelden hetzelfde resultaat geeft.
🧱 Wat zijn de twee pijlers van TPS?
TPS wordt vaak getekend als een huis: een fundament van stabiliteit, gestandaardiseerd werk en verbeteren, twee pijlers en een dak met het doel (kwaliteit, kosten, doorlooptijd).
| Pijler | Kern | Typische middelen |
|---|---|---|
| Just-in-time | Maak alleen wat nodig is, wanneer het nodig is, in de hoeveelheid die nodig is | Pull, kanban, takttijd, continue flow, heijunka |
| Jidoka | Automatisering met een menselijke toets: stop zodra er een afwijking is, zodat fouten niet doorstromen | Automatische stop, andon, poka-yoke, oorzaakanalyse |
Just-in-time kent volgens Toyota drie principes: alleen maken wat nodig is, goederen en informatie niet laten stilstaan en produceren in het tempo van de verkoop. Elk proces haalt onderdelen bij het voorgaande proces, dat alleen aanvult wat is weggenomen. Bij een auto met meer dan 30.000 onderdelen, van Toyota zelf en van toeleveranciers, vraagt dat een strakke synchronisatie.
Jidoka betekent dat een machine een afwijking zelf detecteert en stopt, en dat een operator de lijn mag stoppen met een trekkoord. Een andon-bord laat direct zien waar het probleem zit. Daardoor hoeft niemand een machine continu te bewaken, en wordt een probleem opgelost bij de bron in plaats van achteraf bij de eindcontrole.
🧺 Welke verspillingen bestrijdt TPS?
TPS onderscheidt drie soorten verlies: muda (verspilling), mura (ongelijkmatigheid) en muri (overbelasting). Taiichi Ohno beschreef zeven vormen van muda:
| Verspilling (muda) | Beschrijving | Voorbeeld in een fabriek |
|---|---|---|
| Overproductie | Meer of eerder maken dan nodig | Een lijn draait door terwijl er geen order is |
| Wachten | Mensen of machines die stilstaan | Operator wacht op materiaal of een vrijgave |
| Transport | Onnodige verplaatsing van producten | Pallets heen en weer tussen hallen |
| Overbewerking | Meer werk of precisie dan de klant vraagt | Dubbele controles, onnodige nabewerking |
| Voorraad | Te veel grondstof of onderhanden werk | Buffers die problemen verbergen |
| Beweging | Onnodige bewegingen van mensen | Zoeken naar gereedschap, ver reiken |
| Defecten | Producten die hersteld of afgekeurd worden | Uitval na een verkeerde instelling |
In de westerse LEAN-praktijk is later een achtste verspilling toegevoegd: onbenut talent van medewerkers. Ohno zag overproductie als de ergste verspilling, omdat die alle andere verspillingen veroorzaakt en verbergt.
🔧 Welke methoden en tools horen bij TPS?
| Methode | Toelichting | OT/IT-ondersteuning |
|---|---|---|
| Kanban | Signaalkaart die aangeeft dat een voorgaand proces mag aanvullen | E-kanban via MES, ERP, barcode of RFID |
| Heijunka | Productie gelijkmatig spreiden in volume en mix | Planning in MES/APS |
| Takttijd | Productieritme afgeleid van de klantvraag | Vergelijking met de cyclustijd uit de besturing |
| Andon | Visueel en hoorbaar signaal bij een afwijking | HMI, SCADA en alarmering |
| Poka-yoke | Foutvermijding in ontwerp of proces | Sensoren, vision, interlocks in de PLC |
| Kaizen | Continu verbeteren vanuit de werkvloer, volgens PDCA | Data uit een historian |
| Gestandaardiseerd werk | Vastgelegde beste werkwijze als basis voor verbetering | Digitale werkinstructies |
| 5S | Orde en netheid op de werkplek | Visueel management |
Veel van deze termen zijn later in Lean, TPM en Six Sigma terechtgekomen. Poka-yoke en snel omstellen (SMED) zijn sterk verbonden met Shigeo Shingo, die nauw met Toyota samenwerkte.
🏭 Hoe past u TPS toe in een moderne fabriek?
Een praktische aanpak voor een eerste productielijn ziet er zo uit:
- Bepaal de takttijd - deel de beschikbare productietijd door de klantvraag. Voorbeeld: twee diensten van 8 uur met in totaal 60 minuten pauze geven 900 minuten; bij een vraag van 900 stuks per dag is de takttijd 60 seconden.
- Meet de werkelijke cyclustijden per station uit PLC- of MES-data en zoek het knelpunt. Een station met een cyclustijd boven de takttijd haalt de vraag niet.
- Stabiliseer het proces met gestandaardiseerd werk en TPM, zodat storingen en variatie de flow niet verstoren. OEE laat zien waar het verlies zit.
- Voer pull in met een beperkt aantal kanbankaarten. Een veelgebruikte vuistregel is: aantal kaarten = vraag per tijdseenheid × aanvultijd × (1 + veiligheidsfactor) / inhoud per bak.
- Maak afwijkingen zichtbaar met andon en koppel elke stop aan een oorzaakanalyse, bijvoorbeeld met 5 x waarom.
- Verbeter in korte cycli volgens PDCA en leg de nieuwe standaard vast.
Toyota hanteert hierbij een belangrijke regel: perfectioneer het werk eerst handmatig en verwijder muda, mura en muri, en automatiseer pas daarna. Wie eerst automatiseert, automatiseert de verspilling. Binnen Industrie 4.0 betekent dit dat een digital twin of een Unified Namespace pas waarde toevoegt als het onderliggende proces stabiel en gestandaardiseerd is.
🔐 Welke risico’s brengt just-in-time met zich mee?
Minimale voorraad maakt een fabriek gevoelig voor verstoringen in de keten en in IT-koppelingen. Op 1 maart 2022 legde Toyota 28 productielijnen in alle 14 Japanse fabrieken een dag stil na een malware-aanval op toeleverancier Kojima Industries; ongeveer 13.000 auto’s werden niet gebouwd. Wie TPS-principes digitaliseert, neemt daarom ketenrisico en bedrijfscontinuïteit mee in het ontwerp, en segmenteert de OT-systemen die kanban- en afroepberichten verwerken.
❓ Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen TPS en Lean?
TPS is het concrete productiesysteem van Toyota, gebouwd op just-in-time en jidoka. LEAN is de westerse, algemene beschrijving van die principes, in 1988 benoemd door onderzoekers van MIT, zodat ook andere bedrijven en sectoren ze kunnen toepassen. Lean neemt de tools van TPS over, maar mist vaak de bedrijfscultuur waarin TPS bij Toyota is ingebed.
Wie heeft het Toyota Production System bedacht?
Het Toyota Production System is vooral uitgewerkt door Taiichi Ohno in de jaren vijftig en zestig, met steun van Eiji Toyoda. Het idee van jidoka gaat terug op de weefgetouwen van Sakichi Toyoda en just-in-time op Kiichiro Toyoda in de jaren dertig. Shigeo Shingo leverde methoden als poka-yoke en SMED.
Wat betekent jidoka in TPS?
Jidoka is in TPS het principe dat een machine of operator het proces direct stopt zodra er een afwijking optreedt. Zo stroomt een fout niet door naar volgende stappen en wordt de oorzaak meteen aangepakt. Toyota omschrijft jidoka als automatisering met een menselijke toets.
Is TPS alleen geschikt voor de auto-industrie?
Nee, TPS-principes worden ook toegepast in elektronica, voeding, logistiek en de zorg, bijvoorbeeld om wachttijden te verkorten en handelingen te standaardiseren. In de procesindustrie werkt pull anders dan bij discrete productie, maar verspillingsanalyse, gestandaardiseerd werk en kaizen zijn breed bruikbaar. De cultuur van continu verbeteren is daarbij belangrijker dan de afzonderlijke tools.
Welke rol spelen OT-systemen in TPS?
OT-systemen leveren in TPS de feiten: cyclustijden, stilstand en kwaliteitsdata uit PLC, SCADA en MES. Andon wordt vaak digitaal uitgevoerd via HMI-schermen en alarmering, en kanban via e-kanban in MES of ERP. Toyota benadrukt wel dat techniek een goed handmatig proces moet ondersteunen en niet vervangen.
Hoe hangen TPS en TPM samen?
TPS heeft stabiele machines nodig, omdat just-in-time met weinig voorraad geen ruimte laat voor onverwachte storingen. TPM levert die stabiliteit door operators en technische dienst samen verantwoordelijk te maken voor onderhoud. Toyota-toeleverancier Nippondenso was de eerste die TPM fabrieksbreed invoerde.
📌 Samengevat
TPS is het productiesysteem van Toyota, gegroeid vanuit de weefgetouwen van Sakichi Toyoda en uitgewerkt door Taiichi Ohno. Het rust op just-in-time en jidoka, bestrijdt muda, mura en muri, en gebruikt methoden als kanban, andon, heijunka en kaizen. Moderne OT- en IT-systemen maken die principes meetbaar, maar alleen op een stabiel en gestandaardiseerd proces.
TPS is het originele productiesysteem van Toyota dat de basis vormt voor LEAN: het draait om kwaliteit, flow, continu verbeteren en respect voor mensen.