Appunti di Sistemi di produzione avanzati M

Lean production system

Il Lean production system è un sistema integrato di attività progettato per realizzare ampi mix produttivi, usando scorte minime di materie prime, WIP e di prodotti finiti: la sfida è tenere bassi i costi. Lo scopo è conseguire il miglioramento continuo in termini di qualità e produttività. Occorre produrre solo gli articoli effettivamente voluti dal cliente, nelle quantità e nei momenti effettivamente necessari. Abbraccia tutti i settori dell’azienda.

Inefficienze del sistema produttivo

• Lead time inaffidabile del fornitore;
• Tempi di setup dei centri di lavoro eccessivamente lunghi;
• Sistema di produzione non affidabile per qualità dei prodotti e per guasti dei macchinari;
• Assenza di bilanciamento dei carichi di lavoro tra le linee;
• Saturazione delle macchine collo di bottiglia;
• Variabilità dei lead time di produzione.

Nasce presso la Toyota dando origine al Toyota production system. Non poteva replicare in Giappone la produzione di massa come quella della Ford in USA, poiché:

• Mercato interno limitato ma gamma di veicoli elevata;
• Lavoratori non volevano essere considerati come numeri;
• Problema di concorrenza;
• Mancanza di capitali.

Soluzione: gamme complete di automobili con una varietà di modelli diversi. Toyota voleva produrre automobili di massa, utilizzando un limitato numero di presse per produrre l’intero veicolo. Sperimentò la tecnica dei cambi rapidi (da 1 giorno a 3 minuti). Sperimentò che il costo unitario dello stampaggio di piccoli lotti era inferiore a quello relativo a grandi partite.

• Produrre quantitativi ridotti eliminava le spese d’immobilizzo degli immensi stock di pezzi finiti;
• La fabbricazione di pochi pezzi rivelava istantaneamente gli errori di stampaggio prima che fosse assemblata l’auto.

Jidoka (automazione): ispezione autonoma di qualità e di quantità da parte della macchina o dell’operatore nelle postazioni manuali; i lotti di produzione assumono piena autonomia nella gestione delle loro attività fino ad interrompere il flusso produttivo per correggere i difetti. La macchina diventa garante della propria qualità perché si blocca autonomamente quando ci sono problemi di qualità => riduzione di scarti e difetti; riduzione dei costi di dimensionamento risorse.

Just in time: il cliente deve tirare la produzione; produzione di solo ciò che è necessario, solo quando richiesto; minimizzazione delle scorte; approvvigionamenti interni con mizusumashi shuttle e esterni secondo la logica del milk run (pieno per vuoto) => riduzione viaggi interni; riduzione viaggi esterni; riduzione scorte.

Caratteristiche del TPS (Toyota production system)

• Produzione di tipo pull;
• Progettazione del prodotto (concurrent engineering);
• Logistica (Supply-Chain management);
• Sicurezza (OSHAS 18001; TU 81/2008);
• Qualità (ISO-9000; TQM);
• Manutenzione (CBM; TPM; CMMS);
• Ambiente (ISO-14000 EMAS).

Strumenti della Lean production

• 5S (organizzare, ordinare, pulire, standardizzare, disciplina);
• Just in Time (fornire i pezzi giusti al momento giusto e nelle giuste quantità);
• Kanban (rapida ed efficace trasmissione delle informazioni);
• Kaizen (miglioramento continuo);
• Poka Yoke (strumento diretto alla prevenzione degli errori e alla rapida individuazione dell’errore);
• Heijunka (livellamento della produzione, distribuendo in modo uniforme il mix produttivo nel tempo);
• Jidoka (automazione intelligente);
• TPM (Total productive maintenance);
• Takt time (velocità alla quale le parti devono essere prodotte per soddisfare la domanda);
• Cellular manufacturing (unità di lavoro definite per realizzare una famiglia di prodotti).

TPS: eliminazione degli sprechi e rispetto per le persone. Lo spreco (MUDA) è qualsiasi cosa diversa dal quantitativo minimo di attrezzature, materiali, parti e addetti che sono assolutamente essenziali alla produzione. Gli sprechi sono:

• Sovra-produzione;
• Tempi di attesa;
• Trasporti;
• Scorte;
• Processi inutili;
• Movimentazioni;
• Prodotti difettosi.

Come eliminare gli sprechi

• Network di fabbriche focalizzate: distretto con piccoli impianti specializzati (ha inglobato le aziende dei fornitori per ridurre i costi e i tempi dovuti al trasporto delle materie prime);
• Group Technology (cellular manufacturing): lavorazione per celle di produzione (si eliminano i tempi di movimentazione, si riduce il numero di addetti necessari e si riducono le scorte);
• Qualità alla fonte: introduzione del Jidoka (appena c’è un problema si blocca il processo) e la TQM (Total quality management);
• Produzione Just in Time: devo realizzare solo quello che è necessario e quando è necessario (si prende come riferimento il lotto ideale di un pezzo o la quantità giornaliera minima richiesta dal cliente). Deve essere una produzione di tipo Pull, si utilizza una tecnica kanban e si adottano lotti di produzione piccoli o unitari. Vi è un flusso continuo, rapido e bilanciato dei materiali lungo il processo produttivo;
• Livellamento dei carichi di stabilimento (Heijunka): regolarizzazione dei flussi di produzione per attenuare le onde d’urto normalmente scatenate dalla variazione di programmazione (una variazione in una fase di assemblaggio finale si ripercuote a Monte lungo la supply chain in modo amplificato; per neutralizzare il problema si eseguono aggiustamenti di piano minimali, definendo un piano mensile con ritmo produttivo congelato, ossia il load leveling box);
• Controllo di produzione con kanban;
• Minimizzazione dei tempi di riattrezzaggio (si utilizza la tecnica SMED, ossia single minute exchange of dies; il contenimento dei tempi di attrezzaggio è necessario per mantenere flussi livellati; vi è una relazione tra le dimensioni del lotto e i costi di riattrezzaggio).

KPI di valutazione dell'efficienza

• THROUGHPUT TIME (tempo di attraversamento del prodotto [min o g]);
• TASSO DI PRODUZIONE [pz/Udt];
• TEMPO CICLO [min/pz] o TAKT TIME (ritmo produttivo);
• GIACENZE WIP [pz].

Linked-cell manufacturing system: linea di assemblaggio ridisegnata per produrre un mix di prodotti diversi.

• Pianale MLB: utilizzato da Audi in tutti i segmenti elevati (D, E ed F);
• Pianale MQB: matrice modulare trasversale utilizzato da Volkswagen per Audi A3: questa piattaforma darà origine a tutte le prossime auto del gruppo tedesco e trazione anteriore e motore trasversale dei segmenti B, C e D;
• LX, pianale su cui nascono la Chrysler 300 e la sua gemella europea, la Lancia Thema;
• Nuovo pianale FCA: capace di ospitare indifferentemente meccaniche a trazione posteriore e motore longitudinale o in alternativa a trazione anteriore con motori in disposizione trasversale;
• FATTORE F (produzione a farfalla): è il nuovo sistema produttivo introdotto per la prima volta a Pomigliano che permette la realizzazione sulla linea produttiva di vari modelli anche di diverse dimensioni.

La Lean Production comporta maggior flessibilità, maggior puntualità di consegna, minori costi, maggiore continuità di offerta, ma implica soprattutto un cambiamento culturale. I giapponesi educano la loro forza lavoro e inseriscono i migliori ingegneri in produzione e non in progettazione: invece di creare un nuovo prodotto i giapponesi sviluppano un modo migliore per realizzare lo stesso prodotto con maggiore qualità, minori costi e minori variazioni. È il cliente che fa il prezzo, quindi è il costo che determina il profitto, non il prezzo: Per avere profitto occorre ridurre i costi e quindi ridurre gli sprechi.

Classificazione delle attività

Classificazione delle attività in tre categorie:

• Attività che creano valore (tutte quelle il cui costo può essere trasferito al cliente);
• Attività che non creano valore ma necessarie (non sono eliminabili con gli attuali sistemi di sviluppo prodotto, gestione ordini e produzione);
• Attività che non creano valore e non necessarie (possono quindi essere eliminate da subito).